钢管混凝土组合柱专项施工研究

钢管混凝土组合柱专项施工研究

马亮亮

中国水利水电第四工程局有限公司，甘肃兰州 730070

摘要：本次研究详细介绍了巴中体育中心建设项目的钢管混凝土组合柱专项施工方案。项目位于四川省巴中市，涵盖了体育场和停车库等设施，其结构设计遵循功能合理、安全、技术先进和经济适用的原则。文章重点讨论了钢结构制作、钢管柱现场安装和柱脚混凝土浇筑的工艺流程，以及相应的质量检测与验收程序。针对工程难点和施工挑战，提出了有效的技术措施和管理手段，确保了工程质量和施工安全。

关键词：新型材料；声学设计；智能化；社会参与

引言

随着我国基础设施建设的快速发展，大型公共设施如体育场馆的建设需求日益增长。钢管混凝土组合柱作为一种新型结构形式，因其出色的力学性能和经济效益，在建筑工程中得到了广泛应用。本次研究以巴中体育中心建设项目为案例，探讨了钢管混凝土组合柱的专项施工方案，包括施工工艺流程、质量检测与验收，以及应对工程难点和施工挑战的技术措施。

1工程概况

（一）项目背景与建设目标

在当前阶段，我国正面临快速发展的大规模基础设施建设的黄金时期。其中，大型公共设施如体育场馆的建设需求尤为迫切。巴中体育中心建设项目位于我国四川省巴中市经济技术开发区，是一项具有重大战略意义的大型公共体育设施。该工程占地11.4万平方米，总建筑面积约6.2万平方米，包括总图、体育场和停车库三个子项。体育场建筑面积为54390平方米，设有30812个座位，高度达到41.825米。地下停车库建筑面积为7020平方米，共设有201个停车位。整体结构采用混凝土框架结构，而50-64轴及66-75轴的预埋段钢柱采用钢管混凝土组合柱结构。该结构在承载能力、刚度和抗震性能方面具有显著优势，是该项目的一大亮点。

（二）结构设计原则与钢管混凝土柱的应用

在结构设计方面，巴中体育中心建设项目遵循了功能合理、结构安全、技术先进和经济适用的原则。钢管混凝土柱作为一种新型的组合结构，因其出色的力学性能和经济性，在该项目中得到了广泛的应用[1]。这些组合柱通过钢管与混凝土的协同作用，充分发挥了两种材料的优势，显著提高了结构的抗侧刚度和承载能力，同时降低了材料用量和施工成本。钢管混凝土柱还具有良好的抗震性能和防火性能，在地震多发区域和大跨度体育场馆建设中具有独特的优势。通过精确的结构设计和合理布置，钢管混凝土柱为该项目的结构安全性和经济效益提供了重要保障[2]。

（三）工程难点与施工挑战

在施工过程中，本项目面临诸多技术难点和施工挑战。大型钢管混凝土柱的制作和运输需要精确控制尺寸和连接质量，以保证后续安装的顺利进行。现场安装过程中需要精确控制柱的垂直度和水平度，以及与梁、板的连接质量[3]。钢管内混凝土的浇筑施工难度较大，需采取合理的浇筑方案和振捣方法以确保混凝土的密实性和强度由于结构高度较大，高空作业和吊装施工存在较大安全风险。针对这些难点，本项目采用了一系列技术措施和管理手段，以确保工程质量和施工安全。

二、施工工艺流程

（一）钢结构制作流程与技术要点

在钢结构制作流程中，本工程严格遵循图纸设计和技术规范，采用工厂化生产和现场组装相结合的方式。钢管采用直缝焊接工艺，钢板选择定尺采购，每节圆管不超过1条纵向焊缝。制作过程中预留浇灌孔、排气孔及观察孔，确保混凝土浇筑的顺利进行。钢管内焊接有环肋板和加劲板，以增强其承载能力。制作完成后，进行工厂预拼装，检查尺寸偏差和焊接质量。通过严格控制制作工艺和质量，确保了钢结构的整体性能[4]。

（二）钢管柱现场安装流程与技术要点

钢管柱的现场安装是项目施工中的关键环节，需要精心设计和严格操作。根据设计图纸和现场情况，精确计算吊装参数，合理选择吊装设备和站位。确保柱底与基础的精确对准，调整螺栓使柱底板与基础顶面保持50mm间隙。通过缆风绳和临时连接夹板固定柱身，校正垂直度和水平度，并进行焊接。严格控制吊装过程中的安全措施，确保作业人员的人身安全。

（三）柱脚混凝土浇筑流程与技术要点

柱脚混凝土浇筑是保证钢管柱与基础连接牢固的关键步骤。在柱底与基础顶面预留50mm间隙，以便于校正柱位置。使用高强度专用灌浆料进行灌浆，确保填充密实。在浇筑过程中，采用分层浇筑和人工捣固，严格控制混凝土的浇筑顺序和速度。同时，采取防离析措施，如使用软管送料、限制单次浇筑高度等。最后，对混凝土进行养护，确保其强度达标。。

三、质量检测与验收

（一）钢结构制作质量检测标准与验收程序

在钢结构制作的质量检测与验收过程中，本工程严格遵循相关标准和规范。对原材料进行检验，包括钢材的化学成分、机械性能等，确保其符合设计要求[5]。对焊接工艺进行评定，检查焊缝的外观质量和内部缺陷，确保焊接质量达到标准要求。对钢结构进行尺寸偏差检查，包括长度、宽度、高度等，以及角度偏差和表面平整度。对预拼装后的钢结构进行整体检查，确保其满足设计要求和施工标准。通过这些严格的检测标准和验收程序，确保了钢结构制作的质量和安全性。

（二）钢管柱现场安装质量检测标准与验收程序

钢管柱的现场安装质量检测与验收程序是确保结构安全的关键环节。对钢管柱的垂直度和水平度进行测量，确保其符合设计要求。检查焊接接头的质量和焊缝的外观，确保无裂纹、夹渣等缺陷。对预埋件和连接部位进行检查，确保其位置准确、固定牢固。对整体结构进行稳定性评估，确保其在各种荷载作用下具有良好的性能。通过这些严格的检测标准和验收程序，确保了钢管柱现场安装的质量和安全性。

（三）柱脚混凝土浇筑质量检测标准与验收程序

柱脚混凝土浇筑的质量检测与验收程序至关重要，它确保了结构的稳定性和耐久性。对混凝土的坍落度和扩展度进行测试，以保证其工作性能。对浇筑后的混凝土进行养护，确保其强度满足设计要求。此外，对柱脚的几何尺寸和位置偏差进行检查，确保其与设计图纸一致。对混凝土的密实性和裂缝情况进行检测，确保无空洞和裂缝。通过这些严格的检测标准和验收程序，确保了柱脚混凝土浇筑的质量和安全性。

总结

通过对巴中体育中心建设项目的钢管混凝土组合柱专项施工方案的深入研究，本次研究展示了钢管混凝土组合柱在大型公共设施中的应用优势。项目实施过程中，严格遵循相关标准和规范，确保了结构的安全性和耐久性。同时，针对工程难点和施工挑战，采取了一系列技术措施和管理手段，有效保障了工程质量和施工安全。本次研究的研究成果可为类似工程提供参考和借鉴，促进钢管混凝土组合柱施工技术的进一步发展。

参考文献

[1] 于敬海,吴晓萌,张雪涛,等.内嵌轻质墙板L形方钢管混凝土组合柱框架结构抗震性能试验与数值模拟[J].天津大学学报:自然科学与工程技术版, 2023, 56(5):460-470.

[2] 石起振,田博宇,张耀祖,等.内套GFRP管圆钢管混凝土组合柱的偏压力学性能分析[J].河南城建学院学报, 2024(001):033.

[3] 刘潇睿.异形钢管混凝土组合柱力学性能分析[J].建材发展导向, 2023, 21(1):14-16.

[4] 程睿,张继东,胥兴,等.方钢管混凝土柱与U形钢组合梁分离式内隔板节点抗震性能试验研究[J].土木与环境工程学报(中英文), 2023, 45(6):47-58.

[5] 李振宇,张莫凡,闫翔宇,等.基于单位荷载法的钢管混凝土组合异形柱计算长度系数研究与验证[J].天津大学学报:自然科学与工程技术版, 2023, 56(11):1125-1134.