[發明專利]防鋼管混凝土脫空的灌注工藝

有效

• 申請號: 202010380211.8
• 申請日: 2020-05-08
• 公開（公告）號: CN111501520B
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 郭增偉;張亞麗;周水興
• 申請（專利權）人: 重慶交通大學
• 主分類號: F28D20/02
• 分類號: F28D20/02;E01D21/00;E01D4/00
• 代理公司: 重慶航圖知識產權代理事務所(普通合伙) 50247
• 代理人: 胡小龍

本發明公開了一種防鋼管混凝土脫空的灌注工藝，加熱鋼管，使鋼管發生熱膨脹后，再向鋼管內灌注混凝土；混凝土灌注完成后停止加熱并密封已灌注完成的混凝土表面，使鋼管與混凝土一同收縮并箍緊凝固后的混凝土。本發明的防鋼管混凝土脫空的灌注工藝，通過先對鋼管加熱，使其膨脹后再向鋼管內灌注混凝土，如此，灌注完成且停止加熱后，鋼管與混凝土一同收縮，如此，在鋼管冷卻后和在混凝土凝固后，能夠實現在施工階段使鋼管與混凝土形成箍緊的組合結構，并且使其在使用階段日照作用下，兩者不會發生熱脫空，進而延長鋼管混凝土構件的使用年限，使鋼管混凝土拱橋能夠實現更大跨徑的應用。

技術領域

本發明屬于鋼管混凝土技術領域，具體的為一種防鋼管混凝土脫空的灌注工藝。

背景技術

近年來，鋼管混凝土在我國橋梁，尤其是拱橋上得到廣泛應用，在許多大跨度的橋梁設計中都采用鋼管混凝土拱橋。鋼管混凝土是一種性能優越的結構材料，利用鋼管和混凝土兩種材料在受力過程中的相互制約充分發揮各自優勢，即通過借助鋼管對核心混凝土的套箍作用提高混凝土強度，同時，借助內填混凝土又增強鋼管壁的穩定性。然而鋼管混凝土能夠發揮其性能優勢的前提就是鋼管與混凝土之間具有足夠的剪切粘結強度，兩者能夠共同工作。但是，一直以來鋼管混凝土的脫空問題都限制了鋼管混凝土拱橋的使用和向更大跨度的應用。

針對脫空的問題，到目前為止，已經有了多種治理措施。對于施工階段的鋼管混凝土防治脫空的方法，主要有排氣、振搗和拱頂預壓等方式。施工階段的防脫空方法受到施工工藝關系較大，人為因素較大，并且這僅僅保證了施工階段鋼管與混凝土能夠較好地粘結在一起，然而混凝土的收縮徐變，以及鋼管與混凝土受溫度影響的敏感程度不同，在投入使用后，日照作用下，鋼管與混凝土仍會產生熱脫空。對已建成的鋼管混凝土拱橋脫空處理方法，主要有二次注漿法、管外包裹保溫材料、外加套環法和橫穿螺栓法等方式。對于已脫空鋼管混凝土拱橋的治理措施，是進行了二次灌注加固，這只是一種補救的措施，但它對原結構會有一定影響，再次投入使用時仍然會發生脫空。

另外，現有技術中還具有其他多種針對脫空問題的方法，主要有：

①在脫粘脫空部位安裝高強膨脹螺栓，并灌注自密實補償收縮混凝土，形成加固體系，能有效解決鋼管與混凝土之間的脫粘脫空，新灌注漿料與原結構混凝土之間有可靠有效的連接，新灌注漿料與鋼管之間有可靠有效的連接，能即時或定期監控加固效果的檢測和長期監控，能隨時定量調整加固效果；

②內抗脫粘結構：鋼管內壁設有與混凝土結合的抗剪連接件，盡量避免混凝土與鋼管之間脫粘或者減輕脫粘程度，甚至在發生脫粘后，仍可連接鋼管和混凝土，實現力的傳遞；

③鋼管內壁設置若干縱向肋和環向肋?？v向肋沿著鋼管縱向均勻分布，并垂直固定在所述鋼管內壁；環形肋為橫向放置,環形肋外周與縱向肋固定連接。解決由于施工過程中混凝土灌注不密實或者由于混凝土收縮、溫度變化導致鋼管和混凝土較大程度上的脫離的問題。

這些方法均增加了鋼管混凝土的灌注難度，很難保證管內混凝土能夠灌注密實。

針對存在的這些缺點，本發明給出了一種全新的鋼管混凝土防脫空方法，

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種防鋼管混凝土脫空的灌注工藝，能夠實現在施工階段使鋼管與混凝土形成箍緊的組合結構，并且使其在使用階段日照作用下，兩者不會發生熱脫空，進而延長鋼管混凝土構件的使用年限，使鋼管混凝土拱橋能夠實現更大跨徑的應用。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種防鋼管混凝土脫空的灌注工藝，加熱鋼管，使鋼管發生熱膨脹后，再向鋼管內灌注混凝土；混凝土灌注完成后停止加熱并密封已灌注完成的混凝土表面，使鋼管與混凝土一同收縮并箍緊凝固后的混凝土。

進一步，所述鋼管在停止加熱后的內徑收縮變形量大于等于混凝土在凝固過程中的收縮變形量；所述鋼管在停止加熱后的內徑收縮率與混凝土在凝固過程中的收縮率之比為1.05~1.12。