钢管混凝土柱论文精选(九篇)

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第1篇：钢管混凝土柱论文范文

【关键词】钢管混凝土加固柱，有限元模型，ABAQUS，延性，轴压比，翼缘长度，钢管厚度

0 引言：

随着建筑行业的发展，翼墙加固方法也引用到了建筑结构中，翼墙能够很好提高构件的抗侧移能力，放置在柱子的两侧或者一侧和柱子形成一个新的整体，共同承担荷载，增加了柱子的抗震性能[1]。在地震的作用下翼墙先于框架柱破坏，起到了很好的保护框架柱的作用，增大了整体结构的延性和耗能能力。

翼墙加固法具有加固效果非常的显著、施工方便、造价低等优点，本文在上述实验的基础上进一步考虑了影响钢管混凝土翼墙加固柱受力性能的几个参数。利用有限元软件ABAQUS通过对比分析法，得出参数对加固柱受力性能的影响。

1试件设计和材料力学性能

1.1试件设计

本文模拟中选取如下模型作为研究对象：混凝土柱尺寸为500×500mm，柱高为1.8m，纵向钢筋为12B16，箍筋为B8@ 200mm，底端加密箍筋为B8@100mm，两侧的翼墙为钢管混凝土，用钢套箍将钢管混凝土翼墙端部与钢筋混凝土柱固结在一起，其它部位无连接，钢套箍为高度为300mm，厚度为5mm。其中一个构件的截面如图5.1所示。

构件组的尺寸如表1所示。其中L（mm）表示钢筋混凝土柱的长，B（mm）表示钢筋混凝土柱的宽；l（mm）表示钢管混凝土翼墙的长度，b（mm）表示钢管混凝土翼墙的厚度；n表示轴压比；t表示钢管的厚度。

1.2材料力学性能

本文混凝土采用 C30，纵向受力钢筋和箍筋均采用HRB335级钢材，钢管采用Q345的钢材。

2利用ABAQUS对加固柱进行模拟分析

2.1模型建立

在本模拟中，混凝土翼墙和混凝土柱以及钢管三个部件均用8节点线性减缩积分式单元（C3D8R），纵向钢筋和水平箍筋采用两节点线性减缩积分式三维桁架单元（T3D2）[3]。

2.2定义相互作用

为了能够很好的拟钢管和混凝土之间的相互作用，本文认为钢管和混凝土之间满足下面几个条件[4-5]：（1）钢管和混凝土不可相互侵入；（2）接触力的法向分量只能是压力；（3）接触面的切向存在摩擦。钢管单元为主面，混凝土单元为从面，钢管和混凝土之间允许小滑移，摩擦系数为0.6，法向设定为硬接触，允许主、从面分离。

2.3施加边界条件与荷载

结合工程实际我们取框架柱中反弯点到固定端的部分作为研究对象，所以本文模拟中模型一端为自由端，另一端为固定端。

3管混凝土翼墙加固柱模拟结果分析

本文利用ABAQUS软件对三组构件，共6个有限元模型分别进行低周反复荷载作用下的模拟，这三组构件分别采用了轴压比不同其余变量相同和翼缘长度不同其余变量相同的原则进行对比分析，现选出其中几组进行分析。

3.1轴压比对构件的影响

通过对构件进行模拟分析，分别提取了加固柱的滞回曲线和骨架曲线，钢管混凝土翼墙中钢管厚度为7mm时，轴压比分别为0.3、0.5的加固构件的滞回曲线、骨架曲线图所示。

如图可知滞回曲线的形状比较饱满，当n=0.3时，构件受到的最大荷载值Fmax=723KN；n=0.5时，Fmax=881KN；n=0.7时，Fmax=987KN；在加载后期，骨架曲线出现下降趋势；随着轴压比的增大，曲线的下降斜率也越大；

本文利用有限元软件ABAQUS对建立的6个加固模型进行了模拟分析，并提取了它们的滞回曲线和骨架曲线。对其曲线进行了整理和分析得到以下结论：

（1）利用有限元软件ABAQUS轴压比、为参数建立的6个钢管混凝土翼墙加固钢筋混凝土柱模型进行分析，从滞回曲线和骨架曲线上可知，钢管混凝土翼墙加固柱均具有较好的耗能能力及抗震性能。

（2）通过对轴压比不同的几组加固构件的有限元模拟分析结果看出，随着轴压比的增加，加固柱的极限承载力增大。加载过程中随着加载位移的增大，钢管混凝土翼墙加固柱水平承载力有所下降，说明轴压比越大加固柱的延性越低。

参考文献

[1] 林树枝，袁兴仁.翼墙加固单跨框架抗震性能研究[J]. 工程抗震与加固改造，2011（01）

[2] 刘威.钢管混凝土局部受压时的工作机理研究[D].福州大学博士论文，2005

[3] Harada T.，Takeda，J.，Yamane，S.and Furumura，S.Strength.Elasticity and thermal properties of concretesubjected to elevated temperatures. International seminar on concreteforreactors，SCISP-34，Detroit.1992：377-406

[4] 景悦.方钢管混凝土轴压短柱非线性有限元分析[D].河北工业大学学位论文，2008

[5] 许哲.预制翼墙及钢桁架加固钢筋混凝土框架试验研究[D]. 沈阳建筑大学硕士论文，2012

作者简介：

龙秋颖（1990―），女，汉族，黑龙江省富锦市人，职务：学生，学历：研究生，研究方向为结构加固。

第2篇：钢管混凝土柱论文范文

论文摘要:柱模板是一种竖向横截面尺寸较小的结构，在浇筑混凝土的过程中容易发生质量缺陷:出现炸模，造成截面尺寸不准确，或局部鼓出、漏浆，使混凝土不密实或表面有蜂窝麻面;柱身发生偏斜，导致一排柱子不在同一条轴线上，这是一种严重的质量事故;柱身出现扭曲，梁柱接头处偏差较大，柱子成为一种偏心受压构件，对其安全性和稳定性不利。

0 引言

现浇钢筋混凝土柱是房屋结构中重要的承重构件之一。随着房屋抗震要求的提高和墙体新材料的推广使用，传统的住宅砖混结构已逐渐被框架结构所替代，竖向承重构件混凝土柱对房屋结构来说就显得尤为重要了。在对现场质量检查时发现，目前混凝土柱质量状况较混凝土梁板要差得多，一些混凝土质量通病在混凝土柱子上反映也比较集中。究其原因，柱模板的缺陷首当其冲。本文将在分析钢筋混凝土柱模板缺陷的基础上，探讨防治措施。

1 产生钢筋混凝土柱模板缺陷的原因

1.1 柱模板设置的夹箍间距过大或固定不牢，或者木模板的钉子被混凝土侧压力拔出，从而出现炸现象或柱身偏斜。

1.2 测量施工放样不认真，出现较大的误差，正式施工又未仔细校核，梁柱接头处未按大样图安装组合，结果会出现柱身偏斜和柱身扭曲等质量。

1.3 成排柱子在支模时，不进行统一拉线、不跟线、不找方，钢筋发生偏斜不纠正就支模板。

1.4 柱子模板未进行很好保护，支模前就已发生歪扭，未进行修整又用一新的工程，不仅形状不规矩，而且板缝不严密。

1.5 在柱模板安装固定时，两侧模板固定的松紧程度不同，或者在进行模板设计时，对柱的夹箍和穿螺栓设计不重视。

1.6 模板上有旧的混凝土残渣，在支模时未进行很好的清理，或拆模时间还早。

2 钢筋混凝土柱模板缺陷的防治措施

2.1 在成排柱子支模式前，首先应按照设计图纸进行测量放线，主要应放出排柱的纵向轴线、排柱的两纵向边线、各根柱子的横向轴线、各根柱子的横向边线，并将柱子进行找方。放线应当确保准确，不得出现超出规范的误差。

2.2 在柱子支模前，要对各根柱子的钢筋进行仔细校正，检查钢筋和钢箍的品种、直径、数量、形容、位置、间距、保护层、垂直度、标高、牢固度等，是否符合施工规范的要求，对于不符合者应进行纠正。

2.3 柱子底部应做成小方盘式的模板，或以钢筋、角钢焊成柱断面的外包框，以保证底部位置准确和牢固。

2.4 在成排柱模进行支模时，应先立两面三刀端的柱模，待校核垂直度与复核无误后，在柱模板的顶部拉通长直线，再立中间各根柱模。当柱子的间距不大时，柱间应用剪力撑及水平撑搭牢，当柱子的间距较大时，各根柱单独采用四面斜撑，以保证柱子位置准确。

2.5 当采用钢模板时，应当由下向上依次安装，模板之间用楔形插销插紧，在转角位置用连接角模将两模板连接，以保证角度的准确。

2.6 调节柱子模板每边的拉杆或顶杆上的花篮螺栓，校正模板的垂直度，拉杆或顶杆的支承点(钢筋环)要牢固可靠的与地面成不大于45夹角方向预埋在楼板混凝土内。

2.7 根据柱子的断面大小及高度，柱子模板外面每隔500~800mm应加设牢固的柱箍，必要时再增加对拉螺栓，防止出现烧模。

2.8 在模板组装前应将模板上的残渣剔除干净，模板的拼缝应符合规范规定，侧面模板要切实支撑牢靠。

2.9 柱子模板如用木料制作，拼缝处应刨光拼严，门子板应根据柱宽采用适当厚度，确保混凝土浇筑过程中不漏浆、不炸模、不产生局部外鼓。

2.10 对于高度较大的柱子，应在模板的中部一侧留设临时浇捣口，以便浇筑和振捣混凝土，当混凝土浇筑到临时浇捣口时，应将其封闭牢固。

2.11 如果采用的周转性模板，模板上的混凝土残渣应清理干净，在进行柱子模板拆除时，混凝土的强度应能保证其表面及棱角不受损伤。根据工程经验，在常温下应再湿养护14天后才可拆除模板。

2.12 为保证混凝土柱的表面质量和强度要注，不出现蜂窝麻面，要搞好混凝土的配合比设计，要满足混凝土拌合物的流动性，在浇筑后一定要加强振捣，在立模前应对模板涂刷隔离剂。

参考文献

[1]张华，卢亦焱.钢筋混凝土柱加固方法及设计分析[J].特种结构.2005.(01).

[2]陈艳荣，温欣.外包钢加固技术在某建筑加固工程中的应用分析[J].科技创新导报.2009.(02).

[3]赵宝成，顾强，申林，何若全，胡天兵.钢管混凝土柱交错桁架结构有限元分析与试验研究[J].建筑结构.2009.(02):45-47.11.

[4]赵政.钢筋混凝土灌注桩施工方案及工艺总结[J].山西建筑.2009.(05):107-108.

[5]王春燕，贝晨.钢筋混凝土构造柱的质量控制措施浅析[J].黑龙江科技信息.2009.(06):232.

第3篇：钢管混凝土柱论文范文

论文关键词：清水混凝土　模板体系控制　施工技术

论文摘要：本文是结合作者多年的工作经验以及具体工作实例，主要介绍了清水混凝土的质量标准、常见的质量缺陷及其监控对策．并重点阐述从模板体系的设计、制作、安装到混凝土原材料选用、配合比设计、混凝土的浇筑、养护和表面缺陷修补全过程所采取的措施等相关问题作出了相应的阐述和分析。仅供参考。

所谓清水混凝土系一次成型混凝土，通常在桥梁工程中的应用比较广泛，但直接应用于房屋民用建筑工程的比较少。

清水混凝土结构有着诸多优点，如：省去了装饰阶段的二次抹灰工序，避免了大面积抹灰空鼓、天棚脱落(经常有这样相关报道)等通病，材料节约、经济环保．施工质量效果好，符合提倡建立资源节约型社会理念，成为建筑节能市场上的亮点。

1　工程实例概况

某大厦为两座现代化高层办公建筑，总建筑面积42276.2m2，地下2层，地上19层，总高度79.8m，主体为框架一剪力墙结构，筏板基础。

整体质量达到优质工程标准。要求所有结构成型为清水混凝土，对模板设计和混凝土施工要求高。

2　清水混凝土质量标准

目前国内尚无统一的清水混凝土质量验收规范，在普通结构混凝土验收标准的基础上，形成如下质量标准：

轴线通直、尺寸准确；棱角方正、线条顺直；表面平整、清洁、色泽一致；表面无明显气泡，无砂带和黑斑；表面无蜂窝、麻面、裂纹和露筋现象；模板接缝、对拉螺栓和施工缝留设有规律性；模板接缝与施工缝处无挂浆、漏浆。

3　混凝土常见质量缺陷

为做好施工预控工作，必须认真分析清水混凝土面层可能出现的质量缺陷和产生的原因．从而采取有效措施避免发生上述缺陷。

清水混凝土表面缺陷主要为表面平整度、轴线位置不满设计要求、表面蜂窝、麻面、有气泡密集区，表面缺损，非受力钢筋露筋。小孔洞、单个气泡等；混凝土内部缺陷主要指混凝土浇筑过程中，混凝土振捣质量差，造成混凝土内部架空和孔隙率偏大的缺陷，内部缺陷应在混凝土浇筑过程中及时发现，及时清除。

4　模板工程控制

4.1方案审查要点

(1)清水混凝土施工用的模板必须具有足够的刚度。在混凝土侧压力作用下不允许有一点变形，以保证结构物的几何尺寸均匀、断面的一致，防止浆体流失；

(2)选用的模板材料要有很高要求，表面平整光洁，强度高、耐腐蚀，并具有一定的吸水性；

(3)对模板的接缝和固定模板的螺栓等，则要求接缝严密，不允许漏浆；

(4)模板设计要充分考虑在拼装和拆除方面的方便性．支撑的牢固性和简便性，并保持较好的强度、刚度、稳定性及整体拼装后的平整度；

(5)根据构件的规格和形状，建议配制定型模板，以便周转施工所需；

(6)模板制作时应保证几何尺寸精确，拼缝严密，材质一致，模板面板拼缝高差、宽度应≤1mm，模板间接缝高差、宽度≤2mm；模板接缝处理要严密，建议模板内板缝用油膏批嵌外侧用硅胶或发泡剂封闭，以防漏浆，模板脱模剂应采用吸水率适中的无色的轻机油；

(7)严格控制模板周转次数，周转3次后应进行全面检修并抛光打磨。

4.2模板工程方案选择

为实现清水混凝土的目标，初步模板体系确定为钢木组合大模板。

根据本工程的特点及公司的施工经验，地下室及裙房选择竹胶板木楞骨模板体系，采用12mm厚1220mm×2440mm竹胶板作为面板，50mm×100mm方木及48mm钢管为楞骨，48mm钢管、自制蝴蝶夹、14mm对拉螺栓作为加固系统；标准层剪力墙、柱采用钢木组合大模板(12mm厚竹胶板作为面板、6号槽钢为辅龙骨、10号槽钢为主背料)，剪力墙采用16的高强全丝螺杆为加固系统。

梁、板模板同地下室，以48mm钢管搭设的整体扣件式满堂脚手架作为墙柱的水平支撑及梁、板的垂直支撑系统。

4.3柱模板支设要点对±0.00以下混凝土柱模通用性、互换性较差。

采用12mm厚高强度覆膜竹胶板作面板，50mm×100mm方木作楞木兼拼口木，以48mm钢管作为柱箍，柱截面尺寸≥700mm时，增加对拉螺栓拉结加固。±0.00以上混凝土柱模通用性、互换性较好，采用定制可调截面钢大模支设。 　①截面尺寸≤650mm的柱采用双管柱箍中间加设坡口木楔紧固，柱高3m以下范围内柱箍的间距≤400mm，柱高3m以上范围内柱箍的间距≤500mm。

②截面尺寸≥700m的柱，采用脚手管作柱箍紧固，柱高3m以下范围内柱箍的间距≤400mm，柱高3m以上范围内柱箍的间距≤500mm，在枝中加设＋14mm(外套＋25mmPVC管)对拉螺栓，柱外侧四角双向均加设保险扣件，对拉螺栓布置间距同柱箍。

5　混凝土施工全过程控制

5.1原材料、配合比控制要点

新拌混凝土必须具有极好的工作性和黏聚性，绝对不允许出现分层离析的现象；原材料产地必须统一，砂、石的色泽和颗粒级配均匀。

在材料和浇筑方法允许的条件下，应采用尽可能低的坍落度和水灰比，本工程采用泵送商品混凝土，控制坍落度为(150±10)mm，尽量减少泌水的可能性。

同时控制混凝土含气量不超过1.7％，初凝时间不超过6h-8h。

重点审核商品混凝土厂家制定清水混凝土原材料、配合比生产方案，生产过程中检查严格按试验确定的配合比投料，不得带任何随意性，并严格控制水灰比和搅拌时间，随气候变化随时抽验砂子、碎石的含水率，及时调整用水量。

5.2清水混凝土浇筑控制要点

检查落实施工技术保证措施、现场组织措施，严格执行有关规定；合理调度搅拌输送车送料时间。逐车测量混凝土的坍落度；严格控制每次下料的高度和厚度，保证分层厚度不30cm；振捣方法要求正确，不得漏振和过振；可采用二次振捣法，以减少表面气泡，即第一次在混凝土浇筑时振捣，第二次待混凝土静置一段时间再振捣，而顶层一般在0.5h后进行第二次振捣；严格控制振捣时间和振捣棒插入下一层混凝土的深度，保证深度在5cm-10em，振捣时间以混凝土翻浆不再下沉和表面无气泡泛起为止，一般为5min-10min左右。

5.3清水混凝土养护控制要点

为避免形成清水混凝土表面色差，减少表面因失水而出现微裂缝，影响外观质量和耐久性，抓好混凝土早期硬化期间的养护十分重要。

现场要求清水混凝土构筑物的侧模在48h后拆除，模板拆除后其表面养护的遮盖物不得直接用草垫或草包铺盖。以免造成永久性黄颜色污染，应采用塑料薄膜严密覆盖养护，养护时间不得少于14d。

6　结语

此大厦清水混凝土主体工程，经过细致周密的方案设计，全过程施工质量控制，清水混凝土结构施工一次成型，阴阳角方正、顺直，棱角挺拔，分格缝宽窄深浅一致、边线顺直，装饰图规整，墙体表面平整光滑，色泽均匀一致，主体工程被评为优质结构，为今后类似的清水混凝土结构施工积累了较成熟的经验。

综上所述，清水混凝土结构施工技术在民用建筑工程中得到了很好的应用，并得到了使用方的认可。

参考文献

第4篇：钢管混凝土柱论文范文

关键词：有限元 加强环板式节点 仿真分析 型钢骨架

中图分类号：TP文献标识码： A 文章编号：

本次仿真分析以某车站大型空间框架结构为背景，采用有限元软件MIDAS CIVIL建立空间板梁模型，进行整体分析，进而选取典型节点，采用板单元和实体单元建立有限元模型，进行局部分析。选取节点纵、横梁采用型钢混凝土结构，立柱采用钢管混凝土结构。纵、横梁在立柱节点处梁高3.0m，中部梁高2.5m，采用C60混凝土；立柱节点处直径2.0m，采用C50混凝土。

图1-1 MIDAS空间板梁结构整体模型

1.1有限元仿真

节点细部计算采用大型有限元分析软件ANSYS进行局部分析。建模时混凝土采用SOLID65单元模拟，钢筋采用LINK8单元模拟，纵横梁钢骨架和立柱钢管采用SHELL181单元模拟。纵、横梁混凝土采用C60，立柱混凝土采用C50，普通钢筋采用HRB335，纵、横梁和立柱型钢骨架采用Q345，混凝土材料采用多线性等向强化模型MISO，钢材采用双线性等向强化模型BISO。型钢骨架部分，纵横梁上下翼缘板厚50mm，纵横梁腹板板厚40mm，立柱钢管壁厚50mm，上下加强环板厚50mm，钢管内部环向加劲肋厚40mm，节点纵向加劲肋板厚30mm。建立有限元模型如图1-2所示。

图1-2(a)节点有限元模型 图1-2(b)刚性骨架有限元模型

图1-2(c)节点钢筋有限元模型 图1-2(d)节点内部结构细部图

钢筋混凝土有限元模型采用分离式结构，不考虑钢筋和混凝土之间的相对滑移，通过共有相同节点来实现相互之间的连接；纵、横梁型钢骨架上下翼缘设置剪力钉，来实现型钢骨架和混凝土之间力的传递，模型中通过型钢骨架和混凝用节点来模拟；立柱钢管在节点内部设置加劲板，混凝土受立柱环箍效应，处于三向受压状态，因此，不考虑混凝土和钢管之间的相对滑移；纵横梁纵向受力钢筋焊接在上下环板上，有限元模型通过CP命令，建立耦合方程，实现钢筋和环板之间的连接。

1.2模型分析

由于结构的多线列车活载的特殊性，工程在结构检算时，采用荷载包络设计的思路，简化组合类型。结构检算主要是在主力包络或主+附包络状态下进行。Midas提取荷载组合内力见表1-1所示。

方便施加荷载描述，将荷载工况进行如下定义：

工况一：主力包络最小荷载组合； 工况二：主力包络最大荷载组合；

工况三：主+附包络最小荷载组合；工况四：主+附包络最大荷载组合；

表1-1MIDAS单元内力提取

图1-3 MIDAS单元内力提取标示图1-4 ANSYS有限元模型边界

1.3结论

采用ANSYS对立柱节点在主力包络最小荷载工况、主力包络最大荷载工况和主+附包络最小荷载工况、主+附包络最大荷载工况作用下，进行有限元非线性分析计算，提取工况1、工况2、工况3、工况4作用下纵横梁混凝土轴向压应力、纵横梁钢筋轴向应力、纵横梁型钢Von-Mises应力、立柱混凝土轴向压应力、立柱钢管Von-Mises应力和节点上下加强环板Von-Mises应力。具体各个工况下结构的应力见表1-2所示。

表1-2各个荷载工况组合结构各部分应力提取结果汇总 （单位：MPa）

根据计算分析结果，对结构的安全性做出评价，主要结论如下：

通过分析立柱节点在工况1、工况2、工况3和工况4荷载组合作用下结构的应力，纵横梁混凝土最大压应力为20Mpa；纵横梁型钢骨架最大Von-Mises应力为154Mpa；纵横梁纵向受力钢筋最大轴向应力为114Mpa；立柱混凝土最大轴向压应力为13Mpa；立柱钢管最大Von-Mises应力为179Mpa；节点上下加强环板最大Von-Mises应力为113Mpa，因此，该立柱结构节点安全性可以得到保证；

立柱节点在四个荷载工况作用下的分析表明：结构在工况3和工况4荷载组合作用下，即主+附包络荷载组合作用下，结构的整体应力水平和最大应力水平均比工况1和工况2荷载组合作用下结构的整体应力水平和最大应力水平高，说明立柱节点结构的安全性设计主要由工况3和工况4控制；

在工况4荷载组合作用下，纵梁杆件312257为拉杆，造成纵梁结构在节点根部斜截面出现开裂，横梁杆件305962轴向压力433kN，在弯矩作用下，造成横梁结构在节点根部斜截面出现开裂；混凝土斜截面开裂，使得纵横梁型钢腹板应力增大，在工况4荷载组合作用下，纵梁型钢腹板最大Von-Mises应力为154Mpa。

在工况3和工况4荷载组合作用下，立柱节点根部应力偏大，最大Von-Mises应力达到179Mpa，建议钢管内部环板加密，使钢管应力更加均匀。

参考文献

1. 王新敏.《ANSYS工程结构数值分析》人民交通出版社，2007.

2.杨成臣，钢管混凝土柱外加强环式节点受力性能研究，【武汉理工大学硕士学位论文].武汉:武汉理工大学，2007.

第5篇：钢管混凝土柱论文范文

关键词：型钢混凝土组合结构，型钢，型钢混凝土梁，型钢混凝土柱，应用

中图分类号：TU37 文献标识码：A

前言

型钢混凝土组合结构是由混凝土包裹型钢做成的结构。它的特征是在型钢结构的外面有一层混凝土的外壳。型钢混凝土组合结构中的型钢除采用轧制型钢外，还广泛使用焊接型钢。此外还增加钢筋和钢箍配合使用。这种组合结构在各国均有不同的名称，在英美等国家将这种组合结构称为混凝土包钢结构（ Steelencased Concrete)，在日本则称为钢箍钢筋混凝土，在苏联则称为劲性混凝土。我国在50年代就从前苏联引进了劲性钢筋混凝土结构；60年代以后，由于片面强调节约钢材，型钢混凝土组合结构的应用推广就显得很难进行；直到80年代后，型钢混凝土组合结构在我国又一次被兴起起来。北京国际贸易中心，香格里拉饭店和京广大厦等超高层建筑的底部几层都是日本建筑专家在中国设计的型钢混凝土组合结构。

国内外专家试验显示，在低周期反复荷载作用下型钢混凝土组合结构拥有良好的滞回特性和耗能能力。特别是型钢混凝土组合结构构件内配置的是实腹型钢，它的延性性能、承载力和刚度，比配置空腹型钢的型钢混凝土组合结构构件更胜一筹。

型钢混凝土梁和柱是型钢混凝土组合结构中最基本的构件，实腹式和空腹式为型钢的两大类。实腹式型钢一般是由型钢或钢板焊成，较常用的截面形式有大写的英文字母I型、H型、工字型、T型、槽形和矩形及圆形钢管等。一般由缀板或缀条连接角钢或槽钢而组成的是空腹式构件的型钢。型钢混凝土框架是由型钢混凝土柱和梁组成的。采用钢梁、组合梁或钢筋混凝土梁作为型钢混凝土组合结构框架的框架梁。钢筋混凝土剪力墙可在高层建筑的型钢混凝土框架中设置，型钢支撑或者型钢桁架也可以设置在钢筋混凝土剪力墙中，或将薄钢板预埋在剪力墙中，通过这几种处理方法就可组成各种形式的型钢混凝土剪力墙。在超高层建筑中，型钢混凝土剪力墙的抗剪能力以及延性比钢筋混凝土剪力墙能发挥更好的作用。

1）型钢混凝土组合结构中的型钢可不受含钢率的限制，其承载能力可以高于同样外形的钢筋混凝土构件的承载能力的一倍以上；可以减小构件的截面，对于高层建筑，可以增加使用面积和楼层净高。

2）型钢混凝土结构的施工工期比钢筋混凝土结构的工期大为缩短。型钢混凝土中的型钢在混凝土浇灌前已形成钢结构，具有相当大的承载能力，能够承受构件自重和施工时的活荷载，并可将模板悬挂在型钢上，，而不必为模板设置支柱，因而减少了支模板的劳动力和材料。型钢混凝土多层和高层建筑不必等待混凝土达到一定强度就可继续施工上层。施工中不需架立临时支柱，可留出设备安装的工作面，让土建和安装设备的工序实行平行流水作业。

3）型钢混凝土结构的延性比钢筋混凝土结构明显提高，尤其是实腹式的构件。因此，在大地震中型钢混凝土组合结构呈现出优良的抗震性能。日本抗震规范规定高度超过45m的建筑物，不得使用钢筋混凝土结构，而型钢混凝土组合结构不受此限制。

4）型钢混凝土框架较钢框架在耐久性、耐火度等方面均胜一筹。

由于型钢混凝土组合结构有如此诸多优势，因此，以下就型钢混凝土组合结构在高层及超高层建筑、桥梁工程中的应用做了如下搜集整理，为今后此方面的深入研究奠定基础，促进型钢混凝土组合结构在其他建筑工程领域的发展应用。

1 型钢混凝土组合结构在大跨度建筑工程中的应用

浙江广厦学院文体中心拟建在浙江广厦建设职业技术学院建筑工程分院北面，此文体中心是由浙江大学建筑设计院设计，有浙江省浙南综合工程勘察测绘院勘察。此工程现在已处在二层主体结构施工阶段，整个建筑长×宽×高为174.6m×139.2m×26.5m，地上三层，地下局部1层。主体结构设计使用年限为50年，抗震设防烈度为非抗震，建筑结构安全等级为二级，地基基础设计等级为乙级，地下防水等级为二级，建筑物耐火等级为一级。基本风压取50年一遇基本风压w=0.35KN/，雪荷载为0.55KN/，地面粗糙度为B级，体型系数为1.3，其中型钢混凝土组合结构部分构件计算采用MIDAS GEN ver.730 软件。在结构设计方面也有部分结构采用型钢混凝土组合结构，采用此结构的目的主要是其能满足大跨度，增大使用空间的实际使用要求，型钢混凝土组合结构部分构件计算采用MIDAS GEN ver.730 软件。型钢柱和型钢梁所用钢板及热轧型钢均采用Q345B.。钢檩条、钢板天沟采用Q235B。

在室外或有侵蚀性气体环境中的称重钢结构宜采用耐候钢，型钢混凝土组合结构混凝土强度等级按结构设计说明，按最大骨料粒径25mm。

型钢混凝土组合结构构件中，纵筋间净间距，对梁不小于30mm，对柱不小于50mm，且不小于粗骨料最大粒径的1.5倍及钢筋最大直径的1.5倍。纵筋与型钢钢骨的净间距不小于30mm，且不小于粗骨料最大粒径的1.5倍。纵向受力钢筋的混凝土最小保护层厚度应符合国家标准相关规定。型钢钢骨的混凝土梁保护层最小厚度不宜小于100mm；型钢钢骨的混凝土柱保护层最小厚度不宜小于150mm。型钢钢骨混凝土结构的混凝土最大骨料直径宜小于型钢钢骨外侧混凝土保护层厚度的三分之一，且不宜大于25mm。为保证混凝土的浇筑质量，在梁、柱节点处及其他部位的水平加劲肋或隔板上应预留透气孔。型钢钢骨梁端箍筋设置时，其第一个箍筋应设置在距节点边缘不大于50mm处。在型钢钢骨上穿孔应兼顾减少钢骨截面损失与便于施工两个方面。型钢钢板上的空洞，应在工厂采用相应的机床或专用设备钻孔，严禁现场用氧气切割开孔。钢筋混凝土次梁与型钢钢骨混凝土主梁连接时，次梁中的钢筋应穿过或绕过型钢钢骨混凝土主梁中的钢骨。当框架柱一侧为型钢钢骨混凝土梁时，另一侧为钢筋混凝土梁时，型钢钢骨混凝土梁中的钢骨伸长段范围内，钢骨上下翼缘应设置栓钉。

2 型钢混凝土组合结构在高层及超高层建筑工程中的应用

日本是一个岛国，也是一个地震发生频率很高的国家，由于受地理条件限制的原因，迫使日本建筑结构专家必须找到一种既有实用性又有良好抗震性能的结构形式。目前世界上型钢混凝土组合结构研究和工程应用最多的国家就是日本。在日本，采用型钢混凝土组合结构的高层建筑大约占到50%左右，由型钢混凝土组合结构和其他结构再复合而成的混合结构的数量也是相当可观的。

在我国，龙希国际大酒店就是其中一例，龙希国际大酒店是集酒店式公寓及附属公共配套设施于一体的超高层综合体。此工程建筑高度328.0m,总建筑面积达212987.42。由3个60层（高252.6m)的筒体和1个74层（高328m)的中央核心筒体构成，中央核心筒体顶部设有一直径为50m的球体结构。主要结构形式采用型钢混凝土组合结构，3个筒体采用外框架-内筒体结构。外框架采用钢管混凝土柱、型钢混凝土组合梁框架结构，内筒体为型钢混凝土组合结构。

此工程在建筑上的独特设计在于整个大楼顶部设置一直径为50m的球体，在球体下方的支撑构件-中央核心筒体中，型钢混凝土组合结构担起了承受顶部球体荷载的主要任务。结构中设有实腹式H型钢柱，并在每层平面中有型钢梁相连，在剪力墙混凝土结构内部形成钢框架，这样不仅能够充分承受由于顶部球体自重产生的竖向荷载，还能有效地抵抗球体在300m高空的巨大风荷载以及地震作用带来的破坏性冲击。

其次，义乌市近期正在建造义乌世贸中心超高层酒店，地下3层并每层设夹层，地上54层。此世贸中心超高层酒店是由同济大学建筑设计研究院（集团）有限公司设计，其主要结构形式也是采用的型钢混凝土组合结构，即采用外框架-内筒体结构。

再者，苏州市唯亭镇一高层建筑工程主楼采用了型钢混凝土组合结构和钢筋混凝土混合框架结构。南部型钢混凝土框架由劲性H型钢柱和劲性H型钢梁组成，梁柱钢材材质为Q345B，组合柱中主要型钢H800×400×18×35，组合梁中主要型钢H1250×400×20×45。其中钢柱与基础连接为M36地脚螺栓连接；钢柱与钢梁连接为刚接，钢梁与钢梁的连接也为刚接。

由以上已建的及在建的高层及超高层建筑来看，中国现行在此型钢混凝土组合结构方面的应用已经日趋壮大。这充分发挥了此种组合结构的优势，为后续地震区四川的汶川及雅安重建奠定了抗震设计的新模范。

3 型钢混凝土组合结构在桥梁工程中的应用

广州猎德大桥桥塔下塔柱的设计就是型钢混凝土组合结构在桥梁工程中的一个应用实例。根据受力特性及《混凝土结构设计规范》中规定配置普通钢筋对桥塔下塔柱采用型钢混凝土组合结构的设计，在H型钢的外侧加配普通钢筋。将8根H型钢配置在桥塔窄边，将28根H型钢配置在桥塔长边，两翼均配置28根H型钢，并用箍筋将H型钢套箍。采用此种桥塔设计主要是利用型钢混凝土组合结构中桥塔钢材的抗拉性能和混凝土的抗压性能都得以充分发挥，提高了截面抗力。钢骨与高强度混凝土之间相互约束，使各自的强度得到了提高，增加了结构和构件的延性，从而改善由于混凝土本身延性差而带来的不利于抗震的脆性特性。桥塔的普通钢筋和H型钢所组合的结构在地震作用下将形成2道防护，在外层混凝土剥落的情况下，核心型钢混凝土仍然具有强大的抗震性能。在异型桥塔尤其是桥塔根部弯矩较大的桥塔采用型钢混凝土组合结构，可提高桥塔的抗震性能。

广州猎德大桥是由谢尚英教授级高工领衔设计，在此引用仅此说明我国在桥梁工程中已经能很好地将型钢混凝土组合结构应用到位，并能设计出造型比较独特的桥梁。为今后型钢混凝土组合结构在桥梁工程中的发展及应用树立了榜样。因此，在我国地震高发地带如四川省雅安及汶川等地区的重建桥梁尽量推广应用型钢混凝土组合结构，充分利用其良好的抗震性能，提高我国桥梁工程在大地震面前的抵抗力。

4结语

13年10月下旬台湾发生了7级以上地震，浙江大部分高层及超高层建筑大约在8层以上均有较大震感。通过对此三种工程结构中型钢混凝土组合结构的应用研究，表明现行中国型钢混凝土组合结构的计算理论及节点构造图集日趋完善。利用型钢混凝土组合结构使结构受力更加合理，有效地减小了构件截面尺寸。缩短工程的建造工期，增加使用空间及降低建筑物的自重和资金成本。

参考文献：

期刊论文型钢砼与钢筋砼混合框架结构施工探讨2012.14.020

第6篇：钢管混凝土柱论文范文

关键词：桥梁顶升 施工难点 技术措施 工序 效果 厦门市

厦门仙岳路位于本岛中部，西连海沧大桥，东接翔安隧道，全长12公里，是东西走向的交通要道。由于近年交通量的激增，仙岳路西段改造工程势在必行。仙岳路西段（疏港路～成功大道）长5.7km，设疏港路立交、湖滨中路立交、成功大道立交，湖滨东路跨线桥、莲岳路跨线桥、嘉禾路跨线桥3座跨线桥总长约1.95 km。经过方案论证比选，决定采取对既有三座跨线桥顶升加高利用，通过调整标高和曲线与新建高架桥相接，力求最大程度上节约资金和工期，对道路交通和环境的影响降到最低。

一、桥梁概况

由于既有三座跨线桥的箱梁顶升工序类同，在此选择施工难度大且具代表性的湖滨东路跨线桥第一联预应力钢筋混凝土连续箱梁顶升（如图1.1）作为研究对象，该桥起讫点桩号为K0+161.840～K0+846.840，共六联，长685m，首联孔跨布置为4×35，140米。全桥除第五联采用钢箱梁外，其余各联采用纵横双向体系等高度预应力混凝土连续箱梁，梁高2.0m，桥宽25.0m，按整幅布置，采用扁平流线型箱梁截面（如图1.2）。桥墩采用上端略为张开的双矩形门式墩身，桩柱对应，桩径2.0m。桥台采用一字轻型桥台，每个桥台布置10根Φ1.5m钻孔桩，桥面铺装采用4cm厚SMA-13改性沥青混凝土与6cm厚AC-16I沥青混凝土。

二、顶升施工难点与重点

（一）该跨线桥属城市主干道，顶升工期紧，桥下交通量大，顶升时桥下不封闭交通，要求采取同步措施确保桥下行车安全。

（二）顶升重量大，桥面较宽，第一联H1～H3每跨顶升重量达21000KN，桥宽25m，整个顶升体系的反力构建难度大。

（三）顶升高度大，主干道全线最高顶升高度达6m，临时支撑和油缸反力支撑高度较大，施工中需多次在支架上进行托换顶升，对支架整体稳定性要求较高。

（四）预应力混凝土箱梁重量较大、底板较薄，必须采取措施保证梁底板不受损坏，同时对分配梁的刚度要求较高。

（五）顶升过程中，相邻两联的旋转角度、顶升高度和坡度调整量均不同，对整个顶升系统的精确度和操控性要求较高。

（六）桥梁顶升后，墩、台接高施工不同于常规施工，需解决作业空间狭小、钢筋连接、原桥墩截断震动、新老混凝土结合密实性等问题。

（七）反坡顶升坡度大，梁体极易产生水平偏位和纵向滑脱，梁体在正常的纵向位移过程中，为保证原桥结构的整体性、安全性以及保持伸缩缝间隙宽度，对限位措施要求较高。

（八）混凝土箱梁各支座点顶升高度不同，而且顶升施工时间在6-8月份，为本地区的台风多发季节，对整体支撑系统的强度和稳定性要求较高。

（九）桥梁在顶升施工时轴线偏差、桥墩倾斜度、伸缩缝间隙以及基础沉降等都会发生变化，同时常见发生水平偏位、扭曲、振动、碰撞等，需严密监测并实时收集整理数据指导和纠正施工，确保新结构安全可靠程度不低于原结构。

三、主要技术措施准备

（一）受力面处理

1.承台处理。湖滨东路跨线桥共计1个H0桥台、H1～H4四个墩柱，因准备利用原承台基础作为顶升支撑基础，所以综合考虑承台受力面积、承台桩基础、钢柱支撑位置、螺栓预埋位置、墩柱接高时模板安装和施工空间等条件，本桥H2承台尺寸为8.8×3.2×2.5m不能满足顶升需要，故在H2承台顶面植筋布设两层φ16钢筋网片，间距20cm，浇筑40cm厚混凝土，同时对承台横桥向两侧面进行植筋浇筑各扩宽30cm。H1、H3、H4承台实际尺寸满足需求，只加厚顶面，方法与H2相同，利用完毕后，将承台埋入桥下绿化带。

2.箱梁底面楔形处理。箱梁底部为倾斜面，纵横都有坡度，而分配梁顶面水平，为使梁体承受竖直力，防止因梁底不平整造成顶升时倾斜失稳，避免局部接触产生过大局部应力使梁体受损，施工时对梁体顶升部位底面进行加楔块抄垫平整。

3.临时楔形块制作安装。桥梁顶升为比例调坡顶升，各墩处顶升高度不同，竖平面内的任何转动都将造成钢分配梁或墩台临时支撑偏压，局部应力变大，因此，根据每顶升1m各支点处的楔形变化，事先制作各种型号楔形块，在顶升过程中按顺序逐块加入支撑中，以消除局部受力影响。

4.专用垫块设置。专用垫块用在千斤顶与钢管支撑或支撑与承台之间，采用Φ500×20mm钢管，两端焊接厚12mm法兰，高度为100mm、200mm、500 mm等。每个临时支撑点配置一组垫块和薄厚不一的钢板，以满足不同顶升高度的需求。为避免支撑体系失稳，垫块间通过法兰连接，当加垫高度到达1.0m时增加一节钢管支撑替换垫块，以增强支撑整体性。

（二）钢支撑托架体系安装

钢支撑托架体系由分配梁、支撑杆、专用垫块和连系杆等组成，分配梁采用三根I36b钢组焊而成，在箱梁底钻孔植Φ20钢筋，按照1m间距布置在分配梁两侧（注意避开箱梁内钢筋）。每个墩柱支撑杆采用工具式Φ600×16mm螺旋钢管，部分倒顶用临时钢支撑采用Φ500×20mm螺旋钢管，两端焊接厚12mm法兰，下部通过植入M20锚栓与承台连接，管节间通过螺栓连接（见图3.1）。严格控制钢支撑垂直度偏差不超0.5%，以防顶升时倾斜失稳，支撑与原墩身间保留25cm空隙为后续施工需要。整个托架体系通过水平连系杆及剪刀撑形成水平稳定体系。

（三）纵横向限位施工

为防止顶升系统与梁板在施工中产生纵横向相对滑移，设置平面限位装置。本桥在高端H4墩伸缩缝处安装纵向限位装置，两端为梯形钢结构锚固块，横向间距100cm，锚固块与伸缩缝预埋钢筋焊接牢固，利用未顶升段牵制H0～H4顶升段梁体。在低处端H0台背上设置横向限位装置，钢牛腿和竖向钢管通过植筋与桥台连接成整体，水平工钢与梁体桥面植筋连接，并撑在两竖向钢管之间，利用水平工钢限制梁体横向移动。

（四）引进PLC同步顶升系统

1.系统组成与性能特点

传统顶升设备不可避免地对构件产生较大附加应力，具有极大的安全隐患。PLC同步顶升系统由液压系统（油泵、油缸等）、监测系统、计算机控制系统等几部分组成（如图3.2），其主要参数见表3.1，能够精确按照构件的实际荷重平稳顶举，使附加应力降至最低。液压系统完全实现力和位移控制、负载压力控制、操作闭锁、故障报警、紧急停止、误操作自动保护和过程信息显示保存等，精确度和操控性极高且全部由计算机控制，全自动完成同步移位，确保顶升同步性和结构安全，从根本上解决了长期困扰移位工程界的技术难题。

2.液压系统布置

本次采用200T型千斤顶，顶身高395mm，底座Φ375mm，顶帽Φ258mm，行程140mm按照设计单位提供的数据，安全系数均按1.6考虑，每台千斤顶配备液压锁和随动装置，防止任何形式的失压保证负载的有效支撑。根据顶升精度控制需要，各墩柱千斤顶分两组，每组中心位置与梁底板间设置一个监控点，每点设置一把精度0.01mm，量程为1200mm光栅尺进行监测，同步精度控制在±2mm内，位移传感器与中央控制器相连形成位移闭环控制。

（五）箱梁应力模拟分析

本桥第一联顶升布置（如图3.3），顶升将使梁体的受力点发生转变，结构刚度、混凝土收缩徐变、预应力索、气候温度等因素变化将使其变形和应力变化更趋于复杂。为掌握桥梁顶升时的内应力变化，对相对位移差进行量化控制，确保梁体产生的附加拉应力不超限，本次利用ANSYS10.0有限元软件对顶升梁体进行模拟计算分析。全联分六个工况进行模拟计算：工况一：H0号桥台施加1cm的竖向强迫位移；工况二：H1号桥墩施加1cm竖向强迫位移；工况三：H2号桥墩施加1cm的竖向强迫位移；工况四：H0号桥墩的内侧施加1cm竖向强迫位移、外侧施加2cm竖向强迫位移；工况五：H1号桥墩的内侧施加1cm竖向强迫位移、外侧施加2cm竖向强迫位移；工况六：H2号桥墩的内侧施加1cm竖向强迫位移、外侧施加2cm竖向强迫位移。以下仅列出工况一、四分析结果（如图3.4～图3.12），其余工况模拟计算方法相同。

根据各工况建模加载计算分析结果，当顶升时相邻支座竖向位移差不超过10mm时，梁体拉应力增量不超过1Mpa，箱梁结构将在安全范围内。其中，H0号台和H4号墩位箱梁局部主拉应力将达到2.17MPa，所以H0号台和H4号墩处梁底需加装顶升横梁以分散集中应力，并且箱梁底面与横梁必须保证充分相贴接触。

（六）PLC顶升系统检验与调试

系统顶升前进行全面检验与调试，主要检验液压系统在通过保压试验后，再以31.5MPa满载试验24小时后进行0～31.5MPa循环试验其运行是否正常，所有管路连接是否正确可靠，液压油清洁度、油箱液面是否符合规定；PLC控制系统对力闭环和位置闭环设定的执行灵敏度、稳定性，所有接线是否正确；支撑体系、限位装置安装是否牢固正确，影响顶升的设施、连接结构是否拆除；监测系统设备安装、信号传输是否到位，主要为位移与应变监测两方面，具体为：基础沉降监测、梁底面标高监测、梁位移监测、梁应力监测、支撑钢管应力监测。

（七）称重与试顶升

顶升前测定各点的实际顶升荷载，称重时依据理论计算的顶升荷载初设定一组顶升油压值，采用逐级加载方法在1～10mm的顶升高度内反复调整各组油压，使每个顶点的顶升压力与上部荷载基本平衡。将每点的实测值与理论值进行比较，计算差异量，由液压工程师和结构工程师确定各点的顶升基准值后缓慢加载至基准值的80%直至各点分离达到10mm垂直位移，停机10分钟检查支撑托架有无变形、各支顶部位和加载点有无局部损坏，试顶升合格后进行正式顶升。

四、正式顶升工序

（一）顶升工艺流程

对上部梁体、墩帽分两步骤顶升实现抬高目的，各墩柱处顶升数据（见表4.1），工序为：施工准备、部分区域封闭拆除伸缩缝等连接构件支撑系统基础施工安装临时支撑杆、分配梁安装顶升系统、系统调试安装限位装置安装监控系统各节段分别试顶升循环接高千斤顶支撑钢柱和临时支撑顶升至设计标高桥墩截断顶升墩柱钢筋连接及砼浇筑、养护支座改造安装落梁完善桥面系统。

（二）顶升控制技术

1.梁体顶升

顶升施工实施同步顶升分步到位方案，每顶升标准行程设定为100mm，最大顶升速度5mm/min。首先将H0～H4墩顶箱梁全部同步顶起200mm，对H4墩顶施工处理后降低H4点，过程中H0～H3按比例同步顶升，保证各墩位千斤顶均匀受力直至H4到位，第二联梁体在H4处始终固定于钢管支撑上。全部顶升过程分45阶段进行：第1-2阶段：梁体整体顶升2×100mm，各阶段分五步，每步位移20mm；第3阶段：梁体整体顶升39mm，分两步，步长分别为20mm、19mm；第4-41阶段：以H4为轴旋转梁体，H0处顶升37×100mm，各阶段分五步，每步H0处位移20mm，其它各墩处同比例顶升；第41阶段：以H4为轴旋转梁体，H0处顶升57mm，分三步，步长分别为20mm、20mm、17mm，其它各墩处同比例顶升；第42-44阶段：整体落梁-3×100mm，各阶段分五步，每步位移-20mm；第45阶段：整体落梁，为使最后梁体高程达到设计标高，H0处位移比其他处位移多1mm，分四步，H0处步长分别为3×20mm、11mm，其他四处均为3×20mm、10mm。

2.纵坡调整

桥梁顶升前纵坡为3.82%，调整后为1.15%。梁体在顶升的过程中产生水平位移和坡度变化致使千斤顶和支撑之间产生间隙，为防止偏心受力，千斤顶底部安装可倾斜式鞍座，鞍座最大倾角为5°，直接减小了顶升过程中因梁体旋转造成的角度变化。在千斤顶悬挂的钢板上开长方形孔槽，长度与水平位移长度相同，宽度为螺栓直径大小，每顶升两个行程，对吊顶螺栓进行一次调整，可满足千斤顶中心与钢支撑中心保持相对。

3.倒顶施工

本联最高顶升高度3625mm，千斤顶最大行程为140mm，在实际施工过程中采用了倒顶施工法，行程控制在100mm内，倒顶施工每步阶以100mm为一个循环，每步长5mm，每步长完成后及时在临时钢管支撑处安放5mm厚钢垫板以分散集中力保护结构。有4个关键工艺环节：（1）千斤顶撑起梁体，专用垫块支撑；（2）千斤顶顶升100mm+3mm后停止动作，加垫高块（100mm高）。（3）千斤顶回油下降，梁体荷载转换至垫高块及临时钢管支撑。（4）千斤顶回缸到底，加高顶升钢管支撑处的垫块。为确保安全，千斤顶和临时支墩所受压力不得超过设计压力的10%。

4.墩柱施工

桥梁顶升到位后，采用新型无震动线锯对原桥墩距承台顶面50cm处位进行切割，在上部墩柱安装钢构托盘进行顶升，以梁底顶升高度为准。顶升到位后，对上下截断面各凿除15cm左右高度的砼，使主筋露出6d长度，加高段采用与原立柱同规格等数量的竖向主筋和箍筋，主筋采用套筒冷挤压机械连接法，选用缓凝微膨胀混凝土以30cm分层浇筑，严格控制模板圆顺度和拼缝严密性，确保墩柱成型外观质量。

5.支座安装

在加高段墩柱砼养护达到设计强度，落梁之前进行支座安装，本工程采用新型CLRB矩形铅芯隔震橡胶支座，由于梁体在顶升过程中产生了水平位移，支座安装时上部预埋钢板的螺栓孔与墩台螺栓孔会出现错孔的情况，且此处梁体内有预应力钢筋存在，不宜使用钻孔的方法进行螺栓套筒重新预埋，采用根据最后实际坡度的大小加工楔形钢板与梁底预埋钢板进行围焊，采用间接性方法与支座顶板进行塞焊连接，使上钢板与梁底充分紧密接触，避免了支座受力不均出现变形病害。

6.落梁

在支座安装完成后进行落梁，落梁前根据各油压值，可计算得到各墩的实测支反力R/、实测梁重G/=∑R/，根据计算梁重G、设计支反力R、实测梁重G/，计算出各支点的理论支反力R//=R×G//G。通过R/与R//比较，在支反力偏小的支点下面垫钢板调整其支反力。由于调整部分支点高程后，所有支点的反力值都将产生变化，所以需要重复进行多次循环就位调整，直至各支点反力达到或接近理论支反力。落梁施工方法与顶升相同，但千斤顶油缸行程按相反顺序进行回缩。

五、效果总结

厦门仙岳路建成通车不久，对既有跨线桥进行顶升加高利用，达到保护环境和经济适用的要求。本次桥梁顶升工期紧、难度大、工序复杂、安全性要求高，既包括托换顶升、墩柱加高、桥台改墩也包括纵坡调整、桥面调平、支座更换、落梁等，采取措施解决了箱梁结构安全、桥梁水平偏位、扭曲、振动、碰撞、纵向滑脱、伸缩缝破坏以及基础沉降影响等常见技术难题，希望对今后类似的桥梁顶升工程能够起到借鉴和参考作用。

参考文献：

[1] 蓝戊己，张志军，顾远生，等.南浦大桥东主引桥整体同步顶升工程[J].城市道桥与防洪，2009.

第7篇：钢管混凝土柱论文范文

关键词：自密实混凝土；检测；性能；核电站

中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：

1 引言

按照自密实混凝土应用技术规程，自密实混凝土被定义为具有高流动性、均匀性和稳定性，不离析，浇筑时靠自重流动，无需振捣而达到密实的混凝土。自密实混凝土拌合物在配合比设计上用粉体取代了相当数量的石子，使得新拌混凝土内部的石子能够得到更多的浆体，更有效的被包裹，再通过高效减水剂的分散和塑化作用，使得浆体本身具有极佳的流动性的同时还能够有效地运输石子，从而达到自密实效果。同时自密实混凝土胶凝材料普遍由水泥、矿渣、粉煤灰组成，减少了水泥的用量，混凝土绝热升温降低。因此，自密实混凝土在满足结构设计所要求的力学性能前提下，具有优异的施工性能、优良的耐久性和较低的综合成本。

自密实混凝土主要优点有：①可用于难以浇筑甚至无法浇筑的结构；②增加了结构设计的自由度。不需要振捣，可以浇筑成形状复杂、薄壁和密集配筋的结构；③大幅降低了工人劳动强度，节省人工数量；④有效的提高了混凝土品质，具有良好的密实性、力学性能和耐久性；⑤降低了环境噪音，改善了工作环境；⑥能大量利用工业废料做矿物参合料，有利于环境保护，节省成本；⑦施工自动化程度高，能促进工业化的施工与管理；⑧节省电力能源。

因此，自密实混凝土技术在一些特殊工程、特殊条件下可发挥普通混凝土不可替代的作用。如密集配筋条件下的混凝土施工、结构加固和维修过程中的混凝土施工、钢管混凝土施工和大体积混凝土施工等。

2 自密实混凝土拌合物性能检测方法

自密实混凝土拌合何物工作性能包括填充性、间隙通过性、抗离析性，同时它还应满足普通混凝土拌合物对凝结时间、黏聚性和保水性等的要求。

填充性即自密实混凝土拌合物在无需振捣的情况下，能均匀密实成型的性能；间隙通过性即自密实混凝土拌合物均匀通过狭窄间隙的性能；抗离析性即自密实混凝土拌合物中各种组分保持均匀分散的性能。目前国内外人员大多采用塌落扩展度试验、V型漏斗试验（或T50试验）和U形箱试验进行自密实混凝土工作性能检测。填充性可以通过塌落扩展度试验得到验证；抗离析性可以选择V型漏斗试验、T50试验中的一种来进行验证；间隙通过性可以通过U形箱试验检测。《自密实混凝土应用技术规程》（JGJ/T283-2012）根据不同试验的检验指标将混凝土的自密实性能等级分为三级，其指标应符合表1的要求。

表1自密实混凝土拌合物的密实性能及要求

3 硬化自密实混凝土性能

3.1匀质性。对足尺量和柱的现场取芯、预埋件拔出试验及回弹法试验结果表明：对于梁而言，沿梁长无论是自密实混凝土还是普通振捣混凝土都表现出较好的均匀性；对于柱而言，沿柱高无论是自密实混凝土还是振捣混凝土，实测结果离散性都较大，相对而言，自密实混凝土离散性要较小一些，越靠近柱底，混凝土强度越高，而且混凝土强度等级越高，上、下端实测结果的离散性越大。

3.2力学性能。自密实混凝土的棱柱体轴心抗压强度和立方体抗压强度的关系与普通混凝土相似，另外，自密实混凝土无需振捣而不离析地填充模板的性能对混凝土的匀质性有着积极的影响。自密实混凝土与振捣混凝土在相同的水泥含量和水灰比情况下，由于自密实混凝土致密的结构组成，因此它的强度比振动密实的混凝土强度高。同样，相同的抗压强度情况下，自密实混凝土抗拉强度预计比振动密实的混凝土抗拉强度略高。

一般认为由于粉体材料用量较大，砂率较高，自密实混凝土的弹性模量较普通混凝土有所降低，试验研究表明，新拌阶段表观密度正常的自密实混凝土与普通混凝土相差不大，当自密实混凝土粉体材料用量较低，并且用大量掺量粉煤灰来替代水泥时，其弹性模量并不比普通混凝土低。

另外，与普通混凝土相比，自密实混凝土包裹在粗骨料外的界面过度区更加密实而且分布均匀，自密实混凝土与钢筋的粘结性能比普通混凝土要好。

3.3耐久性能。随着混凝土结构耐久性问题日益突出，自密实混凝土的长期耐久性能也成为关注焦点。研究表明：相同条件下，无论是引气或是非引气自密实混凝土均具有更高的抗冻融性能。

自密实混凝土由于浆体含量相对较多，因而其体积稳定性成为关注的重点之一。有学者研究了密封与非密封条件下，不同自密实混凝土的收缩与徐变性能，结果表明：自密实混凝土水灰比、水胶比是影响其收缩、徐变得主要影响因素，填料的细度对其收缩与徐变无显著影响；水泥强度等级对其收缩无影响，但不可忽视其对自密实混凝土基本徐变和干燥徐变的影响作用。所以收缩性能主受要水泥浆含量的影响，自密实混凝土中水泥浆含量与普通混凝土相比只有少许区别，因此自密实混凝土和普通混凝土的收缩值相当，自密实混凝土(sw )的徐变值看上去似乎比普通混凝土高一些，但是还是在普通混凝土的标准允许范围内。

3.4抗火性能。自密实混凝土在700℃以下能保持较好的稳定性，但是超过700℃以后，重量急剧下降，说明自密实混凝土一旦受火其受到的破坏性比普通混凝土要大。

如上所述，由于在配制过程中采用低水胶比、超塑化剂并掺用了大量矿石掺合料，自密实混凝土不仅工作性能好而且具有良好的力学性能和耐久性能。

4 自密实混凝土结构受力性能研究

近年来国内对自密实混凝土结构受力性能进行了系统研究，为自密实混凝土结构设计、生产与理论分析提供了科学依据。研究内容包括自密实混凝土梁受弯、受剪、受扭性能、疲劳性能，自密实混凝土柱受压性能以及抗震性能，这些研究结果表明自密实混凝土的力学性能均优于普通混凝土。

5 自密实混凝土在核电站建设中的应用

自1994年以来，自密实混凝土在各类工程中都得到了广泛的应用。美国第三代先进压水堆核电站采用模块化施工，自密实混凝土大量应用于其中，以CA20模块为例，其结构尺寸大，内部结构复杂，操作空间有限（见图1），混凝土浇注难度大，采用自密实混凝土能有效的解决上述问题，大量节约施工成本，保证工程质量。

在自密实混凝土浇注过程中，选取具有代表性的CA20子模块组件，进行同步同条件模拟试验，用来验证同条件浇筑下的流动性、见证混凝土初凝时间以决定施工缝处理时机，并观察混凝土外观质量，结果表明自密实混凝土外观密实、平整、粗细骨料分布均匀没有发现蜂窝、麻面等质量问题。（见图2，图3）

图1 图2

图3

6结论

自密实混凝土经过大量试验以及在建筑业的广泛应用表明不仅可以保证其在结构体中的密实度，还可以节省大量振捣所需的人工和机械费用，同时能加快施工进度，缩短工期，使工程早日投入使用，进而带来良好的经济效益。核电站建设周期长，混凝土用量多并采取高密度配筋设计而这正是自密实混凝土充分发挥其所特有优势的良好场所，采用自密实混凝土能有效缩短核电站建设周期，使其早日投入运营发电创造巨大的经济效益，所以自密实混凝土在核电站建设中的应用势在必行。

参考文献

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