CN103912287A - 复合管片的浇注方法 - Google Patents

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孙巍
官林星
温竹茵
薛勇
由广明
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Shanghai Municipal Engineering Design Insitute Group Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种复合管片的浇注方法,该复合管片为混凝土结构与钢板的复合结构,所述浇注方法至少包括以下步骤:将内弧面钢板、外弧面钢板、迎千斤顶环面钢板、背千斤顶环面钢板以及两块端板拼装后焊接成钢结构箱体,在所述背千斤顶环面钢板上分别钻设若干间隔分布的浇注孔和排气孔;将所述迎千斤顶环面钢板贴于地面,以使所述钢结构箱体侧立;通过所述浇注孔向所述钢结构箱体内浇注混凝土,将混凝土养护并完成收缩;最后对所有的浇注孔与排气孔进行封闭,形成所述复合管片。本发明的优点是,该浇注方法通过合理布置钢结构箱体上的浇注孔和排气孔,使混凝土的浇注缺陷面位于受力要求性能最低的背千斤顶环面上,提高复合管片的综合承载能力。

Description

复合管片的浇注方法
技术领域
[0001] 本发明属于盾构管片预制技术领域,具体涉及一种复合管片的浇注方法。
背景技术
[0002]目前,我国采用盾构法施工的隧道越来越多,且以采用钢筋混凝土预制管片为主。在钢筋混凝土预制管片的生产中,主要采用钢模浇注,然后脱模,水中养护的制作模式。在特殊区段如两条盾构隧道的联络通道,特殊地质区域等会局部使用钢管片,钢管片一般为不封闭空间,为了增加管片的刚度,有时需要在管片内部充填混凝土,该混凝土通常会采用现场浇注的方式。
[0003] 而当在矩形或异形盾构隧道中时则会采用六面覆盖有钢板的复合管片结构。如图1所示,混凝土 I位于钢板2的内部起充填作用,以解决受压区钢板的屈曲问题。因此,如何将由各钢板2构成的密封空腔用混凝土 I充填密实,成为复合管片设计与制作中的难点。复合管片为封闭的钢结构箱体,其主要承力构件为钢结构,在复合管片的迎千斤顶面环板上受千斤顶的顶推作用,对其承载性能具有较高的要求。管片的内、外弧面为复合管片的受压区与受拉区,对其承载性能同样具有较高的要求。如果将复合管片的浇注孔开设于内、外弧面上,在浇注过程中其浇注孔所在的混凝土面上势必会产生浇注缺陷,这些缺陷必然将影响到复合管片内、外弧面的受压性能和受拉性能。此外,目前复合管片上仅采用常规的单浇注孔灌注方式进行混凝土浇注,成形后的混凝土密实程度不甚理想,管片内滞留有较多的气泡,复合管片综合受力性能较低。鉴于此,本领域急需一种全新的复合管片浇注方法。
发明内容
[0004] 本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处,提供一种复合管片的浇注方法,该浇注方法通过使钢结构箱体侧立,在其背千斤顶环面钢板上布置若干间隔分布的浇注孔和排气孔,以使复合管片的浇注缺陷面位于受力要求性能最低的背千斤顶环面上,从而提高复合管片的整体工作性能。
[0005] 本发明目的实现由以下技术方案完成:
一种复合管片的浇注方法,所述复合管片为混凝土结构与钢板的复合结构,其特征在于所述浇注方法至少包括以下步骤:将内弧面钢板、外弧面钢板、迎千斤顶环面钢板、背千斤顶环面钢板以及两块端板拼装后焊接成钢结构箱体,在所述背千斤顶环面钢板上分别钻设若干间隔分布的浇注孔和排气孔;将所述迎千斤顶环面钢板贴于地面,以使所述钢结构箱体侧立;通过所述浇注孔向所述钢结构箱体内浇注混凝土,将混凝土养护并完成收缩;最后对所有的所述浇注孔与所述排气孔进行封闭,形成所述复合管片。
[0006] 至少有一个所述排气孔具有内螺纹。
[0007] 待混凝土养护并完成收缩后,通过具有内螺纹的所述排气孔向所述钢结构箱体内进行补充注浆。[0008] 所述钢结构箱体内部均匀间隔设置有若干块与其环面和弧面相垂直的中隔板以实现对所述钢结构箱体外包钢板的定位,所述中隔板将所述钢结构箱体分隔为若干个空腔,在所述背千斤顶环面钢板上的各所述空腔所在区域布置有所述浇注孔。
[0009] 每个所述空腔的背千斤顶环面钢板上至少设有一个具有内螺纹的排气孔。
[0010] 若干所述排气孔沿所述背千斤顶环面钢板的四周边缘部位按一定间隔布置。
[0011] 所述烧注孔直径为120〜200mm,所述排气孔直径为20〜50mm。
[0012] 本发明的优点是,该浇注方法通过合理布置钢结构箱体上的浇注孔,使混凝土的浇注缺陷面位于受力要求性能最低的背千斤顶环面上,降低对于复合管片整体承载能力的影响,同时通过将排气孔布设于背千斤顶环面四周边缘位置处,以完全排出滞留于箱体中的气泡,提高箱体内混凝土的充填密实度,提高复合管片的综合承载能力。
附图说明
[0013] 图1为现有技术中六面覆盖有钢板的复合管片示意图;
图2为本发明中千斤顶作用于复合管片迎千斤顶环面钢板上的示意图;
图3为本发明中中隔板不意图;
图4为本发明中复合管片上浇注孔与排气孔的布置示意图;
图5为本发明中复合管片侧立时浇注示意图;
图6为本发明中“L”型复合管片上浇注孔与排气孔布置示意图。
具体实施方式
[0014] 以下结合附图通过实施例对本发明的特征及其它相关特征作进一步详细说明,以便于同行业技术人员的理解:
如图1-6,图中标记1-12分别为:混凝土 1、钢板2、千斤顶3、迎千斤顶环面钢板4、端板5、背千斤顶环面钢板6、中隔板7、浇注孔8、外弧面钢板9、内弧面钢板10、排气孔11、浇
注管12。
[0015] 实施例:本实施例具体涉及一种复合管片的浇注方法,该浇注方法通过将浇注孔和排气孔布置于复合管片受力性能要求最低面,从而确保复合管片的综合承载能力,避免浇注缺陷面对于复合管片工作性能造成影响。
[0016] 如图2-5所示,该复合管片浇注方法的具体包括如下步骤:
(1)在构件加工阶段,在背千斤顶环面钢板6上分别钻制孔径为120〜200mm的浇注孔8和孔径为20〜50mm的排气孔11,其中,浇注孔8在背千斤顶环面钢板6上每隔一定距离布置一个,而排气孔11则是沿背千斤顶环面钢板6的四周边缘位置间隔分布,部分排气孔11的孔内布置有螺纹,从而可方便快捷地与外部注浆装置连接进行注浆;
(2)其后,再利用迎千斤顶环面钢板4、内弧面钢板10、外弧面钢板9以及两块端板5同背千斤顶环面钢板6共同拼装焊接构成整体钢结构箱体,在钢结构箱体的制作过程中,为了实现各钢板的定位,在其内设置有若干块与内弧面钢板10、外弧面钢板9、迎千斤顶环面钢板4和背千斤顶环面钢板6相垂直的的中隔板7 ;由于中隔板7的存在,钢结构箱体内部被分隔为若干个空腔,为保证各个空腔能被混凝土充满,需要在在设置中隔板7时,确保各相邻的中隔板7之间均分配有一个浇注孔8,此外,各空腔的背千斤顶环面钢板6上还应该至少布置有一个前述具有内螺纹的排气孔11,以确保之后各空腔中均能实施补浆作业;对于这一步骤中所出现的各钢板,作如下约定,所述的两侧端板5具体是指相邻的复合管片之间的拼装接触面,所述的背千斤顶环面钢板6和迎千斤顶环面钢板4具体是指前、后管节之间的拼装接触面,且其中迎千斤顶环面钢板4是受千斤顶3的顶推力作用的,而背千斤顶环面钢板4则为与千斤顶3相对的一面,不受其顶推力作用,此外,所述的内弧面钢板10和外弧面钢板9具体是指盾构隧道的内、外壁面,两者为复合管片的受压区和受拉区,故复合管片的迎千斤顶环面和内、外弧面是主要受力区域;
(3)钢结构箱体加工完成后,进入复合管片的浇注阶段,将钢结构箱体保持侧立状态,即保持迎千斤顶环面钢板4贴地、背千斤顶环面钢板6位于上部、其余四面钢板均与地面相垂直的状态;通过浇注管12向各浇注孔8中浇注混凝土,同时通过浇注孔8对已浇注的混凝土进行振捣,在复合管片四角和边缘处易形成大量难以逸出的气泡,若不去除将影响混凝土的密实度,通过设置于背千斤顶环面钢板6四周边缘位置处的排气孔11,可使这些气泡完全从钢结构箱体中逸出;
(4)在混凝土浇注,完成收缩后,通过各空腔上具有内螺纹的排气孔11连接外部的注浆装置对钢结构箱体内的各空腔进行补充注浆,从而最大程度提高混凝土的浇注密实度,以提闻复合管片的承载能力;
(5)在复合管片出厂前,对浇注孔8焊接盖板进行封堵,然后对排气孔11进行焊接,以提闻管片的耐久性能。
[0017] 需要说明的是,本实施例中浇注孔和排气孔的布置结构可适用于圆形、矩形或其它各类异形盾构隧道中的复合管片上,如图6所示给出了采用“L”型复合管片时浇注孔8和排气孔11的布置示意图,该“L”型复合管片即为矩形隧道中角部位的管片。
[0018] 在本实施例中的复合管片浇注中,其浇注孔所在的混凝土面上势必会产生浇注缺陷,影响复合管片的受力性能,而当浇注孔和排气孔同时设置于复合管片的背千斤顶环面钢板6上之后,由于复合管片的背千斤顶面为管片的次要受力面(即受力要求性能最低面),并不受压、受拉或受千斤顶顶推,因此对于复合管片的整体承载能力影响并不明显;此外,通过将排气孔设置于背千斤顶面的四周边缘部位后,可有效排出滞留于管片边角部位的气体,提高混凝土充填的密实度,通过上述这种浇注孔和排气孔的布置方式,能有效提高浇注后的复合管片整体力学性能。
[0019] 本实施例在实施过程中,对将浇注孔布置于外弧面的浇注方法进行过对比实验与分析:在浇注缺陷面的面积上,对于外弧长6m,管片宽度1.0m,管片厚度0.55mm的管片,在浇注孔布置于外弧面上时,其浇注缺陷面积为6m2,当浇注孔布置于背千斤顶面环板时,其浇注缺陷面积为3.3m2,浇注缺陷面积降低了 55%左右;同时对浇注效果进行了检测,在浇注孔位于外弧面时,通过打音发现在管片的外弧面侧有空洞,切开钢板发现了深度大约IOmm的空洞;在浇注孔布置于背千斤顶面环板上时,并没有发现明显的孔洞。

Claims (7)

1.一种复合管片的浇注方法,所述复合管片为混凝土结构与钢板的复合结构,其特征在于所述浇注方法至少包括以下步骤:将内弧面钢板、外弧面钢板、迎千斤顶环面钢板、背千斤顶环面钢板以及两块端板拼装后焊接成钢结构箱体,在所述背千斤顶环面钢板上分别钻设若干间隔分布的浇注孔和排气孔;将所述迎千斤顶环面钢板贴于地面,以使所述钢结构箱体侧立;通过所述浇注孔向所述钢结构箱体内浇注混凝土,将混凝土养护并完成收缩;最后对所有的所述浇注孔与所述排气孔进行封闭,形成所述复合管片。
2.根据权利要求1所述的一种复合管片的浇注方法,其特征在于至少有一个所述排气孔具有内螺纹。
3.根据权利要求2所述的一种复合管片的浇注方法,其特征在于待混凝土养护并完成收缩后,通过具有内螺纹的所述排气孔向所述钢结构箱体内进行补充注浆。
4.根据权利要求1所述的一种复合管片的浇注方法,其特征在于所述钢结构箱体内部均匀间隔设置有若干块与其环面和弧面相垂直的中隔板以实现对所述钢结构箱体外包钢板的定位,所述中隔板将所述钢结构箱体分隔为若干个空腔,在所述背千斤顶环面钢板上的各所述空腔所在区域布置有所述浇注孔。
5.根据权利要求4所述的一种复合管片的浇注方法,其特征在于每个所述空腔的背千斤顶环面钢板上至少设有一个具有内螺纹的排气孔。
6.根据权利要求1所述的一种复合管片的浇注方法,其特征在于若干所述排气孔沿所述背千斤顶环面钢板的四周边缘部位按一定间隔布置。
7.根据权利要求1所述的一种复合管片的浇注方法,其特征在于所述浇注孔直径为120〜200mm,所述排气孔直径为20〜50mm。
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