CN111535157B - 可降低大体积混凝土水化热的高墩及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及桥梁工程技术领域，具体公开了可降低大体积混凝土水化热的高墩及其施工方法，包括竖向钢筋骨架、若干水平钢筋层以及冷却单元，冷却单元包括连接装置、若干水平冷却层、竖向通水管和隔板，水平冷却层包括螺纹钢管；竖向通水管上竖直设有若干组联通节点，联通节点包括入水口和出水口，入水口位于出水口的下方，入水口和出水口分别与螺纹钢管的两端联通；竖向通水管内竖直固定设有若干限位杆，隔板上设有限位孔，限位杆与限位孔滑动密封接触，隔板与竖向通水管的内壁滑动密封接触，隔板上竖直设有曲面形的竖直板，竖直板上设有若干第一固定孔，竖直板的底部设有流水孔。本发明意在解决混凝土内部热量聚集而无法散出的问题。

Description

可降低大体积混凝土水化热的高墩及其施工方法

技术领域

本发明涉及桥梁工程技术领域，具体公开了一种可降低大体积混凝土水化热的高墩及其施工方法。

背景技术

随着科技的发展，大跨度跨线、跨河等桥梁不断呈现，桥墩的高度不断升高，大体积混凝土逐渐成为构建桥墩的重要组成部分。但是由于现有施工的一些缺陷，导致桥墩出现裂缝等多项温缩裂缝病害，严重影响桥梁质量。造成裂缝的原因可分为两类：一是结构性裂缝，一般是由外荷载引起的；二是材料型裂缝，一般是由温度应力和混凝土的收缩引起的。大体积混凝土在浇筑施工以及后期养护过程中，水泥水化反应放出大量的热量即水化热，导致混凝土内部集聚大量热量无法散出，最终导致混凝土收缩、出现混凝土裂缝。所以需要在混凝土浇筑施工过程中，降低水化热，使混凝土聚集的热量散出，避免混凝土出现裂缝病害。

发明内容

本发明意在提供一种可降低大体积混凝土水化热的高墩及其施工方法，以解决混凝土内部热量聚集而无法散出的问题。

为了达到上述目的，本发明的基础方案为：

可降低大体积混凝土水化热的高墩，包括竖向钢筋骨架、若干水平钢筋层以及冷却单元，所述冷却单元包括连接装置、若干水平冷却层、竖向通水管和隔板，所述连接装置的一端与水平钢筋层连接，连接装置的另一端与水平冷却层连接，所述水平冷却层包括蜿蜒成型的螺纹钢管，水平冷却层整体呈圆形且朝向竖向通水管的方向向下倾斜；所述竖向通水管上竖直设有若干组联通节点，所述联通节点包括入水口和出水口，所述入水口位于出水口的上方，入水口和出水口分别与螺纹钢管的两端联通；竖向通水管内竖直固定设有若干限位杆，所述隔板上设有限位孔，限位杆与限位孔滑动密封接触，隔板与竖向通水管的内壁滑动密封接触，所述隔板上竖直设有曲面形的竖直板，竖直板上设有若干第一固定孔，所述竖向通水管的上部设有能够与第一固定孔对齐的第二固定孔，所述第一固定孔与入水口和出水口交错，所述竖直板的底部设有流水孔，流水孔能够与入水口对齐。

可选地，所述连接装置包括两个固定环和一根固定杆；若干连接装置中，固定杆的长度不同，两个固定环呈上下分布，固定环包括两个半环形的固定箍，两个固定箍通过螺栓固定连接，所述固定杆的下端与下方的固定环固定连接，固定杆的上端转动设有转动座，转动座与上方的固定环连接，上方的所述固定环与水平冷却层连接，下方的固定环与水平钢筋层连接。

可选地，所述竖向通水管的底部联通有出水管，所述出水管呈L形。

可选地，所述出水管内放置有金属软管制成的吸水管，吸水管的上端联通有抽水泵。

可降低大体积混凝土水化热的高墩的施工方法，包括以下步骤：

S1，将竖向通水管竖直固定在竖向钢筋骨架和水平钢筋层上；

S2，每隔若干水平钢筋层，将连接装置中下方的固定环安装在水平钢筋层上，且若干连接装置围成若干圈同心圆状，越靠近竖向通水管连接装置中固定杆的长度越小，且位于同一圆上的连接装置中的固定杆长度相同；将水平冷却层固定在连接装置中上方的固定环内；

S3，将水平冷却层中的螺纹钢管的两端分别与竖向通水管的入水口和出水口密封联通；

S4，当水平钢筋层和水平冷却层均搭建完成后，将隔板上的限位孔对准竖向通水管的限位杆，然后将隔板滑入到竖向通水管的底部，使竖直板上的第一固定孔能够与竖向通水管的第二固定孔对齐，再使用插销插入到第一固定孔和第二固定孔中将隔板和竖直板固定在竖向通水管上，此时隔板将最下方的出水口和入水口隔开；

S5，浇筑混凝土，并向竖向通水管中通入冷却水，冷却水流到最下方的入水口中，再从入水口流到水平冷却层并对附近的混凝土进行冷却，再从出水口流出；随着混凝土逐渐增多，再拆下插销，向上拔出竖直板再用插销固定竖直板，此时隔板的位置向上移动一段距离，并将上一组联通节点的出水口和入水口隔开，继续向竖向通水管中通入冷却水；

S6，混凝土浇筑完成后，将竖直板和隔板完全拔出再向竖向通水管中继续通入冷却水，直到冷却完成；

S7，将竖向通水管和出水管中的冷却水全部抽出，再向其中灌入水泥砂浆，待其成型即可。

本方案的工作原理及有益效果在于：

1、本方案中的水平冷却层固定在水平钢筋层上，基本不影响水平钢筋层的结构；且其倾斜设置，当冷却完成后，水平冷却层中的水能够自行出，后续向竖向通水管内注入水泥砂浆时，水泥砂浆才能够填充到水平冷却层内，保证竖向通水管和水平冷却层的结构强度。

2、本方案中，假设隔板将最下方联通节点的出水口和入水口隔开，当冷却水进入竖向通水管时，由于其余联通节点的入水口和出水口都与竖向通水管联通，所以水仅仅只会填充满上方的水平冷却层，而其中的水流动性则较差。大部分水流会直接流向最下方的入水口，再从最下方的出水口中流出，所以最下方的水平冷却层中的水流动速度很快，能够快速换热、冷却混凝土；混凝土继续浇筑时，其高度越来越高，再将隔板向上移动，同理，相应的水平冷却层中的水流动速度快，使该部分的混凝土得到快速冷却。本方案中实现了针对性的快速冷却，加快局部混凝土的冷却速度，同时，由于冷却水始终充满在所有的水平冷却层内，所以其余水平冷却层附近的混凝土都能够得到有效地换热降温处理。

附图说明

图1为本实施例的结构示意图；

图2为图1中竖向通水管的顶部部分结构示意图

图3为水平冷却层、竖向通水管和出水管的结构示意图；

图4为竖向通水管的纵向剖视图；

图5为连接装置的结构示意图；

图6为固定杆和固定环的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：竖向钢筋骨架1、水平钢筋层2、竖向通水管3、出水管4、限位杆5、竖直板6、第一固定孔7、第二固定孔8、入水口9、出水口10、螺纹钢管11、插销12、隔板13、固定箍14、延伸板15、螺栓16、固定杆17。

本实施例基本如图1所示：

可降低大体积混凝土水化热的高墩，包括竖向钢筋骨架1、若干水平钢筋层2以及冷却单元。

结合图4、图5和图6，冷却单元包括连接装置、若干水平冷却层、竖向通水管3和隔板13。连接装置包括两个固定环和一根固定杆17；若干连接装置中，固定杆17的长度不同，两个固定环呈上下分布。固定环包括两个半环形的固定箍14，两个固定箍14的两侧均一体成型有向外延伸的延伸板15，延伸板15上设有螺纹孔，螺栓16拧入螺纹孔后再使用螺母将其固定以保证两个固定箍14围成圆形的固定环。固定杆17的下端与下方的固定环固定连接，固定杆17的上端转动设有转动座，转动座的转动方向沿固定环的周向，转动座与上方的固定环固定连接。上方的固定环与水平冷却层连接，下方的固定环与水平钢筋层2连接。

结合图2、图3，水平冷却层包括蜿蜒成型的螺纹钢管11，水平冷却层整体呈圆形且朝向竖向通水管3的方向向下倾斜。竖向通水管3上竖直设有若干组联通节点，联通节点包括入水口9和出水口10，入水口9位于出水口10的上方，入水口9和出水口10分别与螺纹钢管11的两端联通。竖向通水管3内竖直固定设有若干限位杆5，隔板13上设有限位孔，限位杆5与限位孔滑动密封接触，隔板13与竖向通水管3的内壁滑动密封接触，隔板13上竖直固定设有曲面形的竖直板6，竖直板6与竖向通水管3的内壁贴合。竖直板6上设有若干第一固定孔7，竖向通水管3的上部设有能够与第一固定孔7对齐的第二固定孔8，第一固定孔7与入水口9和出水口10交错。竖直板6的底部设有流水孔，流水孔能够与入水口9对齐。竖向通水管3的底部联通有出水管4，出水管4呈L形。出水管4内放置有金属软管制成的吸水管，吸水管的上端联通有抽水泵。

可降低大体积混凝土水化热的高墩的施工方法，包括以下步骤：

S1，将竖向通水管3竖直固定在竖向钢筋骨架1和水平钢筋层2上；

S2，每隔若干水平钢筋层2，将连接装置中下方的固定环安装在水平钢筋层2上，且若干连接装置围成若干圈同心圆状，越靠近竖向通水管3连接装置中固定杆17的长度越小，且位于同一圆上的连接装置中的固定杆17长度相同；将水平冷却层固定在连接装置中上方的固定环内；

S3，将水平冷却层中的螺纹钢管11的两端分别与竖向通水管3的入水口9和出水口10密封联通；

S4，当水平钢筋层2和水平冷却层均搭建完成后，将隔板13上的限位孔对准竖向通水管3的限位杆5，然后将隔板13滑入到竖向通水管3的底部，使竖直板6上的第一固定孔7能够与竖向通水管3的第二固定孔8对齐，再使用插销12插入到第一固定孔7和第二固定孔8中将隔板13和竖直板6固定在竖向通水管3上，此时隔板13将最下方的出水口10和入水口9隔开；

S5，浇筑混凝土，并向竖向通水管3中通入冷却水，冷却水流到最下方的入水口9中，再从入水口9流到水平冷却层并对附近的混凝土进行冷却，再从出水口10流出；随着混凝土逐渐增多，再拆下插销12，向上拔出竖直板6再用插销12固定竖直板6，此时隔板13的位置向上移动一段距离，并将上一组联通节点的出水口10和入水口9隔开，继续向竖向通水管3中通入冷却水；

S6，混凝土浇筑完成后，将竖直板6和隔板13完全拔出再向竖向通水管3中继续通入冷却水，直到冷却完成；

S7，将竖向通水管3和出水管4中的冷却水全部抽出，再向其中灌入水泥砂浆，待其成型即可。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和本发明的实用性。

Claims (5)

1.可降低大体积混凝土水化热的高墩，其特征在于：包括竖向钢筋骨架、若干水平钢筋层以及冷却单元，所述冷却单元包括连接装置、若干水平冷却层、竖向通水管和隔板，所述连接装置的一端与水平钢筋层连接，连接装置的另一端与水平冷却层连接，所述水平冷却层包括蜿蜒成型的螺纹钢管，水平冷却层整体呈圆形且朝向竖向通水管的方向向下倾斜；所述竖向通水管上竖直设有若干组联通节点，所述联通节点包括入水口和出水口，所述入水口位于出水口的上方，入水口和出水口分别与螺纹钢管的两端联通；竖向通水管内竖直固定设有若干限位杆，所述隔板上设有限位孔，限位杆与限位孔滑动密封接触，隔板与竖向通水管的内壁滑动密封接触，所述隔板上竖直设有曲面形的竖直板，竖直板上设有若干第一固定孔，所述竖向通水管的上部设有能够与第一固定孔对齐的第二固定孔，所述第一固定孔与入水口和出水口交错，所述竖直板的底部设有流水孔，流水孔能够与入水口对齐。

2.根据权利要求1所述的可降低大体积混凝土水化热的高墩，其特征在于：所述连接装置包括两个固定环和一根固定杆；若干连接装置中，固定杆的长度不同，两个固定环呈上下分布，固定环包括两个半环形的固定箍，两个固定箍通过螺栓固定连接，所述固定杆的下端与下方的固定环固定连接，固定杆的上端转动设有转动座，转动座与上方的固定环连接，上方的所述固定环与水平冷却层连接，下方的固定环与水平钢筋层连接。

3.根据权利要求2所述的可降低大体积混凝土水化热的高墩，其特征在于：所述竖向通水管的底部联通有出水管，所述出水管呈L形。

4.根据权利要求3所述的可降低大体积混凝土水化热的高墩，其特征在于：所述出水管内放置有金属软管制成的吸水管，吸水管的上端联通有抽水泵。

5.根据权利要求4所述的可降低大体积混凝土水化热的高墩的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，将竖向通水管竖直固定在竖向钢筋骨架和水平钢筋层上；

S2，每隔若干水平钢筋层，将连接装置中下方的固定环安装在水平钢筋层上，且若干连接装置围成若干圈同心圆状，越靠近竖向通水管连接装置中固定杆的长度越小，且位于同一圆上的连接装置中的固定杆长度相同；将水平冷却层固定在连接装置中上方的固定环内；

S3，将水平冷却层中的螺纹钢管的两端分别与竖向通水管的入水口和出水口密封联通；

S4，当水平钢筋层和水平冷却层均搭建完成后，将隔板上的限位孔对准竖向通水管的限位杆，然后将隔板滑入到竖向通水管的底部，使竖直板上的第一固定孔能够与竖向通水管的第二固定孔对齐，再使用插销插入到第一固定孔和第二固定孔中将隔板和竖直板固定在竖向通水管上，此时隔板将最下方的出水口和入水口隔开；

S5，浇筑混凝土，并向竖向通水管中通入冷却水，冷却水流到最下方的入水口中，再从入水口流到水平冷却层并对附近的混凝土进行冷却，再从出水口流出；随着混凝土逐渐增多，再拆下插销，向上拔出竖直板再用插销固定竖直板，此时隔板的位置向上移动一段距离，并将上一组联通节点的出水口和入水口隔开，继续向竖向通水管中通入冷却水；

S6，混凝土浇筑完成后，将竖直板和隔板完全拔出再向竖向通水管中继续通入冷却水，直到冷却完成；

S7，将竖向通水管和出水管中的冷却水全部抽出，再向其中灌入水泥砂浆，待其成型即可。

Images