專利名稱：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)的制作方法
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)點結(jié)合在一起，使混凝土處于側(cè)向受壓狀態(tài)，其抗壓強度得到成倍提高；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?；谶@些優(yōu)點，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. IMPa -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，因為該方法是對管內(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，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. IOOMPa0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，即可以實現(xiàn)本發(fā)明目的。本發(fā)明所述結(jié)構(gòu)管頂設(shè)置隔倉板。所述隔倉板將結(jié)構(gòu)管內(nèi)部從頂端隔開，在結(jié)構(gòu)管灌注混凝土和抽真空時起隔斷和密封結(jié)構(gòu)管的作用。進(jìn)一步的，所述結(jié)構(gòu)管在各級底端開口連接鋼管作為進(jìn)漿管。在灌注結(jié)構(gòu)管混凝土?xí)r進(jìn)漿管連接混凝土輸送泵，混凝土輸送泵通過進(jìn)漿管將泵內(nèi)混凝土泵入鋼管混凝土結(jié)構(gòu)管內(nèi)。進(jìn)一步的，所述進(jìn)漿管也可采用其他管材。進(jìn)一步的，所述進(jìn)漿管上安裝止回閥。所述止回閥開啟，混凝土輸送泵通過進(jìn)漿管將泵內(nèi)混凝土泵入鋼管混凝土結(jié)構(gòu)管內(nèi)；所述止回閥關(guān)閉，止回閥將混凝土輸送泵與鋼管混凝土結(jié)構(gòu)管隔斷，使鋼管混凝土結(jié)構(gòu)管管內(nèi)的混凝土不會回流至混凝土輸送泵；灌注結(jié)構(gòu)管混凝土?xí)r，灌注級結(jié)構(gòu)管相應(yīng)的止回閥開啟，其余各級結(jié)構(gòu)管對應(yīng)的止回閥關(guān)閉，使結(jié)構(gòu)管處于密封狀態(tài)。進(jìn)一步的，所述結(jié)構(gòu)管在各級頂端開口連接鋼管作為出漿管。出漿管的作用是便于觀察其所在一級鋼管混凝土結(jié)構(gòu)管的混凝土灌注是否完畢，如果混凝土達(dá)到所述級對應(yīng)的出漿管內(nèi)，說明其所在一級的混凝土灌注完畢。 進(jìn)一步的，所述出漿管也可采用其他管材。
進(jìn)一步的，所述出漿管上安裝有閥門。對鋼管混凝土結(jié)構(gòu)管內(nèi)抽真空時，所述閥門關(guān)閉，用于密封鋼管混凝土結(jié)構(gòu)管；停止抽真空時，閥門開啟，將其所在一級灌注的混凝土表層浮衆(zhòng)排出管外。本發(fā)明的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中，還配設(shè)兩套混凝土輸送泵。進(jìn)一步的，所述兩套混凝土輸送泵以交替接力的方式分別與相鄰的兩根進(jìn)進(jìn)漿管連接。這種兩套混凝土輸送泵交替接力的方式可以提高設(shè)備利用率，還可以節(jié)約了等待安裝設(shè)備的時間，提高了施工效率。本發(fā)明還配設(shè)有抽真空輔助系統(tǒng)。所述抽真空輔助系統(tǒng)用于對鋼管混凝土結(jié)構(gòu)管內(nèi)抽真空。進(jìn)一步的，所述抽真空輔助系統(tǒng)為兩套抽真空輔助系統(tǒng)。因為管內(nèi)混凝土灌注時 保持管內(nèi)的真空度對每級連續(xù)灌注的混凝土的成型質(zhì)量影響較大，為了保證抽真空輔助系統(tǒng)出故障后能及時更換，因此，一般在施工場地準(zhǔn)備兩套抽真空輔助系統(tǒng)。進(jìn)一步的，所述抽真空輔助系統(tǒng)與最后一級結(jié)構(gòu)管的出漿管連接，使得結(jié)構(gòu)管管體結(jié)構(gòu)簡化，同時也使得結(jié)構(gòu)管內(nèi)混凝土灌注滿后仍可繼續(xù)灌注混凝土，保證了管頂部分混凝土的質(zhì)量。進(jìn)一步的，所述抽真空輔助系統(tǒng)包括真空泵、儲氣/漿桶、閥門和抽氣管，其中，所述儲氣/漿桶一側(cè)與真空泵通過抽氣管連接，并在該抽氣管道上依次安裝真空檢測表和閥門，另一側(cè)通過抽氣管與結(jié)構(gòu)管的最后一級的出漿管連接，所述儲氣/漿桶底部設(shè)有出漿管，并在該出漿管上安裝閥門。所述儲氣/漿桶底部的出漿管的閥門開啟，將桶內(nèi)的漿液排出。所述真空泵通過鋼管混凝土結(jié)構(gòu)管最后一級結(jié)構(gòu)管的出漿管對管內(nèi)進(jìn)行抽真空。本發(fā)明在所述灌注結(jié)構(gòu)管內(nèi)混凝土前，檢測各進(jìn)出漿管、閥門及結(jié)構(gòu)管的氣密性。檢測氣密性的目的是后續(xù)工序中抽真空作準(zhǔn)備。進(jìn)一步的，打開最后一級結(jié)構(gòu)管上的出漿管閥門，并關(guān)閉其余各級結(jié)構(gòu)管進(jìn)出漿管上的閥門，對結(jié)構(gòu)管抽真空，其真空度高于所述灌注混凝土?xí)r的真空度，并能保壓兩分鐘以上。否則，改善密封裝置直至密封性達(dá)到要求。進(jìn)一步的，所述灌注混凝土前先對結(jié)構(gòu)管內(nèi)注入適量的清水和水泥漿，以潤滑混凝土輸送泵泵管。進(jìn)一步的，所述潤滑混凝土輸送泵泵管后，啟動混凝土輸送泵和抽真空輔助系統(tǒng)，混凝土輸送泵連續(xù)灌注混凝土，在混凝土達(dá)到第一級結(jié)構(gòu)管出漿管位置時停止抽真空輔助系統(tǒng)，并打開儲氣/漿桶下端的閥門，結(jié)構(gòu)管內(nèi)氣壓達(dá)到正常大氣壓后，打開第一級結(jié)構(gòu)管出漿管閥門，在排除混凝土表層浮漿后關(guān)閉；打開第二級結(jié)構(gòu)管進(jìn)漿管閥門，同時停止與第一級結(jié)構(gòu)管進(jìn)漿管連接混凝土輸送泵，關(guān)閉第一級結(jié)構(gòu)管進(jìn)漿管上的閥門，將另一套混凝土輸送泵與第二級結(jié)構(gòu)管進(jìn)漿管連接，并啟動該套混凝土輸送泵，注入適量的清水和水泥砂漿，然后灌注混凝土，啟動抽真空輔助系統(tǒng)，灌注混凝土過程及抽真空過程與第一級結(jié)構(gòu)管灌注相同，同時將與第一級結(jié)構(gòu)管進(jìn)漿管連接的混凝土輸送泵拆下，并與第三級結(jié)構(gòu)管進(jìn)漿管連接，后續(xù)灌注步驟與第一級和第二級結(jié)構(gòu)管灌注步驟相同；當(dāng)混凝土灌注滿最后一級結(jié)構(gòu)管后，沿抽氣管路進(jìn)入儲漿/氣桶，該桶內(nèi)儲備足夠的混凝土漿液后，打開儲氣/漿桶下端的閥門向外排漿，當(dāng)排出的漿液質(zhì)量達(dá)到要求后，依次停止混凝土輸送泵和抽真空系統(tǒng)，完成鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的灌注。進(jìn)一步的，本發(fā)明所述混凝土為高標(biāo)號混凝土。進(jìn)一步的，本發(fā)明所述高標(biāo)號混凝土為高性能混凝土。中國《高性能混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》(CECS207-2006)對高性能混凝土定義為采用常規(guī)材料和工藝生產(chǎn)，具有混凝土結(jié)構(gòu)所要求各項力學(xué)性能，具有高耐久性、高工作性和高體積穩(wěn)定性的混凝土，本發(fā)明采用高性能混凝土作為鋼管混凝土結(jié)構(gòu)中的灌注混凝土，使制得的鋼管混凝土結(jié)構(gòu)具備優(yōu)異的使用性能和力學(xué)性能。進(jìn)一步的，所述高性能混凝土中加入減水劑、膨脹劑和抗收縮劑。進(jìn)一步的，所述減水劑為聞性能聚竣酸系減水劑。
進(jìn)一步的,所述高性能混凝土的坍落度為180mm 240mm。本發(fā)明的另一技術(shù)方案是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的灌注系統(tǒng)，所述灌注系統(tǒng)包括結(jié)構(gòu)管上輔助灌注裝置、混凝土泵送裝置和抽真空裝置，所述結(jié)構(gòu)管上輔助灌注裝置，包括進(jìn)漿管、出漿管和隔倉板，所述進(jìn)漿管和出漿管分別設(shè)置在每級結(jié)構(gòu)管的底部和頂部，所述隔倉板設(shè)置在結(jié)構(gòu)管頂端并與結(jié)構(gòu)管密封配合，每級進(jìn)漿管上設(shè)有止回閥，每級出漿管上設(shè)置有閥門，所述混凝土泵送裝置采用混凝土輸送泵，所述混凝土輸送泵與灌注的結(jié)構(gòu)管所在級的進(jìn)漿管連接，所述抽真空裝置包括真空泵、儲氣/漿桶、閥門和抽氣管，所述儲氣/漿桶一側(cè)與真空泵通過抽氣管連接，并在該抽氣管道上依次安裝真空檢測表和閥門，另一側(cè)通過另一根抽氣管與結(jié)構(gòu)管的最后一級出漿管連接，所述儲氣/漿桶底部設(shè)有出漿管，并在該出漿管上安裝有閥門。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)，采用真空負(fù)壓輔助分級灌注混凝土來制造大型鋼管混凝土結(jié)構(gòu)，在灌注過程中，由于通過將結(jié)構(gòu)管分級，然后依次對各級的結(jié)構(gòu)管進(jìn)行混凝土灌注，使得后續(xù)混凝土的灌注不影響已灌入鋼管的混凝土的凝結(jié)，從而避免了后續(xù)混凝土的灌注破壞先灌注入的混凝土中水泥漿凝結(jié)成的凝膠，使制得的大型鋼管混凝土結(jié)構(gòu)中的混凝土的裂紋等缺陷數(shù)量明顯的降低，從大幅提高了鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量；同時也降低了對混凝泵送設(shè)備泵送能力的要求，節(jié)省了施工成本。在結(jié)構(gòu)管內(nèi)負(fù)壓條件下灌注混凝土，減少了結(jié)構(gòu)管內(nèi)壁附著氣泡的數(shù)量，增強了結(jié)構(gòu)管與混凝土結(jié)合的緊密性，減少了混凝土中的氣泡數(shù)量，增強了鋼管混凝土結(jié)構(gòu)中混凝土的密實度，從而提高了鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。灌注系統(tǒng)采用兩套泵送設(shè)備的接力設(shè)置，使得每級結(jié)構(gòu)管混凝土灌注之間設(shè)備安裝時間大為縮短，提高了工作效率，縮短了工期。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果(I)采用分級灌注的方法解決了后續(xù)混凝土的灌注對先灌注混凝土凝結(jié)的影響，從而大幅的提高了大型鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能和使用性能。(2)減少了鋼管內(nèi)壁附著氣泡的數(shù)量，增強了鋼管與混凝土結(jié)合的緊密性，減少了混凝土中的氣泡數(shù)量，增強了鋼管混凝土結(jié)構(gòu)中混凝土的密實度，從而提高了鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能及其他綜合性能。(3)降低了對混凝泵送設(shè)備泵送能力的要求，節(jié)省了施工成本。(4)由于鋼管混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量的提高，缺陷的減少，減少了后續(xù)對鋼管混凝土結(jié)構(gòu)缺陷的修復(fù)工作。


圖I為本發(fā)明的工藝流程圖；圖2為分級灌注管內(nèi)混凝土系統(tǒng)布置圖圖2中21—結(jié)構(gòu)管，22 —一級進(jìn)漿管，23—一級止回閥，24 —混凝土輸送泵I，25—混凝土輸送泵II，26—二級止回閥，27—二級進(jìn)漿管，28—三級止回閥，29三級進(jìn)漿管，210—三級出漿管，211—隔倉板，212—二級出漿管閥門，213—二級出漿管，214—一級出漿管，215—一級出漿管閥門；圖3為抽真空輔助系統(tǒng)設(shè)備布置圖圖3中31—真空泵，32—閥門三，33—真空檢測表，34—儲漿/氣桶，35—抽氣管，36 —閥門一，37 —閥門二，38—儲漿/氣桶出漿管。 圖4為超聲波檢查采用本發(fā)明方法制得的鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的截面布置示意圖圖 4 中a0—截面 a0，a I—截面 al，a2—截面 a2，a3—截面 a3，a4—截面 a4，a5—截面a5，a6—截面a6, a7—截面a7，a8—截面a8, a9—截面a9, alO—截面alO，all—截面all，al2—截面 al2，al3—截面 al3，al4—截面 al4，al5—截面 al5，al6—截面 al6，al7—截面al7 ；圖5為超聲波檢查采用本發(fā)明方法制得的鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的測試通道布置示意圖；圖5中:A1一測試通道Al, A2—測試通道A2, A3—測試通道A3, A4—測試通道A4。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖、實施例和試驗例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實施例，凡基于本發(fā)明內(nèi)容所實現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。如圖I所示，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(本實施例用于灌注大跨度鋼管混凝土拱橋橋拱，其跨度為500m)，包括如下步驟(I)制備高性能混凝土 采用高性能聚羧酸系減水劑、膨脹劑和減水劑，根據(jù)不同的混凝土標(biāo)號，調(diào)整其配合比，使混凝土坍落度達(dá)到180mm 240mm,初凝時間6小時 12小時。(2)確定灌注分級方案，根據(jù)本實施例工程需要泵送的高度、長度以及結(jié)構(gòu)管管徑大小，結(jié)合泵送設(shè)備泵送能力確定分級灌注方案。如圖2所示，本實施例將拱肋從拱腳到拱頂分為三級，即一級、二級和三級，分級時滿足灌注完畢每級拱肋內(nèi)混凝土的時間小于或等于所述混凝土的初凝時間。(3)按照步驟(2)的分級方案布置泵送設(shè)備，如圖2所示，分別在各級鋼管拱肋的始端和終端上開適當(dāng)?shù)目撞⑦B接相應(yīng)的進(jìn)漿管和出漿管，并在每根進(jìn)漿管上安裝止回閥，在每根出漿管上安裝閥門；將一級進(jìn)漿管連接一臺混凝土輸送泵；并在拱頂位置焊接隔倉板。為了保證結(jié)構(gòu)管各個分級點的進(jìn)漿管、出漿管在施工過程保持密封，采用氣密性好的閥門。
(4)準(zhǔn)備抽真空輔助系統(tǒng)，如圖3所示，所述抽真空輔助系統(tǒng)包括真空泵31、儲氣/漿桶34、閥門三32、閥門二 37、閥門一 36、真空檢測表33、抽氣管一 35、抽氣管二 39和儲氣/漿桶38，其中，所述儲氣/漿桶34 —側(cè)與真空泵31通過抽氣管二 39連接，并在抽氣管
二39上依次安裝真空檢測表33和閥門三32，另一側(cè)通過抽氣管一 35與結(jié)構(gòu)管21三級出漿管210連接，并在抽氣管一 35上安裝閥門一 36，所述儲氣/漿桶34底部設(shè)有儲氣/漿桶出漿管38，并在該儲氣/漿桶出漿管38上安裝閥門二 37。本實施例中配置兩套抽真空輔助系統(tǒng)，其目的是在施工中一套抽真空系統(tǒng)出故障，另一套抽真空系統(tǒng)可以立即替補不會停止混凝土灌注。(5)在灌注結(jié)構(gòu)管21內(nèi)混凝土前，檢測各進(jìn)出漿管、閥門及結(jié)構(gòu)管的氣密性。所述檢測氣密性方法為打開閥門一 36，并關(guān)閉其余各級結(jié)構(gòu)管21上的進(jìn)漿管、出漿管上的閥門，啟動真空泵31，使真空度達(dá)-0. 075MPa -0. 085MPa，并能保壓兩分鐘以上。(6)啟動與一級進(jìn)漿管22連接的混凝土輸送泵I 24，向一級結(jié)構(gòu)管21內(nèi)泵注入適量水泥砂漿后泵注混凝土，啟動抽真空輔助系統(tǒng)，使結(jié)構(gòu)管內(nèi)21的真空度達(dá)-0. 075MPa -0. 085MPa,混凝土輸送泵I 24連續(xù)泵送混凝土，直到混凝土達(dá)到一級出漿管214位置時，停止抽真空，打開閥門二 37使結(jié)構(gòu)管21內(nèi)氣壓到正常大氣壓，打開一級出漿管閥門215，將混凝土浮漿排出，浮漿排完后，關(guān)閉一級出漿管閥門215。停止混凝土輸送泵I 24，關(guān)閉止回閥23和閥門二 37，打開二止回閥26。(7)啟動與二級進(jìn)漿管27連接的混凝土輸送泵II 25，清洗和潤滑混凝土輸送泵II 25的泵管?；炷凛斔捅肐I 25連續(xù)泵送混凝土至二級結(jié)構(gòu)管21內(nèi)，二級結(jié)構(gòu)管21灌注混凝土及抽真空過程與一級結(jié)構(gòu)管21相同。在灌注二級結(jié)構(gòu)管21的同時，將與一級進(jìn)漿管22連接的混凝土輸送泵I 24拆下，然后與三級進(jìn)漿管29連接。二級結(jié)構(gòu)管21與三級結(jié)構(gòu)管21之間灌注的切換工作與一級結(jié)構(gòu)管21和二級結(jié)構(gòu)管21之間灌注的切換工作相同。(9)啟動與三級進(jìn)漿管29連接的混凝土輸送泵I 24，清洗和潤滑混凝土輸送泵I24的泵管。混凝土輸送泵I 24連續(xù)泵送混凝土至三級結(jié)構(gòu)管21內(nèi)，三級結(jié)構(gòu)管21灌注混凝土及抽真空過程與一級結(jié)構(gòu)管21相同。在混凝土達(dá)到三級出漿管210位置時，繼續(xù)灌注混凝土，混凝土沿抽氣管35進(jìn)入儲漿/氣桶34，該桶內(nèi)儲備足夠的混凝土漿液后，打開閥門二37向外排衆(zhòng)，當(dāng)排出的漿液質(zhì)量達(dá)到要求后，依次停止混凝土輸送泵I 24和真空泵31，完成鋼管混凝土結(jié)構(gòu)管的灌注。對于施工完畢的鋼管混凝土成型質(zhì)量的檢測目前采用超聲波檢測方法，而超聲波檢測中多采用首波聲時法，一般可按所檢測的聲速將鋼管混凝土的灌注質(zhì)量分成如表I所示的五類。表I鋼管混凝土灌注質(zhì)量分類標(biāo)準(zhǔn)
權(quán)利要求
1.ー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，其特征在于，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或等于所述混凝土的初凝時間； 在抽真空狀態(tài)下，從最下邊ー級開始對結(jié)構(gòu)管內(nèi)分級灌注混凝土。
2.如權(quán)利要求I所述的灌注方法，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)管內(nèi)分級灌注混凝土是指前ー級管內(nèi)混凝土灌注完畢，再進(jìn)行下ー級混凝土灌注；對任意ー級管內(nèi)混凝土的灌注采用連續(xù)灌注。
3.如權(quán)利要求2所述的灌注方法，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)管內(nèi)的真空度為-0. 060MPa -0. IOOMPa0
4.如權(quán)利要求3所述的灌注方法，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)管內(nèi)的真空度為-0. 070MPa -0. 090MPa。
5.如權(quán)利要求4所述的灌注方法，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)管內(nèi)的真空度為-0. 075MPa -0. 086MPa。
6.如權(quán)利要求1-5任意一項所述的灌注方法，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)管頂設(shè)置隔倉板。
7.如權(quán)利要求6所述的灌注方法，其特征在于，所述隔倉板焊接于結(jié)構(gòu)管內(nèi)。
8.如權(quán)利要求7所述的灌注方法及灌注系統(tǒng)，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)管在各級底端開ロ連接鋼管作為進(jìn)漿管。
9.如權(quán)利要求8所述的灌注方法，其特征在于，所述進(jìn)漿管上安裝止回閥。
10.如權(quán)利要求6-9任意一項所述的灌注方法，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)管在各級頂端開ロ連接鋼管作為出漿管。
11.如權(quán)利要求10所述的灌注方法，其特征在于，所述出漿管上安裝有閥門。
12.如權(quán)利要求11所述的灌注方法，其特征在于，還配設(shè)兩套混凝土輸送泵，以交替使用。
13.如權(quán)利要求6-12任意一項所述的灌注方法，其特征在于，還配設(shè)有抽真空輔助系統(tǒng)。
14.如權(quán)利要求13所述的灌注方法，其特征在于，所述抽真空輔助系統(tǒng)為兩套抽真空輔助系統(tǒng)，所述兩套抽真空輔助系統(tǒng)其中一套與最后一級結(jié)構(gòu)管的出漿管連接，另ー套備用。
15.如權(quán)利要求14所述的灌注方法，其特征在于，所述抽真空輔助系統(tǒng)包括真空泵、儲氣/漿桶、閥門和抽氣管，其中，所述儲氣/漿桶ー側(cè)與真空泵通過抽氣管連接，并在該抽氣管道上依次安裝真空檢測表和閥門，另ー側(cè)通過抽氣管與結(jié)構(gòu)管的最后ー級出漿管連接，所述儲氣/漿桶底部設(shè)有出漿管，并在該出漿管上安裝閥門。
16.如權(quán)利要求15所述的灌注方法，其特征在于，在所述灌注結(jié)構(gòu)管內(nèi)混凝土前，檢測各進(jìn)出漿管、閥門及結(jié)構(gòu)管的氣密性。
17.如權(quán)利要求16所述的灌注方法，其特征在于，所述檢測氣密性方法為打開最后一級結(jié)構(gòu)管上的出漿管閥門，并關(guān)閉其余各級結(jié)構(gòu)管進(jìn)出漿管上的閥門，對結(jié)構(gòu)管抽真空，其真空度高于所述灌注混凝土?xí)r的真空度，井能保壓兩分鐘以上。
18.如權(quán)利要求13-17任意一項所述的灌注方法，其特征在于，所述灌注混凝土前先對結(jié)構(gòu)管內(nèi)注入適量的清水和水泥漿，以潤滑混凝土輸送泵泵管。
19.如權(quán)利要求18所述的灌注方法，其特征在于，所述潤滑混凝土輸送泵泵管后，啟動混凝土輸送泵和抽真空輔助系統(tǒng)，混凝土輸送泵連續(xù)灌注混凝土，在混凝土達(dá)到第一級結(jié)構(gòu)管出漿管位置時停止抽真空輔助系統(tǒng)，并打開儲氣/漿桶下端的閥門，結(jié)構(gòu)管內(nèi)氣壓達(dá)到正常大氣壓后，打開第一級結(jié)構(gòu)管出漿管閥門，在排除混凝土表層浮漿后關(guān)閉； 打開第二級結(jié)構(gòu)管進(jìn)漿管閥門，同時停止與第一級結(jié)構(gòu)管進(jìn)漿管連接混凝土輸送泵，關(guān)閉第一級結(jié)構(gòu)管進(jìn)漿管上的閥門，將另ー套混凝土輸送泵與第二級結(jié)構(gòu)管進(jìn)漿管連接，并啟動該套混凝土輸送泵，注入適量的清水和水泥砂漿，然后灌注混凝土，啟動抽真空輔助系統(tǒng)，灌注混凝土過程及抽真空過程與第一級結(jié)構(gòu)管灌注相同，同時將與第一級結(jié)構(gòu)管進(jìn)漿管連接的混凝土輸送泵拆下，并與第三級結(jié)構(gòu)管進(jìn)漿管連接，后續(xù)灌注步驟與第一級和第二級結(jié)構(gòu)管灌注步驟相同； 當(dāng)混凝土灌注滿最后ー級結(jié)構(gòu)管后，沿抽氣管路進(jìn)入儲漿/氣桶，該桶內(nèi)儲備足夠的 混凝土漿液后，打開儲氣/漿桶下端的閥門向外排漿，當(dāng)排出的漿液質(zhì)量達(dá)到要求后，依次 停止混凝土輸送泵和抽真空系統(tǒng)，完成鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的灌注。
20.如權(quán)利要求16-19任意一項所述的灌注方法，其特征在于，所述混凝土為高標(biāo)號混凝土。
21.如權(quán)利要求20所述的灌注方法，其特征在于所述高標(biāo)號混凝土為高性能混凝土。
22.如權(quán)利要求21所述的灌注方法，其特征在于，所述高性能混凝土中加入減水劑、膨脹劑和抗收縮劑。
23.如權(quán)利要求22所述的灌注方法，其特征在于，所述減水劑為高性能聚羧酸系減水齊U。
24.如權(quán)利要求23所述的灌注方法，其特征在于，所述高性能混凝土的坍落度為180mm 240mm。
25.ー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的灌注系統(tǒng)，其特征在干，所述灌注系統(tǒng)包括結(jié)構(gòu)管上輔助灌注裝置、混凝土泵送裝置和抽真空裝置，所述結(jié)構(gòu)管上輔助灌注裝置，包括進(jìn)漿管、出漿管和隔倉板，所述進(jìn)漿管和出漿管分別設(shè)置在每級結(jié)構(gòu)管的底部和頂部，所述隔倉板設(shè)置在結(jié)構(gòu)管頂端并與結(jié)構(gòu)管密封配合，每級進(jìn)漿管上設(shè)有止回閥，每級出漿管上設(shè)置有閥門，所述混凝土泵送裝置采用混凝土輸送泵，所述混凝土輸送泵與灌注的結(jié)構(gòu)管所在級的進(jìn)漿管連接，所述抽真空裝置包括真空泵、儲氣/漿桶、閥門和抽氣管，所述儲氣/漿桶ー側(cè)與真空泵通過抽氣管連接，并在該抽氣管道上依次安裝真空檢測表和閥門，另ー側(cè)通過另ー根抽氣管與結(jié)構(gòu)管的最后ー級出漿管連接，所述儲氣/漿桶底部設(shè)有出漿管，并在該出漿管上安裝有閥門。
全文摘要
本發(fā)明公開了大型鋼管混凝土結(jié)構(gòu)管內(nèi)混凝土真空輔助灌注方法及灌注系統(tǒng)，包括以下步驟制備管內(nèi)混凝土、分級結(jié)構(gòu)管、布置分級灌注設(shè)備、布置抽真空設(shè)備并檢驗系統(tǒng)氣密性、真空負(fù)壓條件下分級連續(xù)灌注管內(nèi)混凝土。本發(fā)明采用分級灌注混凝土，避免了后灌注混凝土對已灌混凝土凝結(jié)的影響，從而提高了大型鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能，同時也降低了對混凝泵送設(shè)備泵送能力的要求，帶來了良好的經(jīng)濟效益；并且混凝土灌注連續(xù)進(jìn)行，縮短了工期；在負(fù)壓條件下灌注混凝土，增強了混凝土的密實度和與鋼管結(jié)合的緊密性，進(jìn)一步提高了鋼管混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量。
文檔編號E04G21/02GK102758531SQ201210184040
公開日2012年10月31日 申請日期2012年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月6日
發(fā)明者丁慶軍, 馮智, 龐博新, 張坤球, 朱云發(fā), 楊占峰, 林峰, 牟廷敏, 王劼耘, 王建軍, 秦大燕, 羅業(yè)鳳, 羅巖楓, 趙吉衛(wèi), 鄭皆連, 陳光輝, 韓玉, 魏華, 龍躍 申請人:廣西壯族自治區(qū)公路橋梁工程總公司