CN117166608B - 一种基于后注浆的混凝土梁柱节点强度施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于后注浆的混凝土梁柱节点强度施工方法，包括以下步骤，步骤一，核心区混凝土强度设计，根据柱混凝土强度与梁混凝土强度对核心区域混凝土强度进行设计计算，步骤二，核心区混凝土制作，按照梁柱节点梁柱混凝土等级差距要求设计高性能注浆料配合比，并对核心区混凝土进行预先干混，步骤三，梁柱节点处模板搭建，在梁柱节点处对限位构件进行搭建，并将限位构件的位置进行固定，施工时核心区域与其他区域同时浇筑与梁板区域相同混凝土，并在梁板区域混凝土初凝前通过高压注浆方式注入高性能水泥浆，此种方法可以避免二次浇筑混凝土浇筑带来的一系列复杂操作和不利后果。

Description

一种基于后注浆的混凝土梁柱节点强度施工方法

技术领域

本发明属于梁柱节点建筑工程技术领域，具体为一种基于后注浆的混凝土梁柱节点强度施工方法。

背景技术

近些年来，梁板、结构柱混凝土等级不一致的梁柱节点有两种施工方式，一是节点核心区采用同柱等强的高强混凝土浇筑，可称为传统节点。该方法为我国常规施工方法，相关规范（《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010）和《混凝土结构工程施工规范》(GB50666-2011)） 规定，结构地柱混凝土设计强度等级与梁板混凝土设计强度等级相差多于一个等级时，应在交界区域采取分隔措施，该分隔位置应该设置在低强度等级构件中，且与高强度等级构件边缘的距离不宜小于500mm，而且应先浇筑高强度等级混凝土，然后在其初凝前再浇筑低强度等级混凝土。该施工方法并不理想，有以下问题：（1）目前普遍采用的商品混凝土坍落度都比较大，分界面处若不设置限位构件而任其自然流淌，会使其向外流淌很长距离，而且节点处先浇捣的高强混凝土会使其变得更长，这将在梁端形成很不容易处理的施工缝，而且振捣不充分会导致节点处混凝土达不到预期强度；（2） 梁钢筋都比较密集，尤其是大跨度的梁，分界面处限位构件难以固定和密闭；（3）分界面处是受力的薄弱环节，位于梁的塑性铰区，剪力和弯矩都较大，留下不易处理的施工缝，可能影响梁的承载力。

二是节点核心区采用同梁板同等级的混凝土，可称为夹心节点。该方法有一定的局限性，只适用于柱和梁板混凝土强度相差一个等级的节点，并必须经设计和有关单位协商认可，且施工单位需已有采用较低强度等级的梁板混凝土浇筑核心区（直接浇筑或采取改进措施）的实践（JGJ3-2010）。

出于降低施工难度、缩短工期、保证施工质量或有利于实现设计要求等方面的考虑，采用新方法或新类型的节点来解决此类梁柱混凝土节点施工问题逐渐成为一项很迫切的工程需求。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种基于后注浆的混凝土梁柱节点强度施工方法，有效地解决了背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于后注浆的混凝土梁柱节点强度施工方法，包括以下步骤，

步骤一，核心区混凝土强度设计，根据柱混凝土强度与梁混凝土强度对核心区域混凝土强度进行设计计算，

步骤二，核心区混凝土制作，按照梁柱节点梁柱混凝土等级差距要求设计高性能注浆料配合比，并对核心区混凝土进行预先干混，

步骤三，梁柱节点处模板搭建，在梁柱节点处对限位构件进行搭建，并将限位构件的位置进行固定，

步骤四，混凝土注浇，在核心区域与其他区域同时浇筑与梁板区域相同的混凝土，同时将高性能注浆料干混料按照设计的水料比加水搅拌，

步骤五，梁柱节点加强，在核心区域混凝土初凝前，将搅拌好的高性能注浆料通过高压喷射注浆方式注入其中。

进一步地，所述限位构件包括第一单体与第二单体，第一单体与第二单体在相互靠近并相连时，能够形成十字形的空心结构，第一单体与第二单体能够罩在梁柱外，在第一单体与第二单体上均固接有支撑架，第一单体通过支撑架固接有固定平台，在固定平台的下方设置有活动平台，在固定平台上设置有第一电机，位于第一单体上的支撑架与位于第二单体上的支撑架之间通过丝杠相连，丝杠上固接有链轮，链轮上缠绕有链条，所述固定平台上设置有第一电机，链条缠绕在第一电机的输出端上，以使得第一电机转动时，链条能够带动链轮转动，所述丝杠与位于第一单体上的支撑架螺纹连接，丝杠与位于第二单体上的支撑架可转动地相连，在固定平台与活动平台上贯穿的设置有高压管道。

进一步地，所述固定平台与气缸的固定端固接在一起，气缸的伸缩端穿过固定平台并与活动平台固接，在活动平台上还固接有限位杆，所述高压管道与活动平台固接，以使得气缸伸缩时，高压管道能够随之升降。

进一步地，所述活动平台上安装有第二电机，第二电机的输出端插入到活动平台内，且第二电机的输出端上固接有第一齿轮，在活动平台内开设有空腔，在空腔内安装有第二齿轮，第二齿轮内设置有第三齿轮，且第三齿轮的侧面伸到第二齿轮外，所述第一齿轮分别与第二齿轮、第三齿轮啮合，以使得第一齿轮转动时，第二齿轮与第三齿轮能够随之转动，在第二齿轮表面具有光滑段，第三齿轮伸到光滑段外，以使得当第一齿轮转动时，第一齿轮能够带动第三齿轮转动，在第三齿轮上固接有转轴，转轴上具有缺口，且在活动平台内开设有滑槽，转轴在滑槽内转动180°后而与滑槽的侧壁相抵，而随着第一齿轮继续对第三齿轮拨动，第一齿轮能够与第二齿轮配合，而使得第一齿轮能够对第二齿轮进行拨动。

进一步地，所述第二齿轮的轴心与第三齿轮上均开设有第二下料孔，且在第二齿轮上还开设有第三下料孔，所述活动平台上开设有第一下料孔，第一下料孔具有多个，其中一个第一下料孔与第二下料孔对齐，其余的第一下料孔呈环形阵列的分布在活动平台上。

进一步地，所述转轴外套有扭簧，所述滑槽上设置有凹槽，转轴位于凹槽处时，能够自由转动。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

施工时核心区域与其他区域同时浇筑与梁板区域相同混凝土，并在梁板区域混凝土初凝前通过高压注浆方式注入高性能水泥浆。此种方法可以避免二次浇筑混凝土浇筑带来的一系列复杂操作和不利后果；

在本装置使用时，将第一单体与第二单体进行分开，通过使用第一电机即可使得第一单体与第二单体进行分离，进而将其套在已浇筑完成的梁柱上，而后第一电机反向转动，从而将第一单体与第二单体的位置进行固定。而后在高压管道内通过混凝土，高压管道的下端伸到限位构件内，从而进行浇筑；而在浇筑的过程中，高压管道能够向上移动，进而随着浇筑面高度的上升，高压管道随之移动，从而方便了浇筑的进行；

在初始位置时，高压管道与第二下料孔连通，即对图中位于中心位置进行浇筑，浇筑完成后，第一齿轮转动，此时第一齿轮能够带动第三齿轮转动，而后第三齿轮转动180°后，第三齿轮上的第二下料孔与第三下料孔对齐，此时高压管道内通入高压物料，进而对图中，位于边缘处的点位进行浇筑；再然后第一齿轮转动，此时第一齿轮与第三齿轮进行配合，而第三齿轮由于转轴与滑槽的配合，不再能够继续转动，故此时在第一齿轮对第三齿轮拨动一段距离后，第一齿轮能够与第二齿轮配合，从而带动第二齿轮转动，当其转动一定的距离后，高压管道再通入物料，继续对下一点位进行浇筑，如此重复，直至第二齿轮转动一周而复位后，浇筑操作完成。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明一种基于后注浆的混凝土梁柱节点强度施工方法步骤图；

图2为梁柱节点注浆前的结构示意图；

图3为梁柱节点注浆后的结构示意图；

图4为多点位注浆的俯视结构示意图；

图5为本发明一种基于后注浆的混凝土梁柱节点强度施工方法的限位构件的整体示意图；

图6为本发明一种基于后注浆的混凝土梁柱节点强度施工方法的固定平台与活动平台第一种配合状态的相结合示意图；

图7为本发明一种基于后注浆的混凝土梁柱节点强度施工方法的活动平台的第二种状态的内部结构示意图；

图8为本发明一种基于后注浆的混凝土梁柱节点强度施工方法的活动平台的第二种状态的内部一侧结构示意图；

图9为本发明一种基于后注浆的混凝土梁柱节点强度施工方法的第一齿轮、第二齿轮和第三齿轮的配合示意图；

图10为本发明一种基于后注浆的混凝土梁柱节点强度施工方法的活动平台的内部俯视结构示意图；

图11为本发明一种基于后注浆的混凝土梁柱节点强度施工方法的第二齿轮的一侧结构示意图；

图12为本发明一种基于后注浆的混凝土梁柱节点强度施工方法的活动平台的第三种状态的结构示意图。

图中：1、第一单体；2、第二单体；3、支撑架；4、固定平台；5、活动平台；6、第一电机；7、链条；8、丝杠；9、链轮；10、气缸；11、高压管道；12、限位杆；13、第二电机；14、第一齿轮；15、第一下料孔；16、第二齿轮；17、第二下料孔；18、第三齿轮；19、转轴；20、扭簧；21、滑槽；22、第三下料孔；23、拉伸管道。

实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

由图1-12给出，本发明公开了一种基于后注浆的混凝土梁柱节点强度施工方法，包括以下步骤，

步骤一，核心区混凝土强度设计，根据柱混凝土强度与梁混凝土强度对核心区域混凝土强度进行设计计算，

步骤二，核心区混凝土制作，按照梁柱节点梁柱混凝土等级差距要求设计高性能注浆料配合比，并对核心区混凝土进行预先干混，

步骤三，梁柱节点处模板搭建，在梁柱节点处对限位构件进行搭建，并将限位构件的位置进行固定，

步骤四，混凝土注浇，在核心区域与其他区域同时浇筑与梁板区域相同的混凝土，同时将高性能注浆料干混料按照设计的水料比加水搅拌，

步骤五，梁柱节点加强，在核心区域混凝土初凝前，将搅拌好的高性能注浆料通过高压喷射注浆方式注入其中。

柱混凝土标号与梁板混凝土标号相差一个以上的梁柱节点，其核心区域混凝土与非核心区域混凝土在组成成分上相差的最主要就是水泥用量与水胶比，而水泥用量与水胶比也决定着混凝土的强度。在不同标号的混凝土配合比中也可以发现，高标号的混凝土主要是水泥用量高，水胶比低。所以，通过改变梁柱节点核心区域混凝土中水泥用量与水胶比可以改变其强。

为了使后注浆料更顺利地注入混凝土，需要使用高压喷射注浆方式注浆，当梁板混凝土浇筑完成后，在其初凝前将注浆料注入核心区域的梁板混凝土中。根据高压流体喷射原理，注浆时，注浆料形成的高压射流能够完全将初凝前的混凝土冲切开，加上射流的旋转作用使注浆料和混凝土掺搅混合，随着注浆管的提升，注浆料将在核心区域内与梁板混凝土混合均匀，核心区域便由此形成了高标号的混凝土，从而提升了其服役性能。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：首先按照设计要求制备高性能注浆料干混料，该高性能注浆料按照一定的水料比加水搅拌，硬化后强度高于核心区域混凝土3个标号以上。

混凝土结构梁柱节点中，柱混凝土设计标号高于梁板混凝土标号一个以上，混凝土浇筑时在节点核心区域和非核心区域都浇筑与梁板同标号的混凝土，即梁板混凝土，在梁板混凝土初凝前在核心区域注入上述注浆料。

上述方案中，采用高压射流注浆方式将注浆料注入梁柱节点核心区未初凝的梁板混凝土中。

所述限位构件包括第一单体1与第二单体2，第一单体1与第二单体2在相互靠近并相连时，能够形成十字形的空心结构，第一单体1与第二单体2能够罩在梁柱外，在第一单体1与第二单体2上均固接有支撑架3，第一单体1通过支撑架3固接有固定平台4，在固定平台4的下方设置有活动平台5，在固定平台4上设置有第一电机6，位于第一单体1上的支撑架3与位于第二单体2上的支撑架3之间通过丝杠8相连，丝杠8上固接有链轮9，链轮9上缠绕有链条7，所述固定平台4上设置有第一电机6，链条7缠绕在第一电机6的输出端上，以使得第一电机6转动时，链条7能够带动链轮9转动，所述丝杠8与位于第一单体1上的支撑架3螺纹连接，丝杠8与位于第二单体2上的支撑架3可转动的相连，在固定平台4与活动平台5上贯穿的设置有高压管道11，第一电机6运行的时候，第一电机6的输出端能够驱动链条7转动（在其上固接有链轮，图中为表示），而当链条7转动的时候，链条7能够带动链轮9转动，进而使得丝杠8转动，丝杠8与其中一个支撑架3可转动的连接（丝杠8只能够在支撑架3内转动，此支撑架3不会沿着丝杠8滑动），另一个支撑架3与丝杠8螺纹配合，从而能够沿着丝杠8的方向滑动，进而实现第一单体1与第二单体2的相互靠近或远离。

在本装置使用时，将第一单体1与第二单体2进行分开，通过使用第一电机6即可使得第一单体1与第二单体2进行分离，进而将其套在已浇筑完成的梁柱上，而后第一电机6反向转动，从而将第一单体1与第二单体2的位置进行固定。而后在高压管道11内通过混凝土，高压管道11的下端伸到限位构件内，从而进行浇筑。而在浇筑的过程中，高压管道11能够向上移动，进而随着浇筑面高度的上升，高压管道11随之移动，从而方便了浇筑的进行。

为了保证高压管道11在使用的时候，能够向上移动，设置有如下的技术方案：所述固定平台4与气缸10的固定端固接在一起，气缸10的伸缩端穿过固定平台4并与活动平台5固接，在活动平台5上还固接有限位杆12，所述高压管道11与活动平台5固接，以使得气缸10伸缩时，高压管道11能够随之升降。

作为本申请的其中一种实施方式

如图3所示状态，当需要进行多点位注浆时，设置有如下的技术方案：所述活动平台5上安装有第二电机13，第二电机13的输出端插入到活动平台5内，且第二电机13的输出端上固接有第一齿轮14，在活动平台5内开设有空腔，在空腔内安装有第二齿轮16，第二齿轮16内设置有第三齿轮18，且第三齿轮18的侧面伸到第二齿轮16外，所述第一齿轮14分别与第二齿轮16、第三齿轮18啮合，以使得第一齿轮14转动时，第二齿轮16与第三齿轮18能够随之转动，在第二齿轮16表面具有光滑段，第三齿轮18伸到光滑段外，以使得当第一齿轮14转动时，第一齿轮14能够带动第三齿轮18转动，在第三齿轮18上固接有转轴19，转轴19上具有缺口，且在活动平台5内开设有滑槽21，转轴19在滑槽21内转动180°后而与滑槽21的侧壁相抵，而随着第一齿轮14继续对第三齿轮18拨动，第一齿轮14能够与第二齿轮16配合，而使得第一齿轮14能够对第二齿轮16进行拨动。

即在初始位置时，高压管道11与第二下料孔17连通，即对图3中位于中心位置进行浇筑，浇筑完成后，第一齿轮14转动，此时第一齿轮14能够带动第三齿轮18转动，而后第三齿轮18转动180°后，第三齿轮18上的第二下料孔17与第三下料孔22对齐，此时高压管道11内通入高压物料，进而对图3中，位于边缘处的点位进行浇筑；再然后第一齿轮14转动，此时第一齿轮14与第三齿轮18进行配合，而第三齿轮18由于转轴19与滑槽21的配合，不再能够继续转动，故此时在第一齿轮14对第三齿轮18拨动一段距离后，第一齿轮14能够与第二齿轮16配合，从而带动第二齿轮16转动，当其转动一定的距离后，高压管道11再通入物料，继续对下一点位进行浇筑，如此重复，直至第二齿轮16转动一周而复位后，浇筑操作完成。

在浇筑的时候，第二齿轮16与第三齿轮18以及活动平台5上，设置有如下的孔洞，以便于下料的进行：所述第二齿轮16的轴心与第三齿轮18上均开设有第二下料孔17，且在第二齿轮16上还开设有第三下料孔22，所述活动平台5上开设有第一下料孔15，第一下料孔15具有多个，其中一个第一下料孔15与第二下料孔17对齐，其余的第一下料孔15呈环形阵列的分布在活动平台5上，在第一下料孔15的下料端上，也连接有高压管道11。

所述转轴19外套有扭簧20，所述滑槽21上设置有凹槽，转轴19位于凹槽处时，能够自由转动，当第三齿轮18转动的时候，其上的扭簧20能够被压缩储能，而当转轴19转动一周后，即当转轴19回到凹槽处时，扭簧20能够释能，并使得第三齿轮18恢复到初始的位置，而在第三齿轮18随第二齿轮16一起转动时，由于转轴19上的缺口与滑槽21的槽壁相抵，此时扭簧20并不能够释能的。

作为本申请第二种实施方式

所述活动平台5上安装有第二电机13，第二电机13的输出端插入到活动平台5内，且第二电机13的输出端上固接有第一齿轮14，在活动平台5内开设有空腔，在空腔内安装有第二齿轮16，第二齿轮16内设置有第三齿轮18，且第三齿轮18的侧面伸到第二齿轮16外，所述第一齿轮14分别与第二齿轮16、第三齿轮18啮合，以使得第一齿轮14转动时，第二齿轮16与第三齿轮18能够随之转动，在第二齿轮16表面具有光滑段，第三齿轮18伸到光滑段外，以使得当第一齿轮14转动时，第一齿轮14能够带动第三齿轮18转动，在第三齿轮18上固接有转轴19，转轴19外套有扭簧20，转轴19向上延伸插入到第二齿轮16内，第二齿轮16、第三齿轮18，上均开设有第二下料孔17，而在第二齿轮16与第三齿轮18之间通过拉伸管道23相连，拉伸管道23能够伸长而不能够膨胀，在第三齿轮18的下端也还固接有高压管道11。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种基于后注浆的混凝土梁柱节点强度施工方法，其特征在于：包括以下步骤，

步骤一，核心区混凝土强度设计，根据柱混凝土强度与梁混凝土强度对核心区域混凝土强度进行设计计算，

步骤二，核心区混凝土制作，按照梁柱节点梁柱混凝土等级差距要求设计高性能注浆料配合比，并对核心区混凝土进行预先干混，

步骤三，梁柱节点处模板搭建，在梁柱节点处对限位构件进行搭建，并将限位构件的位置进行固定，

步骤四，混凝土注浇，在核心区域与其他区域同时浇筑与梁板区域相同的混凝土，同时将高性能注浆料干混料按照设计的水料比加水搅拌，

步骤五，梁柱节点加强，在核心区域混凝土初凝前，将搅拌好的高性能注浆料通过高压喷射注浆方式注入其中，

所述限位构件包括第一单体（1）与第二单体（2），第一单体（1）与第二单体（2）在相互靠近并相连时，能够形成十字形的空心结构，第一单体（1）与第二单体（2）能够罩在梁柱外，在第一单体（1）与第二单体（2）上均固接有支撑架（3），第一单体（1）通过支撑架（3）固接有固定平台（4），在固定平台（4）的下方设置有活动平台（5），在固定平台（4）上设置有第一电机（6），位于第一单体（1）上的支撑架（3）与位于第二单体（2）上的支撑架（3）之间通过丝杠（8）相连，丝杠（8）上固接有链轮（9），链轮（9）上缠绕有链条（7），所述固定平台（4）上设置有第一电机（6），链条（7）缠绕在第一电机（6）的输出端上，以使得第一电机（6）转动时，链条（7）能够带动链轮（9）转动，所述丝杠（8）与位于第一单体（1）上的支撑架（3）螺纹连接，丝杠（8）与位于第二单体（2）上的支撑架（3）可转动地相连，在固定平台（4）与活动平台（5）上贯穿的设置有高压管道（11）。

2.根据权利要求1所述的一种基于后注浆的混凝土梁柱节点强度施工方法，其特征在于：所述高性能注浆料为水泥基材料，28d强度高于梁板区域混凝土3个等级以上，且其粘度小于100mPa·S。

3.根据权利要求1所述的一种基于后注浆的混凝土梁柱节点强度施工方法，其特征在于：所述注浆流量为20~60L/min，注浆管喷射注浆料方式为摆喷或旋喷。

4.根据权利要求1所述的一种基于后注浆的混凝土梁柱节点强度施工方法，其特征在于：所述固定平台（4）与气缸（10）的固定端固接在一起，气缸（10）的伸缩端穿过固定平台（4）并与活动平台（5）固接，在活动平台（5）上还固接有限位杆（12），所述高压管道（11）与活动平台（5）固接，以使得气缸（10）伸缩时，高压管道（11）能够随之升降。

5.根据权利要求4所述的一种基于后注浆的混凝土梁柱节点强度施工方法，其特征在于：所述活动平台（5）上安装有第二电机（13），第二电机（13）的输出端插入到活动平台（5）内，且第二电机（13）的输出端上固接有第一齿轮（14），在活动平台（5）内开设有空腔，在空腔内安装有第二齿轮（16），第二齿轮（16）内设置有第三齿轮（18），且第三齿轮（18）的侧面伸到第二齿轮（16）外，所述第一齿轮（14）分别与第二齿轮（16）、第三齿轮（18）啮合，以使得第一齿轮（14）转动时，第二齿轮（16）与第三齿轮（18）能够随之转动，在第二齿轮（16）表面具有光滑段，第三齿轮（18）伸到光滑段外，以使得当第一齿轮（14）转动时，第一齿轮（14）能够带动第三齿轮（18）转动，在第三齿轮（18）上固接有转轴（19），转轴（19）上具有缺口，且在活动平台（5）内开设有滑槽（21），转轴（19）在滑槽（21）内转动180°后而与滑槽（21）的侧壁相抵，而随着第一齿轮（14）继续对第三齿轮（18）拨动，第一齿轮（14）能够与第二齿轮（16）配合，而使得第一齿轮（14）能够对第二齿轮（16）进行拨动。

6.根据权利要求5所述的一种基于后注浆的混凝土梁柱节点强度施工方法，其特征在于：所述第二齿轮（16）的轴心与第三齿轮（18）上均开设有第二下料孔（17），且在第二齿轮（16）上还开设有第三下料孔（22），所述活动平台（5）上开设有第一下料孔（15），第一下料孔（15）具有多个，其中一个第一下料孔（15）与第二下料孔（17）对齐，其余的第一下料孔（15）呈环形阵列地分布在活动平台（5）上，在第二齿轮（16）与第三齿轮（18）之间连接有拉伸管道（23）。

7.根据权利要求6所述的一种基于后注浆的混凝土梁柱节点强度施工方法，其特征在于：所述转轴（19）外套有扭簧（20），所述滑槽（21）上设置有凹槽，转轴（19）位于凹槽处时，能够自由转动。