矩形钢管混凝土柱施工工法
1、前言
近年来随着建筑结构技术的进步，建筑物的结构形式也越来越多样化，其中的钢管混凝土柱就是研究应用的热点之一，所谓钢管混凝土就是把无收缩混凝土灌入钢管中并捣实形成的一种新型钢混组合结构体系，这种结构体系具有良好的弹塑性和轴向抗压能力、抗震性能优越、施工方便，工期大大缩短、有良好的抗火和防火功能和良好的耐腐蚀性，是今后高层、超高层建筑结构发展的大方向，具有广阔的应用前景。
钢管混凝土柱的施工技术难点是钢管的吊装连接、对接焊残余应变对垂直度的影响以及混凝土浇筑的质量控制，本工法就是在实际的工程应用中，经过工程实践总结形成。
2、工法特点
2.0.1与钢筋混凝土柱比较，同时具有受压性能和塑性性能，管内无钢筋，减少了混凝土施工的难度，混凝土振捣质量更容易保证；减小了柱子截面面积,增大了建筑使用面积（见图2.0.1）。
钢管混凝土柱的外皮钢管具有钢筋的功能，兼有纵向钢筋和横向箍筋的作用，管内没有钢筋，省去了钢筋下料和绑扎钢筋等一系列工艺。
2.0.2钢管实行工厂化加工，在施工现场可以直接吊装对接，施工现场仅存在钢管对接焊和连接节点焊接，柱芯混凝土一次浇筑两个楼层，减少了钢筋混凝土柱的重复工作次数，节省了模板，降低了劳动强度，缩短了工期。
2.0.3钢管柱对接处的顶拉杆和防变形卡板减小了由于焊接残余应变对垂直度的影响。
2.0.4高空抛落免振法，省去了混凝土的振捣时间，加快了施工进度。
图2.0.1钢管混凝土柱节点图
图2.0.1钢管混凝土柱节点图
3、适用范围
适用于任何工业与民用建筑中的钢管混凝土柱的制作、安装及混凝土浇筑。
4、工艺原理
在加工成型的钢管上焊接梁板节点部件，检验合格后运至现场吊装对接，然后支设梁板模板，安装梁、板钢筋、浇灌楼面及钢管内混凝土，通过梁柱结合部钢管上焊接的钢牛腿、梁位钢管外侧的加强环、管内加强肋板实现梁柱共同受力(见图4.1、图4.2)。
钢管角隅支撑板
钢管
角隅支撑板
加强肋板
连接板
钢梁
钢管
加强肋板
牛腿
环梁
钢筋混凝土梁
4.2钢管柱与钢梁连接图4.1钢管组合柱与钢筋混凝土梁连接
4.2钢管柱与钢梁连接
图4.1钢管组合柱与钢筋混凝土梁连接
高层建筑中地下部分的钢管混凝土柱采用外包柱，即在钢管混凝土柱外围加设一层200mm的钢筋混凝土，钢管与外包混凝土通过焊接在钢管上的栓钉进行连接，在增加底部承载力的同时提高钢管混凝土柱的耐腐蚀性能(图4.3)。
Ф
Ф19栓钉@150L=120
200mm
200mm
加强肋板
图4.3外包柱截面图
图4.3外包柱截面图
5、工艺流程及操作要点
5.1工艺流程
钢管及连接部件工厂加工制作(基础预埋件施工)→钢管进场验收→钢筋柱吊装→就位、校正→钢管接长对接焊（超声波焊缝检验）→梁板节点焊接（楼板模板安装、梁钢筋绑扎）→无收缩混凝土浇筑
5.2操作要点
5.2.1基础预埋件施工
钢柱与基础的连接采用双螺帽锚栓进行连接，埋设之前重新对钢柱轴线进行校正，用细钢丝拉纵横线，定出钢柱中心，然后进行锚栓埋设。
锚栓采用Q235钢制成，所有的锚栓全部采用锚板进行固定定位，埋设深度符合设计及规范规定要求，在锚杆底部焊接一16×90×90的钢板，以增加锚杆的抗拉拔力，定位完毕浇筑混凝土之前将锚板取走，进行周转使用(见图5.2.1)。
焊缝
焊缝
16×90×90
埋设深度100
100
160
图5.2.1基础锚栓埋设
图5.2.1基础锚栓埋设
5.2.2钢管及连接部件制作
图纸会审完毕，及时与钢构件加工厂联系，进行现场采样，并画出构件简图，每节钢管柱的长度按2个楼层高度伸出楼面1000mm，高度不要超过12m，确保各部件的制作、焊接的尺寸、位置、标高准确，各配套连接部件制作质量达到规范要求。
钢管加工完毕，根据钢管高度测量好牛腿位置，将钢牛腿采用二级对接焊缝等强度连接在钢管柱上。
钢管柱及连接部件经检验合格后运至现场安装(见图5.2.2)。
图5.2.2运至施工现场待安装的钢管柱
图5.2.2运至施工现场待安装的钢管柱
5.2.3钢管柱的现场安装
1、钢管柱与基础底板的连接
基础施工完毕，待混凝土强度达到设计强度的70%后，进行底部钢管柱的安装，利用现场的塔式起重机吊装。
安装前先清理好预埋螺栓，加设好保护套，以免钢柱就位时碰坏地脚螺栓的丝牙，确定好安装顺序，按柱的安装方向划出每棵柱的十字线中心线，在线上标注出柱的尺寸，焊接好定位板。
吊装前在柱顶部吊耳处拴2根钢丝绳，钢管柱吊起调整至柱身控制线与十字控制线基本吻合后下落，调整就位并临时固定，在钢管两侧呈垂直方向架设二台经纬仪，同时观测钢管柱身的二条控制母线与底板上的十字中心线重合，柱外皮与底部外围线重合后，利用柱脚底板下的地脚螺母调整柱的标高，利用顶拉杆调整垂直度，垂直度调整好后将柱脚螺