装配式建筑钢管混凝土束结构探究
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【摘要】：针对钢管混凝土束结构首节钢管束精确定位问题，分析钢管混凝土束结构体系的工艺原理及施工工序并以实际工程为例，对施工的关键工序进行了技术总结。
钢管混凝土束作为一种新型的组合结构被应用于厂房和高层建筑等框架结构中。该结构体系较新颖，相对传统结构没有很多应用案例。本文对钢管混凝土束体系的钢结构定位安装、钢管束混凝土浇筑、钢筋桁架楼承板安装等重点控制工序进行了描述，总结了钢管混凝土束结构体系的施工工艺流程。
1工程概况及结构体系原理
1.1工程概况
南开区钢丝绳厂地块定向安置经济适用房项目最大单体建筑面积12374m2，最大高度96.8m，最大层数32层、地下2层，5栋住宅结构形式为钢管混凝土束结构，设计使用年限50a，抗震设防烈度8度，耐火等级一级，为一类高层建筑。1.2工作原理钢结构预制装配式房屋将房屋拆分成各种构件（墙、柱、梁、板、楼梯），在工厂进行预制生产，再在现场通过必要的节点连接、局部现浇拼装成整体的装配式结构［1］。该结构墙体由多个钢管并排连接在一起形成钢管束，内部浇筑混凝土形成钢管混凝土束组合剪力墙或钢管混凝土束组合结构异形柱，主要作为竖向承重构件和抗侧力构件。水平结构为H型钢梁结合装配式钢筋桁架楼承板。
2关键工序操作要点
2.1预埋件安装
对有地梁的筏板基础，由于地梁上排钢筋密集，利用BIM技术预排布地梁钢筋，画出钢筋的规格、间距、位置并把埋件位置布置在梁筋图上，找出影响柱脚就位的钢筋，结合设计进行调整。
2.2钢管束及钢框架吊装
钢结构工程所用材料应符合设计文件和现行有关标准规定并具有质量合格证明文件，经进场检验合格后方能使用［2］。1）钢管束安装。首节钢管束安装于基础预埋件上部，在预埋件上部先焊接临时固定耳板；吊装就位后，与埋件临时耳板进行固定，初步校正后，再用连接夹板将临时固定；同时拉设缆风绳对钢管束进行稳固。标准节钢管束采用对接固定，每节上部和下部均设有固定耳板。2）钢梁安装。同一列柱的钢梁从中间跨开始对称向两端扩展安装；同一跨钢梁，先安装上层再安装中下层。先主梁后次梁。
2.3钢框架校正
每吊装一节，对钢管束标高、轴线定位、垂直度偏差进行校正。轴线偏差每次调整在3mm以内，如偏差过大，需在下节钢管束进行调整。每一节钢管束高度范围内的全部构件，在完成安装、栓接、焊接并验收完合格后，方能从地面引放上一节钢管束的定位轴线。
2.4高强螺栓的初拧及终拧
高强度螺栓穿入方向应以便于施工操作为准，设计有要求的按设计要求，框架周围的螺栓穿向结构内侧，框架内侧的螺栓沿规定方向穿入，同一节点的高强螺栓穿入方向应一致。同一层梁，先拧主梁后拧次梁；同一节点，先拧中心再向四周扩散。高强度螺栓连接摩擦面应保持干燥、整洁，不应有飞边、毛刺、焊接飞溅物、焊疤、氧化铁皮、污垢等；除设计要求外，摩擦面不应补漆［3］。
2.5钢管束对接节点焊接
主要包括首节构件与基础预埋件板面之间的焊接、钢梁翼板的焊接、局部钢管束构件纵向拼接的焊接、钢管束构件端部对接处的焊接。钢管束节间焊缝应在墙面两侧对称同时施焊。
2.6钢筋桁架楼承板施工
钢筋桁架楼承板由桁架筋、镀锌底模通过金属卡扣连接而成，可现场进行装配。将底模、连接件（卡扣）、钢筋桁架装配后，按照楼承板排版图进行楼承板铺设。见图1。为保证上层钢结构安装时人员操作安全并加快钢结构施工速度，宜先铺设最顶层楼承板，然后按从下往上逐层铺设。当楼承板跨度大于免支撑要求时，需在跨中位置设置临时支撑，每跨边缘底模与托板之间的空隙进行临时封堵。边模板与钢梁表面每隔300mm间距点焊25mm、高2mm的焊缝。边模板拉线校直，调节适当后，利用钢筋一端与栓钉点焊，一端与边模板点焊，将边模板固定。见图2。
2.7钢管束内混凝土施工
1）浇筑方法。由于钢管束结构空腔截面小，所以利用钢管束灌浆漏斗浇筑混凝土方式较为实用。这种方法适用于任何高度，一般配置2个料斗，料斗容量可根据现场塔吊起重性能确定。钢管束构件端部设置联排式分料漏斗，方便投料。2）混凝土浇筑。施工前应进行配合比设计，其中粗骨料粒径≯20mm并进行浇筑工艺试验，浇筑方法与结构形式相适应，钢管束内混凝土均采用无收缩自密实混凝土。浇筑前，应对钢管束安装质量检查确认并清理钢管束内水及内壁污物。自密实混凝土浇灌前，按要求在钢管束适当的位置设排气孔，孔径20mm为宜，钢管束楼板位置的插筋孔亦可作为排气孔。混凝土采用顶部向下灌注的方式，使混凝土通过漏斗进入钢管束内。将混凝土料斗吊至投料斗上方100mm时，人工扶稳料斗，将混凝土投入料斗。对浇筑完成的混凝土束，可采用超声波等方法进行密实度检测。浇筑不密实部位，采用钻孔压浆法进行补强，然后将钻孔进行补焊封固。3）钢管束内插筋施工应在混凝土初凝前完成，插筋分布整齐，端部平齐，宜与钢管束构件端部连接固定，防止移位。4）混凝土试块留置及养护。混凝土浇筑过程中，按照规范和相关标准留置标养试块和同条件试块并按时送检；浇筑完成后，采取必要的养护措施。
3结语
通过钢丝绳厂地块定向安置经济适用房项目的应用,明确了钢管束安装、混凝土浇筑、楼承板施工的控制要点，总结完善了钢管混凝土束结构体系的施工技术。后续将对交付后的住户体验进行调查分析，检验施工工艺的优势与不足，积累施工经验。
参考文献：
[1]梁启阳，王致元，李鹏程，等.某小区钢结构装配式钢管束施工质量控制要点[J].企业科技与发展，2018，（10）：132-134.
[2]GB50755—2012，钢结构施工规范[S].[3]GB50205—2020，钢结构工程施工质量验收规范[S].
作者:高远 常欣悦 单位:天津市建工工程总承包有限公司
