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钢-混组合结构技术在欢乐海岸工程中的应用

在现代建筑工程领域，结合钢结构与混凝土结构的优势，形成一种新的建筑形式——钢混组合结构。这种结构不仅融合了金属材料的高强轻质特性及混凝土材料良好的耐久性和防火性能，还通过合理的设计和施工技术，有效解决了传统单一结构类型存在的问题，如重量大、耗能高等。

在欢乐海岸工程中，钢混组合结构被广泛应用于多种建筑类型。例如，在一些大型公共设施和景观建筑中采用这种结构形式，既保证了建筑物的安全性、稳定性和耐久性，又提高了整体设计的灵活性与美观度。具体应用包括：

1.框架结构的应用：在欢乐海岸的一些高层商业楼宇中，采用了钢混组合框架结构，通过合理分配钢结构和混凝土的比例，实现了建筑功能与美学的双重需求。

2.桥墩及其他构筑物：欢乐海岸内部的桥梁、景观平台等设施也广泛使用了这种新型结构。如某些特大型桥梁设计中，主梁部分采用高强度钢质材料构建，而其他次要结构则用钢筋混凝土加固，这样既提高了整体承重能力，又节约了成本。

3.优化空间布局：通过合理选择和配置钢结构与混凝土的比例，在满足使用功能要求的前提下，最大程度地简化建筑结构设计流程，并有效控制工程造价。

4.提高抗震性能：钢混组合结构能够更好地吸收地震能量，从而提高了建筑物的抗震能力。在欢乐海岸这样一个可能遭遇自然灾害（如地震）影响较大的地区，这一点显得尤为重要。

总体而言，在欢乐海岸项目中应用钢混组合结构技术不仅体现了现代建筑科技的进步，还为当地居民提供了更加安全、舒适的生活环境和工作空间。

根据地脚锚栓布置图确定位置并弹出十字线→埋设地脚锚栓并校正→浇筑地脚锚栓混凝土并复测校正→吊装钢柱→校正钢柱并进行柱脚二次灌浆→吊装钢梁并与钢柱形成框架→整体校正、焊接→焊缝检测合格后向钢柱内灌注C40自密实混凝土。

本工程钢柱如下图1所示，地脚锚栓的预埋质量直接影响钢结构的安装质量，地脚锚栓若发生严重偏位，将给上部结构的安装带来很大的困难。地脚锚栓单根埋设难以控制就位精度，为保证安装精度，提高安装质量和加快施工进度，预先在制作厂加工定位板。地脚锚栓全部散件进场，现场与定位板点焊固定，组装成整体预埋。地脚锚栓埋设前，现场利用∟50×5制作支撑架，与地脚锚栓下部定位板焊接，形成自身稳定体系。

图1 地脚螺栓形式示意图

2.3 地脚锚栓二次施工

钢管混凝土柱脚底盘与基础结构面之间的空隙只有50mm，为保证两者之间混凝土的密实，采用M50微膨水泥金刚砂砂浆进行高压灌浆施工。

钢柱按照先中部后四周的顺序安装。根据钢柱的重量及吊点情况，准备足够的不同长度、不同规格的钢丝绳以及卡环。并准备好爬梯、缆风绳、工具包以及扳手等小型工具。

安装首节钢柱前必须对预埋件进行复测，并在基础上进行放线。根据钢柱的底标高在基础上设置垫板进行垫平，即在钢柱四角设置垫板，并由测量人员跟踪抄平，使钢柱直接安装就位，垫板与基础面和柱底面的接触应平整、紧密。

钢柱吊装到位后，首先将钢柱底板穿入地脚锚栓，放置垫板上，并将柱的四面中心线与地脚锚栓中心线对齐吻合，中心线偏差控制在规范许可的范围内时，穿上压板，将锚栓拧紧。即完成钢柱的就位工作。当钢柱与相应的钢梁吊装完成并校正完毕后，及时进行二次灌浆，对钢柱进一步稳固。

上部钢柱与首段钢柱的不同之处在于柱脚的连接固定方式，钢柱吊点设置在柱上部，利用4个临时连接耳板的吊装孔作为吊点。

吊装前，下节钢柱顶面和本节钢柱底面的渣土和浮锈要清除干净，保证上下节钢柱对接面接触顶紧。下节钢柱的顶面标高和轴线偏差、钢柱扭曲值一定要控制在规范以内，在上节钢柱吊装时要考虑进行反向偏移回归原位处理，逐节进行纠偏，避免造成累积误差过大。

钢柱吊装到位后，钢柱的中心线应与下面一段钢柱的中心线吻合，并四面兼顾，活动双夹板平稳插入下节柱对应的安装耳板上，穿好连接螺栓，连接好临时连接夹板，并及时拉设缆风绳对钢柱进行一步稳固，钢柱完成后，即可进行初校见下图2：

图2 钢柱吊装示意图

钢管内采用C40高性能免振捣自密实混凝土，钢管外混凝土采用立式手工浇筑法。

钢管混凝土柱的特点之一是钢管就是模板，具有良好的整体性和密实性，不漏浆、耐侧压力。高抛免振捣混凝土的工艺原理是采用合理的配合比，使混凝土拌合物具有很高的流动性，在高空抛落中不离析、不泌水，不经振捣或少振捣而利用浇筑过程中在高处下抛时产生的动能达到自密实的要求。钢管直径最小400mm，混凝土一次性浇筑高度4~12m，施工时用料斗装填混凝土，料斗的下口尺寸比钢管内径小约150mm，以便于混凝土下落时管内空气排出。为保证混凝土高位抛落免振捣成型而密实和均匀，对混凝土配合比进行多次试配，确保混凝土浇筑时不分层和不离析。

在钢管柱吊装、校正、焊接、并超声波探伤检测合格后jgj／t249-2011 拱形钢结构技术规程及条文说明，即组织钢管内混凝土浇筑。先浇筑一层厚度为100~200mm与混凝土强度等级相同的水泥砂浆，以免自由下落的混凝土粗骨料产生弹跳现象。每节钢管内混凝土浇筑施工缝设置在距钢管上端口300mm处（除最后1节钢管柱外），以免焊接高温影响混凝土质量。管内混凝土的浇筑质量（密实度检测）先用敲击钢管的方法进行初步检查，如有异常则用超声波检测。对不密实部位采用钻孔压浆法进行补强，然后将钻孔补焊封固。

本工程商业部分框架柱为钢管内外混凝土柱，钢管外混凝土采用普通C40高性能混凝土，浇筑方法同一般钢筋混凝土柱。待钢管外钢筋绑扎验收完毕后，开始进行混凝土的浇筑。浇筑时混凝土沿柱周围均匀下料。混凝土浇筑前需保持混凝土接触的钢管面湿润。

钢管外包混凝土采用立式手工浇筑法，分层浇筑，分层振捣，分层厚度控制在0.5m，布料杆软管边下料边提升，同时辅以插入式高频振捣棒振捣，上下振动，垂直且快插慢拔，逐点移动，按顺序进行，人工辅助对柱中间段模板振拍。根据所配混凝土的性能振动时间每点控制在20~30s。

丁亮进，董欢涛，李妍.天人长安塔钢结构综合施工技术［J］。施工技术，2010,39（8）：158—159.