[發明專利]一種分區域膨脹混凝土梁及其施工方法

在審

• 申請號: 202110017137.8
• 申請日: 2021-01-07
• 公開（公告）號: CN112746708A
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 唐虎;陶然;米宏廣
• 申請（專利權）人: 中國鐵路設計集團有限公司
• 主分類號: E04C3/20
• 分類號: E04C3/20;E04G13/04
• 代理公司: 天津市宗欣專利商標代理有限公司 12103
• 代理人: 董光仁

本發明公開是關于一種分區域膨脹混凝土梁及其施工方法，涉及土木建筑工程技術領域。分區域膨脹混凝土梁設置有結構柱，所述結構柱之間設置有混凝土梁，所述混凝土梁的斷面中包含支座受拉區和跨中受拉區。分區域膨脹混凝土梁的施工方法包括以下步驟：施工結構柱；進行混凝土梁中的鋼筋綁扎，架設混凝土梁模板；分區域澆筑混凝土梁的混凝土，部分區域對混凝土性能有特殊要求。本發明可提高鋼筋或型鋼的利用率，有效降低混凝土梁的裂縫數量和裂縫寬度。

技術領域

本發明公開涉及土木建筑工程技術領域，尤其涉及一種分區域膨脹混凝土梁及其施工方法。

背景技術

普通混凝土梁一般均采用普通混凝土進行澆筑，不懼膨脹性，甚至具有干縮的性質。梁在承受荷載后，梁的支座上部、跨中下部會產生拉應力，使得混凝土開裂。裂縫寬度如果太寬，會加速混凝土內的鋼筋銹蝕，影響梁的耐久性。減小梁受力后裂縫的寬度，主動措施通常采用通過預應力鋼筋施加預應力，被動措施通常采用增加配筋、添加抗裂纖維等措施。本發明是通過采用局部混凝土自膨脹的方式，減小梁體受力后的裂縫寬度，是一種主動和被動措施相結合的全新措施，形成了一種全新的帶自應力的混凝土梁。膨脹混凝土若全截面應用，會使梁產生整體膨脹或伸長，沒有外部約束力的情況下，梁不會產生自應力。本發明僅在梁的受力后受拉區域采用膨脹混凝土，這樣梁的受壓區會與受拉區實現力的平衡，不需要外力平衡，使梁形成自應力，也就是梁在受力后受拉的區域，在沒有受力時，其自帶壓應力。梁在受力后受壓的區域，其自帶拉應力。這樣，在梁體受力后，能和原受力狀態相互抵消，使得梁受拉區產生的裂縫較小。

一種膨脹混凝土樁的制作方法(CN1137594)，主要描述了樁采用膨脹混凝土后，既能克服普通混凝土樁因硬化收縮而降低承載力的弊端，又能提高樁與周邊土間的摩擦力。

膨脹混凝土灌注樁及其制造方法以及一種混凝土膨脹劑(申請公布號：CN102162244)，是在灌注樁孔中依次交替澆筑普通混凝土和膨脹混凝土，形成竹節狀的I型樁；在上述I型樁或膨脹混凝土樁的樁端注漿則形成II型樁或III型樁，與普通混凝土灌注樁相比，明顯提高單樁灌注樁承載力。

以上兩項現有技術，均是用于樁，原理是利用膨脹混凝土體積膨脹后增大與土的摩擦。

密度均勻的膨脹混凝土樁施工裝置及施工方法(申請公布號：CN110281351A)，其通過套管收縮擠壓內部的膨脹混泥土，通過位于最外層封閉的折疊管內澆筑膨脹混泥土對內層擠壓，克服了原樁基膨脹混凝土密度不均勻、不可控的問題。

加強帶澆注方法及膨脹混凝土及混凝土無縫施工方法(申請公布號：CN110282921A)，針對在后澆注的膨脹混凝土容易與普通混凝土的結合面存在縫隙的問題，提供了一種增強膠粘強度和防水性能的膨脹混凝土，使得膨脹混凝土與舊混凝土更加不容易分離，使得膨脹混凝土與舊混凝土的結合面更加不容易存在縫隙，還有利于增強膨脹混凝土的防水性能，使得空氣中的水分更加不容易侵蝕膨脹混凝土，有利于延長膨脹混凝土的使用壽命。

一種膨脹混凝土加強帶取代后澆帶的連續澆筑無縫施工方法(申請公布號：CN109853957A)，采用以膨脹混凝土加強帶取代后澆帶的連續澆筑無縫施工技術，設計了膨脹加強帶以外和以內混凝土中高效能膨脹劑的摻量，避免結構干縮開裂，增加混凝土的密實度。

以上技術，均不能對混凝土梁本身的裂縫提供有針對性的抗裂措施。

大跨、大荷載、空間要求高的場所，其梁的跨度通常較大，梁所受荷載和梁的斷面比較大，有的為了控制梁的斷面，采用了型鋼混凝土梁。但是不管是大斷面鋼筋混凝土還是型鋼混凝土梁，其裂縫通常很難控制。通常在配置滿足承載力要求的鋼筋數量外，還要增配較多鋼筋去滿足控制裂縫的要求。而增配的鋼筋，是向混凝土梁截面中間的逐層排布的，越靠近混凝土梁截面的中間位置，鋼筋利用率就越低。

鑒于上述分析，現有技術所存在的問題是：現有的大斷面的混凝土梁要通過額外增設較多鋼筋去控制混凝土裂縫，使得鋼筋利用率較低，工程造價較高。