摘要：介绍钢管混凝土结构的特点、研究现状及其工程应用，探讨钢管混凝土结构使用中需要注意的问题。吸收近年来有关单位在钢管混凝土研究领域取得的最新研究成果，总结了钢管混凝土的工程实践及设计经验。
关键词：钢管；混凝土；立式高位抛落；钢管柱脚；膨胀水泥砂浆
北流海螺水泥股份有限公司（以下简称北流）第二条6000t/d熟料生产线预热器塔为了提供尽可能多的空间，并满足结构强度、刚度、稳定性和耐久性要求，96m高的预热器塔架均采用钢管砼结构。本文就北流预热器塔架钢管砼及钢管柱脚的施工谈一点体会。
1 钢管砼的特点及施工要点
1.1 钢管砼的特点
钢管砼是由普通砼灌人薄壁圆形钢管内形成钢与砼的组合结构，具有强度高、刚度大、重量轻、朔性好、耐疲劳、耐冲击、施工简单、节约钢材、省时省工等特点。
1.2 钢管砼的施工
1.2.1 砼的浇灌方法
钢管砼的浇灌方法有泵送顶升浇灌法立式手工浇捣法和立式高位抛落无振捣法。根据施工单位设备条件及现场施工条件，我们选择了后两种方法相结合的方法，即用O．7m3的料斗将砼一次从管口抛下，为在砼下落时管内空气顺利排出，料斗口应与管口留有lOOmm～200m的空隙； 为保证砼的密实，每抛一斗料振捣一次。
1.2.2 砼密实性的控制
为提高砼的密实性，我们从砼水灰比、骨料、振捣方法等三个方面加以控制。
（1）水灰比。钢管砼的钢管具有良好的整体性和密实性，不漏浆、耐侧压，此外由于钢管内无钢筋和其它部件，有利于小水灰比的砼施工。经试验，我们试配水灰比定为0.3、坍落度30mm。
（2）骨料的选择。砼骨料中粗骨料（石子）的粒径、级配对砼的易和性和密实性影响很大。合理的粒径及级配可避免砼的离析，有利于提高砼易和性和密实度，确保浇捣质量。根据北流地区碎石的特点，我们选择了lOmm～30mm粒径的碎石。
（3）砼的振捣。因预热器塔架结构的施工是与预热器设备安装相衔接的，因此需与设备安装统一协调安排，一般一层9m～12m浇灌一次砼。每次浇捣砼前先抛0.1m3 1：2水泥砂浆铺底，每抛一斗砼用插入式振动棒振捣一次。具体做法是将加长振动棒管内振捣，人工控制插入点和深度，一般振捣5—6个点。振捣上层砼时，振动棒应插人下层50m～100mm，以消除上下层间的接缝，振捣时间每次不少于30s。
1．3 砼与钢管壁粘着程度的控制
为充分发挥钢管砼的承载力，宜将荷载直接施加于管内砼上或同时施加于钢管和管内砼上。如果钢管单独受力，可能导致钢管过早屈服而降低钢管砼的承载力。将荷载直接传递到管内砼上的形式有两种：一是直接支承力，即采用柱顶盖板、柱脚盖板、层间隔板和穿心板将荷载传递给管内砼；二是钢管与管内砼界面剪切力，即利用钢管与管内砼界面粘结力和管内砼受压发生侧向膨胀时或受偏心荷载作用使柱轴发生侧向挠曲时，在钢管与管内砼界面上产生径向压力而形成的剪切摩擦阻力，其大小与荷载成正比。见图1
正常情况下，界面粘合越紧密，粘结力越大，摩阻力发挥得越及时，传力效果也越好；反之粘结力就小摩阻力发挥得就不及时，传力效果也差 因此在钢管砼施工时采取以下办法来改善界面的粘结效果。
图1 钢管与管内砼界面剪切力
（1）为减小砼的收缩，选用0．3的水灰比；为改善砼的和易性，掺加0．3％FDN一1减水剂。
（2）为补偿砼的收缩，砼搅拌时掺加3％ ～5％氧化钙膨胀剂。
（3）钢管内除锈及加强砼振捣。钢管砼施工完毕后经逐段敲击检查，未发现不密实处，表明采用上述方法是正确的。
2 钢管柱脚施工方法
2.1 方案分析
（1）方案1。柱下内力由灌注的C40细石砼传递给砼基础。安装时用少量的垫铁调整柱脚标高和水平，柱下内力完全通过二次灌注的C40细石砼层均匀地传递到砼基础。该方案符合设计要求，但施工准备时间长，且须经过柱脚空隙封堵、养护外围砼及压力灌注柱下砼等工序施工周期达35d，使结构安装严重受阻，故最终未采用。
（2）方案2。柱下内力由柱脚垫铁传递给砼基础。安装时调整垫铁以传递全部柱下内力；待安装完后柱底再压力灌注砼。此方案可使工期提前一个月，但由于柱脚面积有限，按全部荷载以实际能放置垫铁的面积验算，基础砼的强度不能满足要求。为同时满足结构安全和工期要求，我们制定了一个综合上述两方案优点的方案，即按方案2布置垫铁，按方案1灌注柱脚底砼。其受力特点是垫铁和压力灌注的砼同时承受柱脚传递的荷载，这样柱脚底压力灌注砼可与结构、设备安装同步进行，在保证结构安全的前提下缩短了工期。
2.2 砼的施工
柱脚垫铁按布置，见图2。但这种布置形式无法形成设计要求的10@200钢筋网片，且压力灌注砼由于联通缝隙太小也达不到设计要求。柱脚底的密封和注浆施工方法介绍如下。
图2 柱脚的布置及密封
（1）柱脚底的密封。柱脚底的密封是柱脚砼施工的关键环节，密封不严会影响注浆压力，难以保证砼的密实。为此我们用C25砼围封柱脚底部四周，内配2Φ10钢筋，每边预留1Φ20注浆孔，钢柱脚制造孔洞用铁板电焊封闭，见图5
（2）注浆的施工。围封砼达到强度后即可注浆。为保证注浆密实，我们采取了复注的方式，即先从一个孔注浆，其它孔作出气孔，待这些孔出浓浆时逐个用木塞塞住，直至灌浆压力达到8MPa稳定30s后，将最后一个孔堵住，间歇1h后复注。经随机对三个点灌浆情况检查可见，灌浆层密实，只有少许小气孔。实践证明，这种处理方法不仅安全可靠，而且节约工期。
3 结语
北流预热器塔架钢管砼结构的施工，经生产实践检验完全符合设计和规范要求。我们的体会是：在施工过程中必须根据工程的结构特点、施工条件、施工组织安排等具体情况选择合适的施工方法，并采取相应的技术和组织措施加以保证，这样才能保证工程质量和进度。该施工方法也同样应用于我司在石门海螺水泥有限公司和贵定海螺水泥有限公司等预热塔钢管砼和柱脚的施工，该方法满足设计要求确保了工程进度和质量。
作者简介：
姓名 吴敏丽 ；性别 女；职称 机械工程师；研究方向 建筑安装方向。
论文作者:吴敏丽
论文发表刊物:《基层建设》2018年第17期
论文发表时间:2018/8/6
标签：钢管论文; 密实论文; 预热器论文; 北流论文; 荷载论文; 水灰比论文; 管内论文; 《基层建设》2018年第17期论文;