摘要:鋼管混凝土結(jié)構(gòu)具有傳力明確、承載力高、塑性及韌性好、耐久性能好和經(jīng)濟效益高等特點而受到廣大設(shè)計和施工人員的青睞,鋼管混凝土壓注是提籃拱橋的關(guān)鍵工序及質(zhì)量安全控制重點,從混凝土工藝流程、施工方法等方面做了詳細(xì)的闡述,總結(jié)了混凝土灌注質(zhì)量控制要點和檢驗方法,為今后類似工程提供了參考。
關(guān)鍵詞:建筑工程;鋼管混凝土;施工質(zhì)量;控制
1引言
由幾種不同受力性質(zhì)的建筑材料組成的構(gòu)件或結(jié)構(gòu),在荷載作用下能夠共同受力、變形協(xié)調(diào)的結(jié)構(gòu)稱為組合結(jié)構(gòu)。鋼—混凝土組合結(jié)構(gòu)是指用型鋼或鋼板焊成鋼截面,在其上、四周或內(nèi)部澆灌混凝土使鋼與混凝土形成整體共同受力的結(jié)構(gòu)。這種組合結(jié)構(gòu)具有有效地節(jié)約鋼材和模板,充分發(fā)揮材料性能,抗震性能好,施工方便,降低造價等優(yōu)點。重點介紹鋼管混凝土結(jié)構(gòu)、型鋼混凝土結(jié)構(gòu)、壓型鋼板—混凝土組合梁與鋼、混凝土組合板結(jié)構(gòu)的施工。為了使施工不受季節(jié)的影響,冬天的時候可以先安裝空鋼管骨架,等到春天的時候再進(jìn)行澆灌混凝土。鋼管在施工中起到很大的作用,它的吊裝質(zhì)量較輕,焊接工程量遠(yuǎn)比一般型鋼骨架少,還可以承受很大的重力。使用鋼管不但可以節(jié)省腳手架,還可以簡化施工的安裝工藝,縮短工期。現(xiàn)在常見的橫截面形式主要有多邊形矩形和圓形。制作鋼管遠(yuǎn)比制作鋼筋骨架便于澆筑混凝土、省料而且省工。鋼管混凝土除具有經(jīng)濟效果好、塑性和韌性好、耐火性好及承載力高等優(yōu)越的力學(xué)性能,鋼管它兼有橫向箍筋和縱筋的功能,而且還是耐側(cè)壓的模板,所以在澆灌混凝土?xí)r,可省去拆、支模板的料和工。
2鋼管的混凝土設(shè)計及施工工藝分析
鋼管中混凝土采用普通混凝土,其強度等級不宜低于C30,為了達(dá)到與原材料等強的要求,焊接時一定要采用對接焊縫,也可以采用螺旋形縫焊接管、無縫鋼管和直縫焊接管。
2.1建筑工程鋼管柱吊裝
在采用預(yù)制鋼管混凝土構(gòu)件時,要先等到鋼管里的混凝土的強度達(dá)到50%,這樣才可以進(jìn)行吊裝,吊裝時還要密封。防止異物落入鋼管內(nèi)。在吊裝時一定要應(yīng)注意吊裝在荷載作用下是否變形,根據(jù)鋼管的穩(wěn)定性和它的強度計算可以確定吊點的位置。在鋼管吊裝一切都結(jié)束后,必須要馬上進(jìn)行檢驗和校正,一定要保證構(gòu)件的穩(wěn)定性。
2.2建筑工程鋼管的制作工藝技術(shù)
鋼結(jié)構(gòu)采用手工焊接及滾床卷管時,應(yīng)采用直流電焊機進(jìn)行反接焊接施工。焊縫的質(zhì)量一定要滿足二級質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的要求。鋼板的壓延方向要與卷管的方向保持一致。必須保證鋼管內(nèi)不得有油漬等污物,核心混凝土與鋼管內(nèi)壁緊密黏結(jié)。在卷板過程中,應(yīng)注意管軸線與保證管端平面垂直。在卷制鋼管的時候,應(yīng)根據(jù)鋼管拼接的軸線要求,讓鋼管坡口端應(yīng)與管軸線嚴(yán)格保持垂直。根據(jù)不同的板厚,焊接的坡口應(yīng)符合相關(guān)規(guī)定。工廠里提供的鋼管一定要有出廠合格證。施工單位在自行卷制鋼管的時候,一定不要使用有損壞或生銹的鋼板,鋼板必須平直,而且還要有試驗報告單或出廠證明書。
2.3建筑工程鋼管拼接組裝
焊接時,可以對大直徑鋼管可另用附加鋼筋焊于鋼管外壁作臨時固定連焊,對小直徑鋼管采用點焊定位,固定點的間距可取300mm左右,且不得少于3點。在肢管的對接的時候,它的間隙要放大0.5~2.0mm,這樣可以抵消收縮的變形,試焊的結(jié)果可以確定它的具體數(shù)據(jù)。如果在焊接和對接的時候發(fā)現(xiàn)很小的裂縫,這個很小的裂縫我們也不能忽略,一定要把裂縫的地方鏟除重焊。鋼管在對接時最好采用分段的順序而且還要保持對稱,以免對肢管產(chǎn)生影響,鋼管對接時焊后的管肢一定要保持平直。格構(gòu)柱腹桿和肢管的組裝順序必須嚴(yán)格按照原來的工藝設(shè)計的要求進(jìn)行。腹桿與肢管角度的連接尺寸必須準(zhǔn)確。鋼管格和鋼管構(gòu)柱的長度可在現(xiàn)場臨時加長,最好不長于12m是最合適的,也可以根據(jù)它的吊裝條件和運輸條件確定。為了確保連接處焊縫的質(zhì)量,所有綴件的組裝和格構(gòu)柱的肢管一定要按照工藝設(shè)計的要求去做。在管內(nèi)連接處設(shè)置附加襯管,這樣可以更好的保證質(zhì)量。所有的鋼管構(gòu)件必須在焊縫檢查后才可以進(jìn)行防腐處理。肢管與腹桿連接處的間隙應(yīng)按板全展開圖進(jìn)行放樣。另外,還要考慮焊接變形的影響。
3鋼管混凝土澆筑技術(shù)的方法
管內(nèi)混凝土可采用高位拋落無振搗法、立式手工澆搗法或泵送頂升澆筑法。
3.1高位拋落無振搗法
用此法澆筑時,混凝士的水灰比不大于0.45,粗骨料粒徑采用5~30mm,坍落度不小于150mm。在澆筑時要連續(xù)進(jìn)行不能停,如果在必須要間歇的時候,時間一定不要超過混凝土的終凝時間。高位拋落無振搗法用于高度不小于4m、管徑大于350mm的情況,它的目的是利用下落時產(chǎn)生的動能達(dá)到振實混凝土。如果在拋落的高度不足4m區(qū)段內(nèi),一定要采用內(nèi)部振搗器來振實,振搗的時間最好為30~45s。當(dāng)混凝土澆灌到鋼管頂端時,要等到混凝土的強度達(dá)到設(shè)計值的50%后,在將混凝土澆灌到稍低于鋼管口的位置,這樣才能將封頂板或?qū)娱g橫隔板一次封焊到位。也可將層間橫隔板或封頂板按設(shè)計的要求進(jìn)行補焊,這樣就能使混凝土稍微溢出后再將留有排氣孔的封頂板或?qū)娱g橫隔板緊壓在管端。混凝土要由頂端管口連續(xù)注入管內(nèi),可以采用料斗裝填也可用泵車從地面泵至柱頂。為了方便混凝土在下落時空氣能夠順利排出,每一次拋落的混凝土最好在0.7m3左右,而且料斗的下口尺寸要比鋼管直徑小100~200mm。在需留施工縫時,應(yīng)將管口封閉,防止油、水和異物等落人。為了避免自由下落時混凝土骨料產(chǎn)生彈跳現(xiàn)象,要先澆灌一層厚度為10~20cm的水泥漿和混凝土強度等級相同的。如果發(fā)現(xiàn)有不密實的地方,可以采用鉆孔壓漿法進(jìn)行補強,然后將鉆孔補焊封固。澆灌質(zhì)量可以先用敲擊鋼管的方法來進(jìn)行初步檢查,如果發(fā)現(xiàn)有異常,在用超聲脈沖技術(shù)來檢測。
3.2立式手工澆灌法
立式手工澆筑法,粗骨料粒徑可以采用10.40mm,它的水灰比要不大于0.4且混凝土的坍落度要在2~4cm內(nèi);如果有穿心部件時,它的粗骨料粒徑宜減小為5~20mm,坍落度宜不小于l5cm。管內(nèi)混凝土自鋼管上口澆入,用振搗器振搗。在管徑小于350min時,我們可以采用外部振搗器進(jìn)行振搗。它的工作范圍是以鋼管的橫向振幅不小于0.3mm為有效。外部的振搗器位置應(yīng)該隨著混凝土澆筑的進(jìn)展加以調(diào)整。它的振搗的時間一定要不小于1min。每一次澆灌的高度不能大于2.3m柱長并且一定要在振搗器的有效工作范圍內(nèi)。在管徑大于350mm時,要采用內(nèi)部振搗器,它的振搗時間不少于30s且一次的澆筑高度不宜大于2m。
3.3泵送頂升澆筑法
用此法澆筑混凝土的粗骨料粒徑采用5—30mm,水灰比不大于0.45,坍落度不小于150mm,而且需要有較好的流動性,但管壁要有良好的黏結(jié)且縮亦要小。鋼管的直徑宜不小于泵徑的兩倍。為了避免在拆除進(jìn)料支管時混凝土回流,我們可以在進(jìn)料支管上設(shè)一個止流閘門。當(dāng)混凝土澆筑結(jié)束時,為了控制泵壓,一定要等2~3min,然后打開止流閘門,這些都結(jié)束后才可以拆除混凝土輸送管。而且還要等到管內(nèi)混凝土的設(shè)計強度達(dá)到70%后,然后在切除進(jìn)料的支管且補焊洞口管壁,在修補焊洞口的時候,要采用原來開洞時切下的鋼板。此方法不可進(jìn)行外部振搗,以免泵送急劇上升甚至導(dǎo)致中斷澆筑。此方法就是在鋼管接近地面的適當(dāng)位置上安裝一個帶閘門的進(jìn)料支管,讓它與泵車的輸送管相連,并且利用泵車的壓力來不斷地灌入鋼管,這個方法不需要振搗。
4結(jié)束語
隨著理論研究的深入和新的施工工藝的產(chǎn)生,鋼材和混凝土兩種材料各自的優(yōu)點有效地發(fā)揮出來,在工程中起到了有效的作用。鋼管混凝的產(chǎn)生是由混凝土填入鋼管內(nèi)而形成的一種新型的組合結(jié)構(gòu),同時也克服了鋼管結(jié)構(gòu)容易發(fā)生局部屈曲的缺點,在工程中得到廣泛的應(yīng)用。
參考文獻(xiàn)
[1]未曉麗,王文達(dá).地下工程中鋼管混凝土柱施3關(guān)鍵技術(shù)[J].施工技術(shù),2013,(7):2729.
[2]張利納,淺析鋼管混凝土主橋系桿拱頂推施工要點[J].建筑知識:學(xué)術(shù)刊,2013,(2):226227.