CN114109042A - 一种钢管混凝土柱顶升法施工止回阀及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及土木工程施工技术领域，具体公开了一种钢管混凝土柱顶升法施工止回阀及其使用方法。钢管混凝土柱顶升法施工止回阀包括钢管柱、导流装置、闸板、压板条、浇注管和高强螺栓，其特征在于：所述钢管柱开设有混凝土浇筑孔和内螺纹孔，所述闸板开设有浇筑孔和槽孔，所述高强螺栓连接钢管柱和闸板。钢管混凝土柱顶升法施工止回阀使用方法包含十一个环节，依次为：焊接钢管柱与导流装置，制作钢管柱上内螺纹孔，安装钢管柱，安装止回阀闸板，安装压板条，安装浇注管，浇筑混凝土，关闭止回阀，拆除浇注管，拆除压板条，拆除闸板。本发明避免了钢管柱与混凝土浇筑短管的现场焊接和切割作业，既保证了施工效率，同时提高了闸板阀的周转率。

Description

一种钢管混凝土柱顶升法施工止回阀及其使用方法

技术领域

本发明涉及土木工程施工技术领域，具体涉及一种钢管混凝土柱顶升法施工止回阀及其使用方法。

背景技术

钢管混凝土柱是一种在钢管内浇筑混凝土形成的钢混组合结构，结构充分发挥钢材优越的抗拉性能，为内部填充的混凝土提供强有力的约束作用，进而提高混凝土的抗压强度。钢管内填充的混凝土也为钢管提供了侧向支撑作用，使其不易发生屈曲破坏。

钢管混凝土柱的施工分为钢结构安装和混凝土浇筑两个部分，混凝土浇筑的方法又分为泵送顶升法和高位抛落法。其中，泵送顶升法是指通过混凝土泵将混凝土由钢管柱底的浇筑孔泵送顶升至目标高度完成混凝土的浇筑。高位抛落法是指将混凝土垂直运输至已经安装完毕的钢结构顶部再浇筑到钢管柱内的方法。泵送顶升法依靠混凝土泵提供的压力完成混凝土浇筑，而高位抛落法则是依靠混凝土自身重力完成混凝土浇筑。与高位抛落法相比，泵送顶升法没有高空作业，单次浇筑高度较大，混凝土浇筑密实，为大量工程所采用。

止回阀是钢管混凝土泵送顶升法必不可少的装置。目前使用的止回阀多数设置于浇筑短管和混凝土泵管之间。泵送混凝土时，止回阀为打开状态，混凝土泵送结束后关闭止回阀再拆除混凝土泵管。待混凝土达到设计强度后方可拆除止回阀，并切割浇筑短管。由于浇筑短管与钢管柱是焊接连接，因此焊接和切割作业存在于混凝土浇筑前和混凝土达到设计强度后。此外，由于浇筑短管内填充有凝固后的混凝土，导致其不可重复利用。

综上，传统的混凝土泵送止回阀需要现场焊接和切割作业的介入，且浇筑短管不可重复使用，不符合低碳环保，绿色施工的理念。本发明提供一种钢管混凝土顶升法施工止回阀及其使用方法。本发明通过螺栓连接混凝土泵管，止回阀与钢管柱，无现场焊接和切割作业，并且止回阀所有部件均能重复利用。

发明内容

为了克服现有钢管混凝土柱顶升法施工止回阀现场焊接切割工序繁琐，且不可重复利用的技术缺陷，本发明提供一种钢管混凝土柱顶升法施工止回阀及其使用方法，可避免现场焊接，可重复使用，保证施工质量，符合文明施工、绿色环保的要求。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种钢管混凝土柱顶升法施工止回阀及其使用方法，包括一种钢管混凝土柱顶升法施工止回阀及其使用方法。

一种钢管混凝土柱顶升法施工止回阀包括钢管柱，导流装置，闸板，压板条，浇筑管和高强螺栓。其中钢管柱壁开设有混凝土浇筑孔和内螺纹孔。混凝土浇筑孔为泵送混凝土进入钢管柱的入口，布置于钢管柱壁中央。内螺纹孔与高强螺栓匹配，用于连接闸板、压板条和浇注管。内螺孔与混凝土浇筑孔位于钢管柱的同一侧壁，且均匀分布于混凝土浇筑孔周围。

导流装置由端板和导流管焊接而成。其中端板中央开设有与钢管柱壁上混凝土浇筑孔同大小的浇筑孔。导流管的内径与钢管柱壁上混凝土浇筑孔直径相同，且导流管的轴线为圆导角连接的两条相互垂直的直线。导流装置被焊接于钢管柱内壁，焊缝存在于端板与钢管柱壁之间，且柱壁上混凝土浇筑孔，端板上浇筑孔和导流管截面重合。

闸板开设有浇筑孔和槽孔，并焊接有击打带和加劲肋。闸板浇筑孔与钢管柱壁上混凝土浇筑孔同大小。两个槽孔平行分布于混凝土浇筑孔两侧，其宽度略大于柱壁上内螺纹孔直径。击打带和加劲肋焊接于闸板的顶端，通过打击击打带使闸板下滑进而关闭止回阀。

压板条两端开设有直径略大于柱壁上内螺纹孔直径的压板条光圆孔。浇注管由端板和混凝土泵管焊接而成，其中端板中央开设有与钢管柱壁上混凝土浇筑孔同大小的浇筑孔，浇筑孔周围均匀分布有四个浇筑管光圆孔，所述浇筑管光圆孔直径略大于柱壁上内螺纹孔直径。

高强螺栓包括两类，分别用于紧固压板条和浇注管，均与柱壁上内螺纹孔相匹配。

一种钢管混凝土柱顶升法施工止回阀的使用方法包括十一个环节：

环节一：在工厂焊接钢管柱与导流装置

按照设计要求在工厂加工钢管柱，并在设计位置预留混凝土浇筑孔；在工厂加工制作导流装置；将钢管柱与导流装置在工厂内完成焊接。

环节二：在工厂制作钢管柱上内螺纹孔

在钢管柱外混凝土浇筑孔周围钻孔攻丝制作内螺纹孔，需满足所有内螺纹孔分布于导流装置端板范围内，内螺纹孔深度超过柱壁板厚度以满足对高强螺栓的锚固要求，但是不可穿透导流装置端板。

环节三：在现场安装钢管柱

将在工厂加工完成的钢管柱运输至施工现场进行安装。

环节四：安装止回阀闸板

在现场将止回阀闸板的浇筑孔与钢管柱壁上的混凝土浇筑孔对齐，令闸板的击打带位于上方，此时钢管柱上所有内螺纹孔均处于闸板槽孔之内。

环节五：安装压板条

将两个压板条横向放置，对齐压板条光圆孔与钢管柱上最上一排和最下一排内螺纹孔。从压板条光圆孔穿入第一类高强螺栓并紧固到钢管柱上完成压板条的安装。

环节六：安装浇注管

对齐浇注管光圆孔与钢管柱上中间两排内螺纹孔，从浇筑管光圆孔穿入第二类高强螺栓并紧固到钢管柱上完成浇注管的安装。

环节七：浇筑混凝土

通过浇注管向钢管柱内泵送混凝土

环节八：关闭止回阀

待钢管柱内混凝土泵送到设计高度时，略微松动钢管柱上的第一类和第二类高强螺栓，再通过钝物打击闸板击打带使闸板下滑，直至闸板加劲肋与压板条接触无法滑动后再次紧固第一类高强螺栓。

环节九：拆除浇注管

松开第二类高强螺栓并拆除浇注管，进入下一根钢管柱浇筑的环节六。

环节十：拆除压板条

待混凝土达到设计强度后松开第一类高强螺栓并拆除压板条，进入下一根钢管柱浇筑的环节五。

环节十一：拆除闸板

拆除闸板进入下一根钢管柱浇筑的环节四。

一种钢管混凝土柱顶升法施工止回阀的使用方法没有传统止回阀应用的现场焊接和切割的作业，并且做到了所有部件均可重复利用的目标。

优选的，所述钢管柱壁上开设八个内螺纹，呈四排两列分布，均匀分布于混凝土浇筑孔两侧，根据用途分为第一类内螺纹孔和第二类内螺纹孔。

优选的，所述钢管柱上第一排和第四排内螺纹孔用于连接压板条和闸板，第二排和第三排内螺纹孔用于连接浇注管和闸板。

优选的，所述钢管柱上内螺纹孔在导流装置与钢管柱焊接完成后加工，且其深度超过柱壁板厚度但不超过柱壁板厚度与导流装置端板厚度的和。

优选的，所述钢管柱上内螺纹孔均位于导流装置端板范围内。

优选的，所述导流装置端板上浇筑孔与钢管柱上混凝土浇筑孔对齐，且导流装置的导流管末端朝上。

优选的，所述导流装置端板与钢管柱壁的焊接采用四周围焊，所述导流管与端板之间采用四周围焊。

优选的，所述闸板浇筑孔位于闸板远离击打带的一侧中央位置。

优选的，所述闸板浇筑孔为刀口形状。

优选的，所述闸板开设有两个槽孔，平行于闸板长边布置，且对称分布于闸板浇筑孔两侧。

优选的，所述闸板加劲肋位于槽孔上方，击打带下方。

优选的，所述压板条厚度与浇注管端板厚度相同，且在两端开设有两个压板条光圆孔，所述压板条光圆孔的相对位置与钢管柱上第一类螺栓孔的相对位置相同。

优选的，所述止回阀包括两个压板条。

优选的，所述浇注管端板在四个角部开设有四个浇筑管光圆孔，所述浇筑管光圆孔的相对位置与钢管柱上第二类内螺纹孔的相对位置相同。

优选的，所述浇注管端板与混凝土泵管采用四周围焊。

优选的，所述高强螺栓的长度不超过钢管柱内螺纹孔深度，闸板厚度和压板条厚度的和。

所述闸板阀的使用方法包括十一个环节：依次是焊接钢管柱与导流装置，制作钢管柱上内螺纹孔，安装钢管柱，安装止回阀闸板，安装压板条，安装浇注管，浇筑混凝土，关闭止回阀，拆除浇注管，拆除压板条，拆除闸板。

本发明的有益效果是：

1. 本发明通过在钢管柱壁上开设的内螺纹孔连接闸板，压板条和浇注管，没有焊接作业，保证了施工效率，降低对现场施工条件的要求；

2. 本发明不会影响钢管柱的外观，混凝土达到设计强度后松开压板条两端的高强螺栓即可拆除闸板，不需要切割，不会对钢管柱的外观造成影响；

3. 本发明可以重复使用，具有高周转率，最大程度的节约钢材，节省成本，符合绿色发展的理念；

4. 本发明构造简单，加工方便，可以实现快速的安装与拆除，以满足现场混凝土施工时效的要求。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本发明安装就位后钢管柱正视图；

图2为本发明安装就位后钢管柱侧视图；

图3为本发明导流装置侧视图；

图4为本发明导流装置正视图；

图5为本发明安装闸板示意图；

图6为本发明闸板正视图；

图7为本发明闸板侧视图；

图8为本发明闸板上浇筑孔剖面图；

图9为本发明安装压板条示意图；

图10为本发明压板条示意图；

图11为本发明安装浇注管示意图；

图12为本发明浇注管侧视图；

图13为本发明浇注管正视图；

图14为本发明安装完成后侧视图；

图15为本发明应用于泵送顶升混凝土示意图；

图16为本发明关闭闸板示意图；

图17为本发明拆除浇注管示意图；

图18为本发明拆除压板条示意图；

图19为本发明拆除闸板示意图；

图中：1. 钢管柱；11. 混凝土浇筑孔；12. 第一类内螺纹孔；13. 第二类内螺纹孔；2. 导流装置；21. 导流装置端板；211. 导流装置浇筑孔；22. 导流管；3. 闸板；31. 闸板浇筑孔；32. 槽孔；33. 击打带；34. 加劲肋；4. 压板条；41. 压板条光圆孔；5. 第一类高强螺栓；6. 浇注管；61. 浇注管端板；611. 浇注管浇筑孔；612. 浇注管光圆孔；62. 混凝土泵管；7. 第二类高强螺栓；8. 混凝土。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图与实施例，对本发明作进一步的说明。

具体实施方式：

如图1-19所示，本发明包括一种钢管混凝土柱顶升法施工止回阀及其使用方法，包括一种钢管混凝土柱顶升法施工止回阀及其使用方法。

如图1-14所示，一种钢管混凝土柱顶升法施工止回阀包括钢管柱1、导流装置2、闸板3、压板条4、第一类高强螺栓5、浇注管6和第二类高强螺栓7。

如图1-4所示，首先在工厂内制作钢管柱1和导流装置2，其中钢管柱1在制作时预留混凝土浇筑孔11，混凝土浇筑孔11位于钢管柱1壁中央。导流装置2由导流装置端板21和导流管22焊接而成，焊缝采用四周围焊。导流装置端板21中央开设有与钢管柱1壁上混凝土浇筑孔11同大小的导流装置浇筑孔211。导流管22的内径与钢管柱1壁上混凝土浇筑孔11直径相同，且导流管22的轴线为圆导角连接的两条相互垂直的直线。导流装置2制作完成后被焊接于钢管柱1内壁，导流装置浇筑孔211与钢管柱1上混凝土浇筑孔11对齐，且导流装置2的导流管22末端朝上。导流装置端板21与钢管柱1壁之间采用四周围焊。钢管柱1与导流装置2焊接完成后，在钢管柱1外混凝土浇筑孔11周围钻孔攻丝制作四个第一类内螺纹孔12和四个第二类内螺纹孔13，呈四排两列分布，均匀分布于混凝土浇筑孔11两侧。钢管柱1上第一类内螺纹孔12用于连接压板条4和闸板3，第二类内螺纹孔13用于连接浇注管6和闸板3。第一类内螺纹孔12和第二类内螺纹孔13分布于导流装置端板21范围内，其深度超过钢管柱1壁板厚度但不超过柱壁板厚度与导流装置端板21厚度的和。以上工序制作完成后即可将钢管柱1运输至现场进行安装。

如图5-8所示，钢管柱1安装就位后，准备顶升混凝土之前需要先安装止回阀。首先将安装闸板3，闸板3包括闸板浇筑孔31、槽孔32、击打带33和加劲肋34。闸板浇筑孔31与钢管柱1壁上混凝土浇筑孔11同大小，位于闸板3远离击打带33的一侧中央位置，且闸板浇筑孔31剖面为刀口形状。闸板3开设有两个槽孔32，平行于闸板3长边布置，且对称分布于闸板浇筑孔两侧。槽孔32宽度略大于钢管柱1壁上第一类内螺纹孔12和第二类内螺纹孔13直径。击打带33和加劲肋34焊接于闸板3的顶端，通过打击击打带33使闸板3下滑进而关闭止回阀。闸板3安装时需要使闸板浇筑孔31与钢管柱1上混凝土浇筑孔11对齐，且击打带33位于上方，此时钢管柱1上第一类内螺纹孔12和第二类内螺纹孔13均处于闸板3的槽孔32之内。

如图9-10所示，闸板3安装完毕后安装压板条4。止回阀包括两个压板条4，每个压板条4两端开设有两个直径略大于第一类内螺纹孔12和第二类内螺纹孔13直径的压板条光圆孔41，压板条光圆孔41的相对位置与钢管柱1上第一类螺栓孔12的相对位置相同，且压板条4厚度与浇注管端板61厚度相同。将两个压板条4横向放置，对齐压板条光圆孔41与钢管柱1上第一类内螺纹孔12。从压板条光圆孔41穿入第一类高强螺栓5并紧固到钢管柱1上完成压板条4的安装。

如图11-14所示，压板条4安装完毕后安装浇注管6。浇注管6由浇注管端板61和混凝土泵管62焊接而成，焊缝采用四周围焊。浇注管端板61中央开设有与钢管柱1壁上混凝土浇筑孔11同大小的浇注管浇筑孔611，四个角部开设有直径略大于第一类内螺纹孔12和第二类内螺纹孔13直径的浇注管光圆孔612，且浇注管光圆孔612的相对位置与钢管柱1上第二类内螺纹孔13的相对位置相同。安装浇注管6时，对齐浇注管光圆孔612与钢管柱1上第二类内螺纹孔13，从浇注管光圆孔612穿入第二类高强螺栓7并紧固到钢管柱1上完成浇注管6的安装。至此，止回阀安装完成。

一种钢管柱混凝土柱顶升法施工止回阀使用方法包括十一个环节：

环节一：在工厂焊接钢管柱1与导流装置2

如图1-2，按照设计要求在工厂加工钢管柱1，并在设计位置预留混凝土浇筑孔11；在工厂加工制作导流装置2；将钢管柱1与导流装置2在工厂内完成焊接。

环节二：在工厂制作钢管柱1上第一类内螺纹孔12和第二类内螺纹孔13

如图1-2，在钢管柱1外混凝土浇筑孔11周围钻孔攻丝制作第一类内螺纹孔12和第二类内螺纹孔13，需满足所有内螺纹孔分布于导流装置端板21范围内，内螺纹孔深度超过钢管柱1壁板厚度以满足对高强螺栓的锚固要求，但是不可穿透导流装置端板21。

环节三：在现场安装钢管柱1

如图1-2，将在工厂加工完成的钢管柱1运输至施工现场进行安装。

环节四：安装止回阀闸板3

在现场将止回阀闸板3的闸板浇筑孔31与钢管柱1壁上的混凝土浇筑孔11对齐，令闸板3的击打带33位于上方，此时钢管柱1上所有内螺纹孔均处于闸板槽孔32之内。

环节五：安装压板条4

将两个压板条4横向放置，对齐压板条光圆孔41与钢管柱1上第一类内螺纹孔12和第二类内螺纹孔13。从压板条光圆孔41穿入第一类高强螺栓5并紧固到钢管柱1上完成压板条4的安装。

环节六：安装浇注管6

对齐浇注管光圆孔611与钢管柱1上第二类内螺纹孔13，从浇注管光圆孔611穿入第二类高强螺栓7并紧固到钢管柱1上完成浇注管6的安装。

环节七：浇筑混凝土8

通过浇注管6向钢管柱1内泵送混凝土8

环节八：关闭止回阀

待钢管柱1内混凝土8泵送到设计高度时，略微松动钢管柱1上的第一类高强螺栓5和第二类高强螺栓7，再通过钝物打击闸板击打带33使闸板3下滑，直至闸板加劲肋34与压板条4接触无法滑动后再次紧固第一类高强螺栓5。

环节九：拆除浇注管6

松开第二类高强螺栓7并拆除浇注管6，进入下一根钢管柱1浇筑的环节六。

环节十：拆除压板条4

待混凝土8达到设计强度后松开第一类高强螺栓5并拆除压板条4，进入下一根钢管柱1浇筑的环节五。

环节十一：拆除闸板3

拆除闸板3进入下一根钢管柱1浇筑的环节四。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、同等替换和改进等，均应落在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种钢管混凝土柱顶升法施工止回阀，包括钢管柱、导流装置、闸板、压板条、浇筑管和高强螺栓；其特征在于：所述钢管柱开设有混凝土浇筑孔和内螺纹孔；所述钢管柱上混凝土浇筑孔在钢管柱制作时预留，且位于钢管柱壁中央。

2.根据权利要求1所述的一种钢管混凝土柱顶升法施工止回阀，其特征在于：所述钢管柱上的内螺纹孔在钢管柱与导流装置焊接完成后制作，均匀分布于混凝土浇筑孔两侧，与高强螺栓匹配，用于连接闸板、压板条和浇注管。

3.根据权利要求1所述的一种钢管混凝土柱顶升法施工止回阀，其特征在于：所述导流装置由端板和导流管焊接而成，且端板中央开设有与钢管柱壁上混凝土浇筑孔同大小的浇筑孔。

4.根据权利要求1所述的一种钢管混凝土柱顶升法施工止回阀，其特征在于：所述闸板包含浇筑孔、槽孔、击打带和加劲肋。

5.根据权利要求1所述的一种钢管混凝土柱顶升法施工止回阀，其特征在于：所述压板条开设有压板条光圆孔。

6.根据权利要求1所述的一种钢管混凝土柱顶升法施工止回阀，其特征在于：所述浇注管包含端板和混凝土泵管，且端板中央开设有与钢管柱壁上混凝土浇筑孔同大小的浇筑孔，并在端板四角开设有浇注管光圆孔。

7.根据权利要求1和2中所述的任意一种钢管混凝土柱顶升法施工止回阀，其特征在于：所述高强螺栓与钢管柱内螺纹孔匹配，长度不超过内螺纹孔深度，闸板厚度和浇筑管端板厚度之和。

8.一种钢管混凝土柱顶升法施工止回阀使用方法，包括十一个环节，其特征为：环节一：焊接钢管柱与导流装置；环节二：制作钢管柱上内螺纹孔；环节三：安装钢管柱；环节四：安装止回阀闸板；环节五：安装压板条；环节六：安装浇注管；环节七：浇筑混凝土；环节八：关闭止回阀；环节九：拆除浇注管；环节十：拆除压板条；环节十一：拆除闸板。

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