CN103572702A - 大高差钢管内高标号混凝土一次性对称连续真空压注方法 - Google Patents

Abstract

一种大高差钢管内高标号混凝土一次性对称连续真空压注方法，首先利用高压水冲洗要压注混凝土的钢管内部和拱脚预埋段弦管内部，然后将水抽出，最后关闭所有阀门，打开真空泵，对钢管进行抽真空作业。当管内达到保持-0.08Mpa以上的负压状态时，泵送砼，控制混凝土泵送速度在0.3～0.5m³/min继续泵送混凝土，使真空检测表负压值保持在-0.07Mpa～-0.09Mpa；当泵送至出浆管冒出浓浆时，拆除真空泵吸气管，继续泵送混凝土，直至原状混凝土均匀冒出；8、关闭泵送管口处的阀门，最后拆除泵送管。该方法可以显著提高钢管高标号混凝土灌注的密实性和钢管与混凝土之间的粘结力，有效地提高钢管混凝土整体的承压能力。

Description

大高差钢管内高标号混凝土一次性对称连续真空压注方法

技术领域

本发明属于一种建筑施工工艺，特别涉及一种大高差、大跨度、大管径劲性骨架钢管内高标号混凝土一次性对称连续真空压注方法，该方法特别适用于拱桥钢管内混凝土压注作业。

背景技术

目前国内、外同类型铁路桥梁钢管内混凝土主要采用传统的混凝土压注方式，跨度较小的部分同类型铁路桥梁也采取了抽真空压注方式，但拱桥主跨跨度及高差均较小，管内混凝土标号低，且为多次压注。在大高差、大跨度、大管径条件下如果采用上述两种方法则存在高标号混凝土不易泵送、密实度不佳、施工速度慢，施工过程不容易控制，辅助设备复杂、施工成本高等缺陷。

发明内容

本发明提供了一种大高差钢管内高标号混凝土一次性对称连续真空压注方法，该方法可以显著提高钢管高标号混凝土灌注的密实性和钢管与混凝土之间的粘结力，有效地提高钢管混凝土整体的承压能力，并且辅助设备简单，原理明确，成本低，容易实现。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种大高差钢管内高标号混凝土一次性对称连续真空压注方法，其特征在于：包括如下步骤：

（1）在需要压注混凝土的钢管拱脚部接近地面处开压注孔，该压注孔连接排浆管，排浆管上装有阀门；

（2）将设有闸阀的钢管进料口与泵送管相连，泵送管上装有阀门；

（3）在钢管顶部设出浆管，钢管内部装有隔板；

（4）在进行真空压注时，先关闭排浆管和泵送管上的阀门，从钢管顶部出浆管内插入水管，利用高压水冲洗钢管，然后打开排浆管，将水排出钢管；

（5）在排浆管处用高压水和气举法冲冼拱脚预埋段弦管，然后用抽水机将预埋段弦管内的水抽出；

（6）利用砂浆润滑泵送管，安装抽真空系统和真空检测表，使所述出浆管与抽真空系统的吸气管连接；

（7）关闭所有阀门，打开真空泵，对要压注混凝土的钢管进行抽真空作业，当管内达到保持-0.08Mpa以上的负压状态时，泵送砼，现场控制混凝土泵送速度在0.3～0.5m³/min继续泵送混凝土，观察、记录真空检测表负压值，保持-0.07Mpa～-0.09Mpa的负压状态；泵送至出浆管冒出浓浆时，拆除真空泵吸气管，继续泵送混凝土，直至原状混凝土均匀冒出；

（8）关闭泵送管口处的阀门，最后拆除泵送管。

上述混凝土采用自密实混凝土C80。

上述隔板为厚度16mm的钢板，距离钢管顶部管口20cm。

上述出浆管采用拱φ150×2000mm高压泵管制作而成，距离隔板50cm。

本发明使混凝土在泵压力作用和管内负压状态下，由下而上一次性对称连续顶升。由于负压的存在，减少了结构管内壁附着气泡的数量，强了结构管与混凝土的紧密型，挤压密实充填管腔，与钢管共同工作。

混凝土从进料支管进入管内后，在重力作用下填充支管口与隔板之间的空腔，直至淹没进料支管口，此时粗骨料最先下降，所以泵送前要先泵送水泥砂浆，以免粗骨料反弹以及接头处混凝土质量差。以后混凝土在泵送压力作用下向上流动，在流动过程中粗骨料逐渐向管壁运动，多余的浆液渗至管中间，形成“栓流”混凝土的运动规律，近似泥沙的运动规律。但混凝土由于存在粘性，粗骨料分层没有泥沙明显，即“栓流”中也存在粗骨料，粗骨料的分布随着半径的增大而逐渐增多。

在混凝土流动过程中主要是“栓流”在泵送压力作用下向前宏观上整体移动，当然在向上运动过程中，栓流与周围部分有各成分的相互交换(包括浆液、水分、空隙、骨料、水泥微团、水泥石等)，周围部分由于粘性和与钢管壁的表面张力作用，且周围部分受扰动小，凝结时间比“栓流”要早，基本不向前运动。但“栓流”从混凝土面流出后由于重力作用和压力损失又落向周围部分。

通过大直径钢管中混凝土流速分布可以看出“栓流”存在，周围部分速度很小可以认为不流动，“栓流”的直径与混凝土的坍落度、混凝土输送泵管及进料支管直径、钢管倾角、混凝土的凝结时间、粗骨料粒径有关，只有当微柱满足下式时才向前移动。

随着混凝土面的不断上升，泵送压力需要不断加大，当排浆口有浆液流出时需要泵一下，停一下，并人工配合排浆、排气，以减少混凝土顶部压力。当混凝土灌注满时“栓流”已不存在，泵送压强骤然增大，浆液充分渗到周围部分，而周围部分的骨料也要进入核心部分，但相对来说钢管拱混凝土粗骨料随着半径增大逐渐增多，形成了一层层套箍，所以认为钢管内混凝土受钢管的套箍作用，而外层混凝土对内层混凝土也存在套箍作用，从而钢管混凝土的承压能力能够显著地提高。

附图说明：

图1是管内混凝土真空压注系统布置图；

图2是抽真空系统布置图。

图中1.隔板，2.拱顶出浆管，3.排浆管，4.排浆管球形阀门，5.泵送管插板式阀门，6.主弦管，7.泵送管，8.泵车，9.真空检测表，10.真空泵，11.吸气管。

具体实施方式：

根据以下要求选择合适的混凝土原料及配合比：混凝土为自密实混凝土C60。灌注时不振捣，混凝土凝结硬化后密实度良好，具有良好的可泵性，并且在抽真空状态下泵送顶升的全过程中，混凝土始终保持优良性能状态；具有含气量小、大流动性、收缩补偿、延后初凝和早强。制定的配合比为：每方混凝土水泥：387kg、粉煤灰：105kg、硅灰：31kg、砂：671kg、碎/卵石：1037kg、减水剂：6.83kg、膨胀剂：46kg、拌合用水：148kg、胶材总量569kg。该混凝土初凝时间延缓为11.3小时，大于混凝土连续泵送时间10.7小时。

在需要压注混凝土的主弦管6的拱脚部接近地面处开压注孔，该压注孔上连接排浆管3，排浆管上装有球形阀门4。将设有闸阀的钢管进料口与泵送管7相连，泵送管上装有插板式阀门5，所述泵送管7与HBT90.21.220S型混凝土输送泵8连接。隔板1为厚度16mm的钢板，安装在主弦管顶部（即最后一个吊装节段钢管）内部，距离管口20cm。出浆管2布置在主弦管顶部（即最后一个吊装节段钢管）上，距离隔板50cm的位置，出浆管2采用拱φ150×2000mm高压泵管制作而成。

本发明具体施工工艺如下：

在进行真空压注时，先关闭排浆管球形阀门4和泵送管插板式阀门5，从拱顶出浆管2内插入水管，利用高压水冲洗主弦管6，然后打开排浆管3，将水排出主弦管6。在拱脚处排浆管3处用高压水和气举法冲冼拱脚预埋段弦管，然后用抽水机将预埋段弦管内的水抽出。

利用砂浆润滑泵送管7，安装抽真空系统和真空检测表9，使出浆管2与抽真空系统的吸气管11连接成一体。

关闭所有阀门，打开2BEA-202型水环式真空泵10，对需要压注混凝土的主弦管6进行抽真空作业，当管内达到保持-0.08Mpa以上的负压状态时，泵送砼，现场控制混凝土泵送速度在0.3～0.5m³/min左右继续泵送混凝土，观察、记录真空检测表9负压值，保持-0.07Mpa～-0.09Mpa的负压状态。泵送至拱顶出浆管2冒出浓浆时，拆除真空泵吸气管，继续泵送混凝土，直至原状混凝土均匀冒出，关闭泵送管口处的插板式阀门5，拆除泵管等，收回设备。

Claims (4)

1.一种大高差钢管内高标号混凝土一次性对称连续真空压注方法，其特征在于：包括如下步骤：

（1）在需要压注混凝土的钢管拱脚部接近地面处开压注孔，该压注孔连接排浆管，排浆管上装有阀门；

（2）将设有闸阀的钢管进料口与泵送管相连，泵送管上装有阀门；

（3）在钢管顶部设出浆管，钢管内部装有隔板；

（4）在进行真空压注时，先关闭排浆管和泵送管上的阀门，从钢管顶部出浆管内插入水管，利用高压水冲洗钢管，然后打开排浆管，将水排出钢管；

（5）在排浆管处用高压水和气举法冲冼拱脚预埋段弦管，然后用抽水机将预埋段弦管内的水抽出；

（6）利用砂浆润滑泵送管，安装抽真空系统和真空检测表，使所述出浆管与抽真空系统的吸气管连接；

（7）关闭所有阀门，打开真空泵，对要压注混凝土的钢管进行抽真空作业，当管内达到保持-0.08Mpa以上的负压状态时，泵送砼，现场控制混凝土泵送速度在0.3～0.5m³/min继续泵送混凝土，观察、记录真空检测表负压值，保持-0.07Mpa～-0.09Mpa的负压状态；泵送至出浆管冒出浓浆时，拆除真空泵吸气管，继续泵送混凝土，直至原状混凝土均匀冒出；

（8）关闭泵送管口处的阀门，最后拆除泵送管。

2.根据权利要求1所述的一种大高差钢管内高标号混凝土一次性对称连续真空压注方法，其特征在于：上述混凝土采用自密实混凝土C80。

3.根据权利要求1所述的一种大高差钢管内高标号混凝土一次性对称连续真空压注方法，其特征在于：上述隔板为厚度16mm的钢板，距离钢管顶部管口20cm。

4.根据权利要求1所述的一种大高差钢管内高标号混凝土一次性对称连续真空压注方法，其特征在于：上述出浆管采用拱φ150×2000mm高压泵管制作而成，距离隔板50cm。

Images