CN114960988B - 一种钢管约束混凝土柱构造缝封堵装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及土木工程施工技术领域，具体涉及一种钢管约束混凝土柱构造缝封堵装置及方法。本装置的使用预制卡扣采用细铁丝制成，能够根据构造缝的尺寸进行弯折，批量制作成本低，适用性强，能够满足多种尺寸不同的构造缝使用；本装置采用柔性材料制成的半圆形泡沫棒作为填充材料，在预制模板的约束下，能够充分填充多种尺寸不同的构造缝，进一步提高了本装置的适用性；根据构造缝的尺寸选用预制卡扣和填充材料，并根据薄壁约束钢管的厚度制作预制模板，够精准控制构造缝的填塞深度；通过预制卡扣、填充材料、预制模板以及木垫片相配合，能够高效、便捷的对钢管约束混凝土柱的构造缝进行封堵。

Description

一种钢管约束混凝土柱构造缝封堵装置及方法
技术领域
本发明涉及土木工程施工技术领域，具体涉及一种钢管约束混凝土柱构造缝封堵装置及方法。
背景技术
土木工程施工中采用钢管约束混凝土柱的主要目的是通过外包钢管来改善传统钢筋混凝土柱的抗震性能，近年来，随着我国工程建设的快速发展、钢-混凝土组合结构的应用日益广泛、以及高强钢、混凝土材料的大力推广，钢管约束混凝土柱因其承载力高、抗震及耐火性能好、节点构造简单等优势，得到国内学术界和工程界的广泛关注。
现有的钢管约束混凝土柱，其外包的薄壁钢管通过在上、下柱端设置钢管构造缝等方式，达到不直接承担竖向荷载的目的。在施工阶段，钢管可作为混凝土浇筑的永久模板；在受力阶段，由于钢管构造缝的存在，梁板等传来的竖向荷载仅直接作用于核心混凝土上，外包钢管主要对核心混凝土提供侧向的约束作用。由于钢管约束混凝土柱外包的薄壁钢管不承受竖向荷载，因此在混凝土浇筑过程中需采取措施确保钢管构造缝不被混凝土填充且不漏浆。
传统的钢管构造缝封堵措施直接在构造缝处采用物质填塞，外面进行约束加固，但由于构造缝深度、宽度种类较多，填充物质的规格对应较多，一一对应作业效率较低；同时，作业工人施工水平参差不齐，采用物质填塞时无法精准控制填塞深度，若填塞过深会减少柱有效截面尺寸、甚至出现露筋问题，若填塞过浅会导致混凝土浇筑时充入构造缝内，导致钢管变相承受竖向荷载，影响结构安全。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种钢管约束混凝土柱构造缝封堵装置，够精准控制填塞深度，且能适用于多种规格的构造缝；同时，提供一种钢管约束混凝土柱构造缝封堵方法，操作便捷，能够提高钢管约束混凝土柱构造缝的封堵效率。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种钢管约束混凝土柱构造缝封堵装置，设于混凝土柱7外壁沿竖直方向包覆的多组薄壁约束钢管5之间的构造缝6处，包括多组预制卡扣1和多组预制模板3，所述多组预制卡扣1沿周向均匀的卡设于所述构造缝6中，所述多组预制模板3沿周向包覆所述多组预制卡扣1，预制卡扣1与预制模板3之间设有填充材料2，所述预制模板3与所述薄壁约束钢管5之间设有木垫片4。
进一步的，所述预制卡扣1由细铁丝制成，所述预制卡扣1根据所述构造缝6的尺寸批量弯折制作。
进一步的，所述填充材料2由柔性材料制成，所述填充材料2具体为半圆形泡沫棒。
进一步的，所述预制模板3的厚度与所述薄壁约束钢管5的厚度相适配。
进一步的，所述多组预制模板3通过模板夹具8首尾相接的包覆于所述多组预制卡扣1外部。
进一步的，所述多组预制模板3首尾相接并通过抱箍固定于所述多组预制卡扣1外部。
进一步的，所述预制卡扣1倾斜旋转压入所述构造缝6中。
进一步的，所述木垫片4的尺寸与所述预制模板3与所述薄壁约束钢管5的间隙尺寸相适配。
一种钢管约束混凝土柱构造缝封堵方法，基于如上所述的构造缝封堵装置，包括如下步骤：
S1，根据构造缝的尺寸，采用折弯机批量制作预制卡扣；
S2，根据构造缝的尺寸，选用对应尺寸的填充材料；
S3，根据薄壁约束钢管的厚度，批量制作预制模板；
S4，将预制卡扣沿周向等间距的装入构造缝中；
S5，将填充材料沿着所述预制卡扣塞入构造缝中；
S6，采用预制模板包覆所述预制卡扣，并通过抱箍安装固定；
S7，在所述预制模板与薄壁约束钢管之间塞入合适尺寸的木垫片。
进一步的，所述预制卡扣倾斜旋转压入所述构造缝中；所述预制模板通过模板夹具首尾相接的包覆于所述预制卡扣外部。
本发明与现有技术相比具有以下主要的优点：
1、本装置的使用预制卡扣采用细铁丝制成，能够根据构造缝的尺寸进行弯折，批量制作成本低，适用性强，能够满足多种尺寸不同的构造缝使用；
2、本装置采用柔性材料制成的半圆形泡沫棒作为填充材料，在预制模板的约束下，能够充分填充多种尺寸不同的构造缝，进一步提高了本装置的适用性；
3、根据构造缝的尺寸选用预制卡扣和填充材料，并根据薄壁约束钢管的厚度制作预制模板，够精准控制构造缝的填塞深度；
4、通过预制卡扣、填充材料、预制模板以及木垫片相配合，能够高效、便捷的对钢管约束混凝土柱的构造缝进行封堵。
附图说明
图1为本发明实施例钢管约束混凝土柱结构简图；
图2为本发明构造缝封堵装置整体示意图；
图3为本发明实施例预制卡扣大样图；
图4为本发明实施例预制模板安装示意图；
图5为本发明构造缝封堵方法的流程图；
图6为本发明实施例预制卡扣安装示意图。
图中：1、预制卡扣；2、填充材料；3、预制模板；4、木垫片；5、薄壁约束钢管；6、构造缝；7、混凝土柱；8、模板夹具。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
需要指出，根据实施的需要，可将本申请中描述的各个步骤/部件拆分为更多步骤/部件，也可将两个或多个步骤/部件或者步骤/部件的部分操作组合成新的步骤/部件，以实现本发明的目的。
一、一种钢管约束混凝土柱构造缝封堵装置
本发明提供了一种钢管约束混凝土柱构造缝封堵装置，能够有效的解决钢管约束混凝土柱构造缝在实际施工中的问题。如图1所示，所述钢管约束钢筋混凝土柱由内部的混凝土柱7和其外壁沿竖直方向包覆的多组薄壁约束钢管5组成，所述多组薄壁约束钢管5之间留有构造缝6，使钢管不会直接承担竖向荷载。
所述构造缝6的深度等同于钢管壁厚，而钢管壁厚根据钢管截面尺寸不同而异，故构造缝尺寸不定，因此本发明选用柔性材料泡沫棒作为填充材料，同时使用旋转预制卡扣进行定位，使用定型可调预制模板抱箍进行固定。
如图2所示，本发明的一种钢管约束混凝土柱构造缝封堵装置，设于混凝土柱7外壁沿竖直方向包覆的多组薄壁约束钢管5之间的构造缝6处，包括多组预制卡扣1和多组预制模板3；所述多组预制卡扣1沿周向均匀的卡设于所述构造缝6中，所述多组预制模板3沿周向包覆所述多组预制卡扣1，预制卡扣1与预制模板3之间设有填充材料2，所述预制模板3与所述薄壁约束钢管5之间设有木垫片4。
如图3所示，所述预制卡扣1由细铁丝制成，所述预制卡扣1根据所述构造缝6的尺寸批量弯折制作；本实例中，所述细铁丝一般常用型号有：8#、10#、12#、14#、18#，综合考虑卡扣的形状和构造缝的大小，选用18#直径1.2mm的铁丝，直接找五金制品店用折弯机批量制作。
进一步的，所述填充材料2由柔性材料制成，具体为半圆形泡沫棒，受挤压时会变形，进而充分填充构造缝；本实例中，泡沫棒的规格按照构造缝的实际大小从10mm、12mm、15mm、18mm、20mm直径中进行选用。
进一步的，所述预制模板3采用抱箍安装固定，预制模板3的厚度与所述薄壁约束钢管5的厚度相适配，其大小可根据实际情况进行调整；如图4所示，多组预制模板3通过模板夹具8首尾相接的包覆于所述多组预制卡扣1外部(环绕相互咬合安装)。
进一步的，所述木垫片4的尺寸与所述预制模板3与所述薄壁约束钢管5的间隙尺寸相适配。
二、一种钢管约束混凝土柱构造缝封堵方法
基于同一发明构思，本申请实施例还提供了一种钢管约束混凝土柱构造缝封堵方法，基于如上所述的构造缝封堵装置，如图5所示，具体包括如下步骤：
步骤一：根据构造缝的尺寸，采用折弯机批量制作预制卡扣(具体可直接找五金制品店用折弯机批量制作)；
步骤二：根据构造缝的尺寸，选用对应尺寸的填充材料(半圆形泡沫棒)；
步骤三：根据薄壁约束钢管的厚度和实际需求，批量制作预制模板；
步骤四：将预制卡扣沿周向等间距的装入构造缝中，为后续封堵进行定位；
步骤五：将填充材料(半圆形泡沫棒)沿着所述预制卡扣塞入构造缝中；
步骤六：采用调整好的预制模板包覆所述预制卡扣，并通过抱箍安装固定(环绕相互咬合安装)；
步骤七：在所述预制模板与薄壁约束钢管之间塞入合适尺寸的木垫片。
进一步的，如图6所示，所述预制卡扣沿倾斜角度旋转压入所述构造缝中。
综上所述，采用本发明的一种钢管约束混凝土柱构造缝封堵装置及方法：
1、预制卡扣采用细铁丝制成，能够根据构造缝的尺寸进行弯折，批量制作成本低，适用性强，能够满足多种尺寸不同的构造缝使用；
2、采用柔性材料制成的半圆形泡沫棒作为填充材料，在预制模板的约束下，能够充分填充多种尺寸不同的构造缝，进一步提高了本装置的适用性；
3、根据构造缝的尺寸选用预制卡扣和填充材料，并根据薄壁约束钢管的厚度制作预制模板，够精准控制构造缝的填塞深度；
4、通过预制卡扣、填充材料、预制模板以及木垫片相配合，能够高效、便捷的对钢管约束混凝土柱的构造缝进行封堵。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种钢管约束混凝土柱构造缝封堵装置，设于混凝土柱(7)外壁沿竖直方向包覆的多组薄壁约束钢管(5)之间的构造缝(6)处，其特征在于：包括多组预制卡扣(1)和多组预制模板(3)，所述多组预制卡扣(1)沿周向均匀的卡设于所述构造缝(6)中，所述多组预制模板(3)沿周向包覆所述多组预制卡扣(1)，预制卡扣(1)与预制模板(3)之间设有填充材料(2)，所述预制模板(3)与所述薄壁约束钢管(5)之间设有木垫片(4)。
2.根据权利要求1所述的一种钢管约束混凝土柱构造缝封堵装置，其特征在于：所述预制卡扣(1)由细铁丝制成，所述预制卡扣(1)根据所述构造缝(6)的尺寸批量弯折制作。
3.根据权利要求1所述的一种钢管约束混凝土柱构造缝封堵装置，其特征在于：所述填充材料(2)由柔性材料制成，所述填充材料(2)具体为半圆形泡沫棒。
4.根据权利要求1所述的一种钢管约束混凝土柱构造缝封堵装置，其特征在于：所述预制模板(3)的厚度与所述薄壁约束钢管(5)的厚度相适配。
5.根据权利要求1所述的一种钢管约束混凝土柱构造缝封堵装置，其特征在于：所述多组预制模板(3)通过模板夹具(8)首尾相接的包覆于所述多组预制卡扣(1)外部。
6.根据权利要求5所述的一种钢管约束混凝土柱构造缝封堵装置，其特征在于：所述多组预制模板(3)首尾相接并通过抱箍固定于所述多组预制卡扣(1)外部。
7.根据权利要求1所述的一种钢管约束混凝土柱构造缝封堵装置，其特征在于：所述预制卡扣(1)倾斜旋转压入所述构造缝(6)中。
8.根据权利要求1所述的一种钢管约束混凝土柱构造缝封堵装置，其特征在于：所述木垫片(4)的尺寸与所述预制模板(3)与所述薄壁约束钢管(5)的间隙尺寸相适配。
9.一种钢管约束混凝土柱构造缝封堵方法，基于权利要求1～8任一项所述的构造缝封堵装置，其特征在于，包括如下步骤：
S1，根据构造缝的尺寸，采用折弯机批量制作预制卡扣；
S2，根据构造缝的尺寸，选用对应尺寸的填充材料；
S3，根据薄壁约束钢管的厚度，批量制作预制模板；
S4，将预制卡扣沿周向等间距的装入构造缝中；
S5，将填充材料沿着所述预制卡扣塞入构造缝中；
S6，采用预制模板包覆所述预制卡扣，并通过抱箍安装固定；
S7，在所述预制模板与薄壁约束钢管之间塞入合适尺寸的木垫片。
10.根据权利要求9所述的一种钢管约束混凝土柱构造缝封堵方法，其特征在于：所述预制卡扣倾斜旋转压入所述构造缝中；
所述预制模板通过模板夹具首尾相接的包覆于所述预制卡扣外部。
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