[发明专利]大高差钢管内高标号混凝土一次性对称连续真空压注方法

说明书

技术领域

本发明属于一种建筑施工工艺，特别涉及一种大高差、大跨度、大管径劲性骨架钢管内高标号混凝土一次性对称连续真空压注方法，该方法特别适用于拱桥钢管内混凝土压注作业。

背景技术

目前国内、外同类型铁路桥梁钢管内混凝土主要采用传统的混凝土压注方式，跨度较小的部分同类型铁路桥梁也采取了抽真空压注方式，但拱桥主跨跨度及高差均较小，管内混凝土标号低，且为多次压注。在大高差、大跨度、大管径条件下如果采用上述两种方法则存在高标号混凝土不易泵送、密实度不佳、施工速度慢，施工过程不容易控制，辅助设备复杂、施工成本高等缺陷。

发明内容

本发明提供了一种大高差钢管内高标号混凝土一次性对称连续真空压注方法，该方法可以显著提高钢管高标号混凝土灌注的密实性和钢管与混凝土之间的粘结力，有效地提高钢管混凝土整体的承压能力，并且辅助设备简单，原理明确，成本低，容易实现。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种大高差钢管内高标号混凝土一次性对称连续真空压注方法，其特征在于：包括如下步骤：

（1）在需要压注混凝土的钢管拱脚部接近地面处开压注孔，该压注孔连接排浆管，排浆管上装有阀门；

（2）将设有闸阀的钢管进料口与泵送管相连，泵送管上装有阀门；

（3）在钢管顶部设出浆管，钢管内部装有隔板；

（4）在进行真空压注时，先关闭排浆管和泵送管上的阀门，从钢管顶部出浆管内插入水管，利用高压水冲洗钢管，然后打开排浆管，将水排出钢管；

（5）在排浆管处用高压水和气举法冲冼拱脚预埋段弦管，然后用抽水机将预埋段弦管内的水抽出；

（6）利用砂浆润滑泵送管，安装抽真空系统和真空检测表，使所述出浆管与抽真空系统的吸气管连接；

（7）关闭所有阀门，打开真空泵，对要压注混凝土的钢管进行抽真空作业，当管内达到保持-0.08Mpa以上的负压状态时，泵送砼，现场控制混凝土泵送速度在0.3～0.5m³/min继续泵送混凝土，观察、记录真空检测表负压值，保持-0.07Mpa～-0.09Mpa的负压状态；泵送至出浆管冒出浓浆时，拆除真空泵吸气管，继续泵送混凝土，直至原状混凝土均匀冒出；

（8）关闭泵送管口处的阀门，最后拆除泵送管。

上述混凝土采用自密实混凝土C80。

上述隔板为厚度16mm的钢板，距离钢管顶部管口20cm。

上述出浆管采用拱φ150×2000mm高压泵管制作而成，距离隔板50cm。

本发明使混凝土在泵压力作用和管内负压状态下，由下而上一次性对称连续顶升。由于负压的存在，减少了结构管内壁附着气泡的数量，强了结构管与混凝土的紧密型，挤压密实充填管腔，与钢管共同工作。

混凝土从进料支管进入管内后，在重力作用下填充支管口与隔板之间的空腔，直至淹没进料支管口，此时粗骨料最先下降，所以泵送前要先泵送水泥砂浆，以免粗骨料反弹以及接头处混凝土质量差。以后混凝土在泵送压力作用下向上流动，在流动过程中粗骨料逐渐向管壁运动，多余的浆液渗至管中间，形成“栓流”混凝土的运动规律，近似泥沙的运动规律。但混凝土由于存在粘性，粗骨料分层没有泥沙明显，即“栓流”中也存在粗骨料，粗骨料的分布随着半径的增大而逐渐增多。

在混凝土流动过程中主要是“栓流”在泵送压力作用下向前宏观上整体移动，当然在向上运动过程中，栓流与周围部分有各成分的相互交换(包括浆液、水分、空隙、骨料、水泥微团、水泥石等)，周围部分由于粘性和与钢管壁的表面张力作用，且周围部分受扰动小，凝结时间比“栓流”要早，基本不向前运动。但“栓流”从混凝土面流出后由于重力作用和压力损失又落向周围部分。

通过大直径钢管中混凝土流速分布可以看出“栓流”存在，周围部分速度很小可以认为不流动，“栓流”的直径与混凝土的坍落度、混凝土输送泵管及进料支管直径、钢管倾角、混凝土的凝结时间、粗骨料粒径有关，只有当微柱满足下式时才向前移动。

随着混凝土面的不断上升，泵送压力需要不断加大，当排浆口有浆液流出时需要泵一下，停一下，并人工配合排浆、排气，以减少混凝土顶部压力。当混凝土灌注满时“栓流”已不存在，泵送压强骤然增大，浆液充分渗到周围部分，而周围部分的骨料也要进入核心部分，但相对来说钢管拱混凝土粗骨料随着半径增大逐渐增多，形成了一层层套箍，所以认为钢管内混凝土受钢管的套箍作用，而外层混凝土对内层混凝土也存在套箍作用，从而钢管混凝土的承压能力能够显著地提高。

附图说明：