[發(fā)明專利]大型鋼管混凝土結(jié)構(gòu)管內(nèi)混凝土真空輔助灌注方法及灌注系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210184040.7
• 申請日: 2012-06-06
• 公開（公告）號: CN102758531A
• 公開（公告）日: 2012-10-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭皆連;韓玉;秦大燕;馮智;羅業(yè)鳳;龐博新;羅巖楓;魏華;趙吉衛(wèi);王建軍;楊占峰;陳光輝;王劼耘;牟廷敏;朱云發(fā);張坤球;林峰;丁慶軍;龍躍
• 申請（專利權(quán)）人: 廣西壯族自治區(qū)公路橋梁工程總公司
• 主分類號: E04G21/02
• 分類號: E04G21/02;E04G21/06
• 代理公司: 四川力久律師事務(wù)所 51221
• 代理人: 王蕓

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋼管混凝土結(jié)構(gòu)灌注方法，特別涉及大型鋼管混凝土結(jié)構(gòu)管內(nèi)混凝土真空輔助灌注方法及灌注系統(tǒng)。

背景技術(shù)

鋼管混凝土結(jié)構(gòu)是指在鋼管中填充混凝土形成的、且鋼管及其混凝土能共同承受外載荷作用的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，按截面形狀的不同，可分為圓鋼管混凝土結(jié)構(gòu)，方、矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)和多邊形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)等。

公知的，混凝土具有優(yōu)異抗壓強(qiáng)度，但其抗彎能力很弱；鋼材，特別是型鋼具有良好的抗彎曲能力和良好的彈塑性，但在受壓時容易失穩(wěn)而喪失軸向抗壓能力。將混凝土填充在鋼管中形成的鋼管混凝土結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)上能夠?qū)⒍叩膬?yōu)點(diǎn)結(jié)合在一起，使混凝土處于側(cè)向受壓狀態(tài)，其抗壓強(qiáng)度得到成倍提高；由于混凝土的存在，提高了鋼管的剛度，兩者共同發(fā)揮作用，從而大大的提高了其承載能力；同時鋼管混凝土結(jié)構(gòu)還有施工方便和耐腐蝕性能、抗震性能、防火性能好等優(yōu)點(diǎn)。基于這些優(yōu)點(diǎn)，使得鋼管混凝土結(jié)構(gòu)作為一種新興的組合結(jié)構(gòu)，廣泛應(yīng)用于各種大型結(jié)構(gòu)中，如大跨橋梁和高層建筑等。

在鋼管混凝土結(jié)構(gòu)中，混凝土的密實(shí)度是影響鋼管混凝土結(jié)構(gòu)承載能力的關(guān)鍵，而鋼管內(nèi)壁與混凝土之間的緊密集合是鋼管混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)揮協(xié)調(diào)承載作用的關(guān)鍵。但是，通常在鋼管混凝土結(jié)構(gòu)管內(nèi)灌注混凝土施工中，因混凝土各種收縮因素造成混凝土內(nèi)出現(xiàn)氣孔以及混凝土與鋼管壁出現(xiàn)脫空現(xiàn)象，同時，混凝土與鋼管內(nèi)壁之間還極易形成一層氣膜，嚴(yán)重影響了混凝土與鋼管內(nèi)壁的粘結(jié)，從而限制了鋼管對混凝土套箍作用的發(fā)揮，影響了鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的使用性能。

中國發(fā)明專利申請CN?102296818A公開了一種真空灌注鋼管內(nèi)混凝土的方法，該方法采用了真空泵排出所要灌注鋼管內(nèi)的空氣，使所要灌注的鋼管內(nèi)真空度達(dá)-0.1MPa～-0.09MPa，然后用混凝土泵將混凝土注入該鋼管內(nèi)，并持續(xù)至鋼管內(nèi)充滿混凝土。采用該方法有效的減少了管壁上附著的氣泡數(shù)量以及提高了混凝土的密實(shí)性，使得鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的使用性能得到了大幅的提高，解決了以前采用壓力灌注鋼管混凝土結(jié)構(gòu)存在的脫空的問題。這種真空條件下，對管內(nèi)混凝土連續(xù)灌注的方法對于小型鋼管灌注是可行的。但是，這種連續(xù)灌注方法無法實(shí)現(xiàn)對大型鋼管混凝土結(jié)構(gòu)（大跨橋梁、高層建筑等）的混凝土灌注施工，具體而言，因?yàn)樵摲椒ㄊ菍軆?nèi)混凝土進(jìn)行連續(xù)灌注，由于大型鋼管混凝土結(jié)構(gòu)管跨度大或者高度超高，混凝土灌注量大、灌注時間長，在結(jié)構(gòu)管內(nèi)混凝土還沒有灌注完畢時，管內(nèi)先灌入的混凝土已經(jīng)初凝，在混凝土初凝開始后，混凝土中的水泥漿逐漸的失去塑性和流動性而開始凝結(jié)成為凝膠，直至水泥漿全部結(jié)成凝膠。在這個過程中，如果遇到外力使所形成的凝膠斷裂，由于水泥漿塑性和流動性的下降，斷裂的凝膠不能自行閉合，最終導(dǎo)致得到的鋼管混凝土結(jié)構(gòu)件內(nèi)的混凝土出現(xiàn)裂紋等缺陷，而嚴(yán)重的影響鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的各方面使用性能，甚至導(dǎo)致鋼管混凝土結(jié)構(gòu)件報廢。

由于鋼管混凝土結(jié)構(gòu)對于橋梁和高層建筑施工相對于其他結(jié)構(gòu)方案而言具有成本明顯降低，性能優(yōu)良的特點(diǎn)，因此，迫切需要一種能夠?qū)崿F(xiàn)大型鋼管混凝土灌注的有效方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種使制得的鋼管混凝土結(jié)構(gòu)管內(nèi)混凝土密實(shí)度高，混凝土與結(jié)構(gòu)管結(jié)合緊密，鋼管混凝土結(jié)構(gòu)力學(xué)性能顯著改善的大型鋼管混凝土結(jié)構(gòu)管內(nèi)混凝土真空輔助灌注方法及灌注系統(tǒng)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了以下兩種技術(shù)方案，其中之一為：一種大型鋼管混凝土結(jié)構(gòu)管內(nèi)混凝土真空輔助灌注方法，包括以下步驟：

對大型鋼管混凝土結(jié)構(gòu)管從下至上進(jìn)行分級，分級時滿足灌注完畢每級混凝土的時間小于所述混凝土的初凝時間；

從最下邊一級開始對結(jié)構(gòu)管內(nèi)分級灌注混凝土，在灌注混凝土?xí)r，保證結(jié)構(gòu)管內(nèi)部處于真空負(fù)壓狀態(tài)。

進(jìn)一步的，所述結(jié)構(gòu)管內(nèi)分級灌注混凝土是指前一級管內(nèi)混凝土灌注完畢，再進(jìn)行下一級混凝土灌注；對任意一級管內(nèi)混凝土的灌注采用連續(xù)灌注。

本發(fā)明采用分級灌注方法，保證了在混凝土初凝前完成一級內(nèi)混凝土的灌注。所述分級是根據(jù)具體工程需要泵送的高度、長度以及鋼管混凝土結(jié)構(gòu)管主管管徑大小，結(jié)合混凝土輸送泵的泵送能力來確定的。

優(yōu)選的，所述結(jié)構(gòu)管內(nèi)內(nèi)部的真空度為-0.060MPa～-0.100MPa。

優(yōu)選的，所述結(jié)構(gòu)管內(nèi)的真空度為-0.070MPa～-0.090MPa。

優(yōu)選的，所述結(jié)構(gòu)管內(nèi)的真空度為-0.075MPa～-0.086MPa。經(jīng)過無數(shù)試驗(yàn)得到，保持鋼管混凝土結(jié)構(gòu)管內(nèi)的真空度為-0.075MPa～-0.086MPa進(jìn)行管內(nèi)混凝土的灌注，即可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的。