钢管柱制作工艺与施工方法文档格式.docx
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在1mm以下
溶渣
可有块状溶渣散布，但不得留有痕迹或易剥离
上缘溶化
略成圆形，但须平滑
（表三）
坡口加工的精度如（表四）：
1
坡口角度
△a
△a=±
2.5°
2
5°
3
4
△p
△P=±
1.0
（表四）
4矫正
4.1钢材的矫正，一般应在常温下用机械设备进行，矫正后的钢材，表面上不应有凹陷、凹痕及其他损伤。
热矫正时应注意不能损伤母材，加热的温度应控制在900℃以下，低合金钢严禁用水激冷，矫正必须避开蓝脆区温度（200℃～400℃）。
矫正后的允许偏差应符合GB50205-2001中表7.3.5的要求。
5预涂装
5.1对于隐蔽部位及超大构件，组装前需先对构件进行预涂装
6组装
6.1组装前先检查组装用零件的编号、材质、尺寸、数量和加工精度（如表五）等是否符合图纸和工艺要求，确认后才能进行装配。
项目
简图
允许偏差（mm）
T形接头的间隙e
e≤1.5
对接接头的（错位e）
e≤T/10且≤3.0
对接接头的（间隙e）
e≤1.0
焊接组装件端部（偏差a）
-2.0≤a≤+2.0
（表五）
6.2拼装后按焊接工艺要领进行焊接和矫正。
6.3构件组装完毕后应进行自检和互检，准确无误后再提交专检人员验收，若在检验中发现问题，应及时进行修理和矫正。
构件均应打上钢印并编号，钢印处要预打磨，钢印必须清晰。
7定位焊
7.1定位焊应符合与正式焊缝一样的质量要求，焊后应彻底清除熔渣。
7.2定位焊焊接方法必须与打底焊相同，焊接要求同正式焊接。
定位焊应牢固可靠，定位焊不得有裂纹、气孔、夹渣等缺陷。
7.3定位焊必须避免在产品的棱角和端部等在强度和工艺上容易出问题的部位进行；
T形接头定位焊应在两侧对称进行。
定位焊尺寸不大于设计焊缝尺寸的2/3，不小于4mm但不宜大于8mm，特殊情况除外。
8焊接前
8.1焊前，必须去除施焊部位及其附近50mm～80mm范围内的氧化皮、水份、油污、铁锈和毛刺等影响焊缝质量的杂质，并显露出金属光泽。
8.2焊接前必须由检查员检查坡口，合格后方可施焊。
反面焊接前，必须用气刨清根处理，检查员检查合格后方可施焊。
设计图中所有坡口焊缝要求进行反面清根，确保熔透。
8.3为保证焊接质量，在对接焊的引弧端和熄弧端必须安装与母材相同材料的引出板，其坡口形式和厚度宜与构件相同。
引出板的长度：
手工电弧焊和气体保护焊当板厚>
20mm时为80mm*100mm，当板厚≤20mm时为50mm*80mm；
半自动焊和埋弧自动焊为100mm*150mm,焊接后用气割切除，严禁用锤击落，损伤母材。
8.4焊接顺序的选择应考虑焊接变形，尽量采用对称焊接，对收缩量大的部位先焊接，焊接过程中应平衡加热量，使焊接收缩量小。
8.5焊接变形控制措施：
下料、装配时，预留焊接收缩余量，预留焊接反变形；
装配前，矫正每一构件的变形，保证装配公差符合规范的要求；
使用必要的装配胎架，工装夹具，隔板和撑杆；
同一构件上尽量采用热量分散，对称分布的方式施焊。
8.6板厚与最底预热温度要求应符合以下规定：
常用结构钢材最低预热温度要求
钢材牌号
接头最厚部件的板厚t（mm）
t≤25
25≤t≤40
40＜t≤60
60＜t≤80
T＞80
Q235
—
60℃
80℃
100℃
Q345
140℃
9焊接中
9.1零部件组装后必须经检查人员检查确认后方可施焊。
9.2多层焊接宜连续施焊，每一层焊道焊完后应及时清理检查，清除缺陷后再焊。
9.3应合理选择焊接电流和电压。
9.4对CO2气体保护焊，环境风速大于2m/s时，对其它焊接方法，环境风速大于9m/s时，必须采取适当的屏障措施，否则不得进行焊接。
9.5工序（见下页附图）：
即从材料进场，构件分三部分分别同时进行组装，也就是柱底板、肩梁、钢柱肢体同时进行制作，待三部分组装焊接结束后再进行大组立
9.6焊透部位示意图
9.7下柱制作：
利用胎具制作，因为钢管按实际尺寸采购可以直接上胎具
如图所示在H型钢垫件上找出两根平行线，使a1与b1距离相等，并AA1与BB1与钢管中心线保证垂直，钢管固定完后组装中间的管支撑和底板。
保证AA1的平直线度（BB1可以拉线），安装柱脚可以按下图做胎具。
6
9.8肩梁的制作方案
首先用数控切割机下好肩梁的腹板和其他零件板
其次进行腹板和下翼缘板的焊接，焊缝为12mm高的角焊缝，焊接成型后为：
然后插入上柱BH型钢的左右翼缘板，示意图如下：
再往后一步安装肩梁的上翼缘板，最后安装上柱BH型钢的腹板，最终肩梁图形如下：
9.9柱脚的加工制作
虽然钢柱是双肢或多肢构件，单柱脚的构造基本一直，因此此处就以单个柱脚进行如何安装：
首先进行排板下料，除方板外都应该使用数控切割机进行下料；
其次，进行底板和十字型插板安装和焊接，组装时必须用地脚螺栓孔定位十字插板，成型如下图所示：
然后把上图和圆管进行组装和焊接，组装时必须用地脚螺栓孔定位十字插板，成型示意图如下：
之后，再安装加固圈，并进行焊接，成型后如下图；
最后进行底板和加固圈之间的加劲板组装和焊接，柱脚成型后如下图：
9.10 上柱制作要领
9.10.1根据与肩梁的分段尺寸，与肩梁连接位置必须正确无误。
上端位置可以留余量，最终切头。
所有的号孔及装配尺寸都以与肩梁接点为准，进行号线装配。
9.10.2腹板位置开孔可以在组装前定位，预先切割好。
9.10.3所有的牛腿及加劲板都在装配前钻好孔。
9.10.4根据排料尺寸与肩梁接节，腹板与上下翼板错开≥200mm。
9.11焊接
钢管接头处对接加垫板，留4～5mm间隙焊，要求对称焊，焊完后UT检查。
上柱与肩梁H型钢对接采用先焊内侧坡口，焊完后外侧清根，再焊接，两个焊工对称焊。
9.12 检验：
按国标C.O.3单层柱外形尺寸的允许偏差中执行。
单层钢柱外形尺寸的允许偏差（mm）GB20205-2001
检验方法
图例
柱底面到柱端与桁架连接的最上一个安装孔距离L
L/1500±
15.0
用钢尺检查
柱底面到牛腿支承面距离L1
L1/2000±
8.0
牛腿面的翘曲△
用拉线、直角尺和钢尺检查
柱身弯曲矢高f
H/1200，且不应大于12.0
柱身扭曲
牛腿处
用拉线、吊线和钢尺检查
其他处
8
柱截面几何尺寸
连接处
3.0
非连接处
4.0
柱脚底板平面度
5
用1m直尺和塞尺检查
翼缘板对腹板的垂直度
1.5
用直角尺和钢尺检查
b/100，且不应大于5.0
柱脚螺栓孔中心对柱轴线的距离a
10焊接后
10.1焊接完毕，焊工应清理焊缝表面的熔渣及两侧的飞溅物，检查焊缝外观质量。
10.2引弧和熄弧：
引弧时由于电弧对母材加热不足，应在操作上注意防止产生熔合不良、弧坑裂纹、气孔和夹渣等缺陷的发生；
另外，不得在非焊接区域的母材上引弧和防止电弧击痕。
当电弧因故中断或焊缝终端收弧时，应防止产生弧坑裂纹（特别是采用CO2半自动气保焊时），一旦出现裂纹，必须彻底清除后方可继续施焊。
焊后引弧和熄弧板应保留2～3mm气割切除，然后修磨平整；
引弧板和熄弧板不得用锤击落。
11无损检查
11.1焊缝外形尺寸和外观质量符合JGJ81-2002的7.2条外观质量的要求。
11.2对接焊缝或有探伤要求的焊缝必须经探伤合格后，方可进入下道工序。
11.3焊缝熔透等级视工程要求而定。
11.4一级焊缝按GB11345-89B类Ⅱ级进行100%检测，二级焊缝按GB11345-89B类Ⅲ级进行20%检测。
12焊接返修
12.1焊缝出现裂纹时，焊工不得擅自处理，应查清原因，订出修补工艺后方可处理。
12.2焊缝同一部位的返修次数，不宜超过两次。
12.3焊接质量及缺陷修复：
所有焊缝焊后冷却至常温后，应进行100%外观检查，具体焊缝尺寸和外观质量如（表六）（焊缝外观质量等级及缺陷分级）：
焊缝质量等级
一级
二级
外观缺陷
未焊满（指不足设计要求）
不允许
≤0.2+0.02t,且≤1.0
每100.0焊缝内缺陷总长£
25.0
根部收缩
长度不限
咬边
≤0.05t,且≤0.5;
连续长度£
100,且焊缝两侧咬边总长£
10%焊缝全长
裂纹
弧坑裂纹
电弧擦伤
飞溅
清除干净
接头不良
缺口深度≤0.05t,且≤0.5
每米焊缝不得超过1处
焊瘤
表面夹渣
表面气孔
角焊缝厚度不足（按设计焊缝厚度计算）
/
角焊缝
/
焊脚不对称
（表六）
13制孔
13.1高强螺栓孔优先采用数控钻床，也可采用划线钻孔的方法，划线钻孔时，孔中心应打出冲印，以利钻孔和检验。
13.2制孔精度应符合相关精度要求。
具体要求如（表七）
直径
0～1.0mm
圆度
2.0mm
垂直度
≤0.03t且≤2.0mm
（表七）
14端部处理
14.1按工程具体要求对端部进行处理。
15构件标识
15.1构件均应在组装焊接结束后、报专检之前打上钢印并编号，钢印深度≤1mm，钢印处要预打磨，钢印必须清晰。
成品后再用白色或蓝色油漆编号，大小为100mm高。
柱的编号编在柱底部向上1m处。
5吨以上构件，须将中心线位置红色三角形标注于柱子高度1000mm处，以便安装。
16安全技术措施
16.1必须坚决落实“安全第一，预防为主”的方针和安全为了生产，生产必须安全的规定，全面实行“预控管理”，从思想上重视，行动上支持，杜绝和减少伤亡事故的发生。
16.2在生产前必须逐级进行安全技术交底，其交底内容针对性要强，并做好记录，并明确安全责任制。
严格按规定做好开工前、班前安全交底。
16.3特种工种的作业人员，必须持有效证件方能上岗作业，并严格按照安全操作规程执行。
16.4现场零散物品应集中，材料、工具回收入工具房内，废料集中安放到临时堆场，已安装结构件节点固定，整体结构必须加固稳定。
16.5起吊用工具和钢丝绳，必须有足够的安全系数，一般不得小于5-6倍。
16.6使用起重机应和司机密切配合，严格执行起重机械“十不吊”的规定。
16.7施工用电设施应专人维护，定期保养，严格遵循用电规程，保证安全用电，节约用电。
16.8严格遵守施工工地有关防火的规定，加强防火设施，杜绝火灾事故。
16.9电焊工操作时带好防护用品，防止触电、灼伤。
16.10所有施工工作人员都应严格遵守本工种安全操作规程。
16.11各种施工材料要分类有序堆放整齐，对余料注意定期回收，对废料及时清理，定点设垃圾箱，保持施工现场的清洁整齐。
16.12油漆工喷涂油漆时要戴防毒面具，爱惜自己。
第二章钢管柱吊装工艺
钢管柱吊装流程图
1杯口基础底面找平
钢柱的两根柱脚分别插在两个杯形口基础内。
钢柱底板落在基础的垫块上，每根柱肢下面在中心做1个垫块，尺寸约为Φ200mm的圆台型，垫块采用C40细石混凝土或灌浆骨料。
垫块按钢柱柱脚设计标高做，可稍稍高一点，待初凝期结束，凝固强度尚不高时，再次检查水平度和标高，并对局部凸出部位进行铲磨，直至达到要求为止。
为便于在调整时，柱底板与砼垫块之间易于滑动，在柱底板与砼垫块之间加垫1mm厚的钢板。
杯口基础底面找平偏差应在-2～0mm以内。
垫块在钢柱吊装前事先浇灌好，当凝固强度达到70%以上时，才可以吊装钢柱。
2钢柱上的小爬梯设置
在钢柱安装之前应在钢柱上固定小爬梯，用以吊装之后，解除吊索具及其它结构杆件吊装时，人员上下用。
施工完毕，小爬梯应拆除，同时与结构的焊接点应修磨平整。
小爬梯采用L40*3角钢和Φ14mm的圆钢焊接做成钢爬梯，每段长度约为4m。
爬梯每间隔约2m与钢柱固定。
钢爬梯做法参下图。
桁架柱段爬梯挂在水平腹杆上，在斜撑位置用麻绳或小钢丝绳绑扎固定；
H型钢柱段在有檩托的位置，爬梯挂在檩托，并和檩托用麻绳或小钢丝绳绑扎固定；
H型钢柱段在没有檩托的位置，在钢柱的加肋板上钻孔，爬梯利用孔挂在钢柱上，同时其它位置用麻绳或小钢丝绳绑扎固定。
使用爬梯时应与自锁扣配合使用。
3缆风绳拉设
钢柱安装到位并临时固定后，拉设缆风绳。
每根钢柱在纵向和横向方向各拉两根（共四根）缆风绳，缆风绳用2T手拉葫芦拉紧，缆风绳选用Ф17.5mmm钢丝绳。
缆风绳拉设高度约为钢柱高度的2/3位置处。
在地面的固定主要依靠相邻近位置的基础承台和地梁上，在不能固定到基础承台和地梁的地方，应在地面上设置用重物固定。
重物则采用未安装的构件。
缆风绳在基础承台上的固定利用基础承台上的预埋板或在承台上打膨胀螺栓，膨胀螺栓采用4只M16的膨胀螺栓，详见下图。
钢柱横向方向（平面内方向）缆风绳主要用于垂直度的调整，垂直度调整后，杯口内临时固定完成后可以拆除。
钢柱纵向缆风（平面外方向）在杯口内浇筑混凝土时，能起到稳定作用，缆风绳的解除应在杯口内第一次灌浆后，且混凝土强度达到设计值的70%以上后。
4钢柱吊装吊耳的设置
当钢柱的吊点位置设在柱肩梁位置时，应设置专用吊耳板，吊耳板均选用Q345B级钢制作，根据每根钢柱重量不同应分别进行设计，吊耳板在使用后，不割除做为钢柱的永久构件。
钢柱柱脚埋入深度1.7m，共长18.9m。
其吊装重量约为15吨，需利用50吨履带吊进行吊装。
50吨履带吊用36.65m主臂，吊装半径8m时吊装重量17.6吨，能满足本钢柱最重15吨的吊装要求。
钢柱吊装工艺流程（类似工程钢柱吊装过程）
5柱脚楔子临时固定
柱脚插入杯口后，使柱脚悬离杯底50mm左右，用楔子放入杯口，用撬杠或千斤顶使柱子中心线对准杯口中心线，并使柱子基本垂直，即可下落，使柱脚落实到杯底，杯底标高在吊装之前已进行处理，偏差在-2～0mm以内。
再复查对线，随后打紧楔子，即可松吊钩。
由于杯口角度较小，不利于楔子固定，为此先做一个斜垫铁调整杯口角度，再打入楔子，这样，所有楔子做成相同形式。
每根钢柱打入6组楔子固定，楔子应对称设置。
校正好的柱子，应及时在杯口内浇灌细石混凝土，以防止刮风、气温变化或楔子被碰，使柱子产生偏斜。
浇灌混凝土时应将杯口内的木块、土块等杂物清除干净，在震捣时不得碰动楔子。
混凝土的浇筑分两次进行，第一次浇到楔子下端，当混凝土强度达到设计强度的70%以后，可进行相关的结构安装；
第二次浇筑到设计要求标高水平。
6钢柱柱脚中心线对定位轴线的偏差调整
采用楔子调整，通过调整楔子打入的深度调整柱脚中心线的偏差；
或用10T～20T螺旋千斤顶用反力架进行调整。
7钢柱轴线垂直度调整
钢柱两个方向的垂直度均使用缆风绳调整。
钢柱进场时，要求钢柱上需标识钢柱的轴线及中心线等，以便于现场工作。
测量仪器使用经纬仪。
8柱子基准点标高调整
柱子基准点标高必须从柱肩梁处测量返下，并在标高+1.00m位置标识，做为测量标高。
其调整主要通过安装之前柱脚的砼垫块标高进行控制。
测量仪器使用水准仪。
第三章钢管柱柱芯混凝土顶升施工工法
钢管混凝土柱柱芯混凝土顶升施工工艺是利用混凝土输送泵的泵送压力将自密实混凝土从钢管柱底部灌入，直至注满整根钢管柱的一种混凝土免振捣施工方法。
通过工程施工实践，总结形成本工法。
1特点
1.1本工艺能一次性将钢管混凝土柱内的混凝土顶升至所需高度，可减少工序环节，降低劳动强度，加快施工进度。
1.2本工艺与高位抛落免振捣法相比，可有效避免钢管柱内混凝土不密实、离析等缺陷，确保混凝土质量符合设计要求。
2 适用范围
本工法适用于混凝土强度等级C50以下、顶升高度35m以下、直径Φ800以下钢管柱的泵送顶升。
3 工艺原理
在钢管混凝土柱底部适当位置开孔并焊接带单向阀的混凝土输送管，利用混凝土泵的压力将自密实混凝土自下而上挤压顶升灌入钢管内，直至注满整根钢管混凝土柱。
4 工艺流程
5 施工操作要点
5.1现场加工制作单向阀及截止阀。
单向阀由Φ145mm，5mm厚的混凝土输送弯管（R=500mm）及8mm厚的Q345钢板共同加工而成，具体加工方法和尺寸如图2所示。
图2单向阀加工大样
截止阀采用20厚的Q345钢板及Φ18的螺栓加工制作，具体加工方法和尺寸如图3所示。
图3截止阀加工大样
5.2在距钢管混凝土柱底部300mm～500mm开一Φ145mm圆孔，以清除柱内积水、杂物及焊接单向阀。
5.3焊接单向阀（如图4），单向阀伸进钢管混凝土柱内的位置见图中所示。
单向阀的盖板与水平方向的夹角宜为600～700，可通过伸出铰链背后的钢板调节固定。
图4单向阀
5.4用套箍连接截止阀（如图5），在截止阀与混凝土泵间布置混凝土输送管。
若单向阀在浇筑完毕后能正常启闭，可重复利用截止阀。
图5截止阀
5.5浇筑前，要计算好单根柱混凝土量，待所需混凝土运送到施工现场后方可进行顶升（从混凝土拌合至开始顶升的时间应控制在混凝土初凝前），防止混凝土在运输过程中耽搁造成顶升中断。
同时，及时做好混凝土坍落度及坍落扩展度的检测。
5.6在混凝土输送管与截止阀连接前，泵送砂浆用以润滑输送管道，并把该部分砂浆清除干净后再进行柱芯混凝土的浇筑。
5.7混凝土顶升至柱顶后，应及时停泵，并进行数次回抽，若柱顶混凝土面无明显回落，方可拆除混凝土输送管。
5.8在拆除混凝土输送管过程中，随时做好关闭截止阀的准备，并应注意拆管顺序，必须先拆除截止阀后靠近混凝土泵端的输送管，再拆除截止阀前的套箍及截止阀。
若拆管过程中混凝土有涌出现象，应立即关闭截止阀，待混凝土终凝后再拆除截止阀。
5.9浇筑完毕30min后，观察柱顶混凝土有无回落下沉，若有下沉，则用人工补浇柱顶混凝土。
5.10混凝土养护7天后，将柱底单向阀外露部分割去，并焊接封口钢板。
6 材料及机具设备
6.1制作单向阀和截止阀的钢材均为8mm厚及20mm厚的Q345钢板。
6.2泵送混凝土的配合比设计，应符合《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）、《混凝土泵送施工技术规程》（JGJ/T10-95）、《自密实高性能混凝土技术规程》（DBJ13-55-2004）和《预拌混凝土生产施工技术规程》（DBJ13-42-2002）的规定，并应根据混凝土原材料、运输距离、混凝土泵送性能与输送管径、泵送距离及气温等进行试配。
配合比实例见表6.2。
表6.2自密实混凝土（C50）配合比（kg/m3）
水
粗骨料
细骨料
水泥
矿渣粉
粉煤灰
TW-7R
AEA
175
950
713
380
110
63
11.06
38
自来水
5～25mm的连续级配碎石
细度模数为2.6～2.8的中砂
P.0.42.5
磨细高炉矿渣粉
Ⅱ级
高效泵送剂
膨胀剂
注：
配合比中水胶比为0.32，坍落度为190～220mm。
6.3所需机具设备有：
混凝土搅拌运输车、混凝土输送泵（HBT80C-1818D,理论最大输出压力为18Mpa）、输送管、单向阀、截止阀、铁锹、试件制作器具、电焊机、对讲机等。
7 质量控制
7.1自密实混凝土应严格按《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）、《自密实高性能混凝土技术规程》（DBJ13-55-2004）、《钢管混凝土结构技术规程》（DBJ13-51-2003）的规定进行试配及施工。
混凝土原材料应符合其质量要求及严格控制原材料的计量，严格控制好混凝土的坍落度和坍落扩展度。
8.2自密实混凝土开盘鉴定的指标，除应满足福建省工程建设地方标准《预拌混凝土生产施工技术规程》（DBJ13-43-2002）有关要求外，尚应满足自密实混凝土的工作要求，同时宜对自密实混凝土的表观密度进行测试，使自密实混凝土的表观密度在正常范围内。
7.3混凝土搅拌车在装料及运输过程中，应保持运输车滚筒按3～6r/min低速转动，保持混凝土拌合物的均匀性，不产生分层、离析现象，严禁在运输和等待卸料过程中加水。
7.4浇筑前，要计算好单根柱混凝土量，待所需混凝土运送到
施工现场后方可进行顶升，防止混凝土在运输过程中耽搁造成顶升中断。
7.5混凝土浇筑完毕后，应及时覆盖养护，浇水养护的时间，不得少于7天，浇水次数应能保持柱顶混凝土始终处于湿润状态。
7.6加工制作单向阀及截止阀使用的钢材、焊接材料和紧固件等应具有质量证明书，并符合《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）的规定。
7.7单向阀及截止阀应严格按照图2及图3要求加工制作，开启、关闭灵活。
焊接质量应符合《建筑钢结构焊接技术规程》（JGJ81-2002）。
8 安全措施及环保要求
采用本工法施工时，除应执行有关安全施工及环保措施规定外，尚应遵守注意下列事项：
8.1施工作业人员必须了解和掌握本工艺的技术操作要领，特殊工种（如输送泵操作人员、电焊工等）应持证上岗。
8.2混凝土浇筑
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