[发明专利]一种钢管混凝土拱肋的防脱粘成型方法

说明书

在架设拱肋时，沿拱肋的轴线在拱肋的钢管内设置多个扩张器。在拱肋内压注混凝土后，使扩张器扩张，在混凝土内产生一个增大的空间，增加拱肋段内的混凝土压强，并使钢管环向受到拉力，且一直维持到混凝土终凝后。再向扩张器内部灌注可凝固的浆液，使扩张器成为混凝土内可承载的部分，完成拱肋的成型施工。该方法可避免拱肋内混凝土与钢管壁间的脱空和脱粘，且增加的材料和费用低，操作简单高效。

技术领域

本发明涉及建筑施工技术领域，尤其涉及一种钢管混凝土拱肋的防脱粘成型方法。

背景技术

近些年，钢管混凝土在超高层建筑和大跨桥梁中得到广泛应用，其截面以圆形为主。钢管和混凝土相辅相成，一方面钢管类似箍筋，使得混凝土三向受压，抗压能力增强，另一方面，内填混凝土又解决了钢管潜在的失稳问题。

随着实际工程中钢管混凝土应用的增多，发现很多内部混凝土和钢管内壁存在空隙，空隙厚度大的称为脱空，间隙厚度很小的一般称为脱粘。钢管混凝土拱桥的拱肋暴露在野外，且采用泵送混凝土灌注，一般认为，按照相关的工艺标准进行施工，混凝土的内部即可达到饱满。但按常规方法施工的钢管混凝土拱桥，在施工或使用过程中，混凝土和钢管间的脱空不可避免。脱空的主要原因是混凝土在形成强度过程中的体积收缩，使用过程中温度作用下混凝土径向收缩，或钢管径向膨胀造成的二者脱离等。在建筑结构中，主要是这种界面脱离造成径向的脱粘。对于钢管混凝土拱桥，脱空和脱粘主要发生在拱顶段，因为拱顶段相对较平坦，且是整个拱肋的最高部位。脱空直接影响钢管和混凝土的共同作用，且多数设计规范目前尚未考虑脱空的影响。

如何避免钢管混凝土构件的脱空引起了关注。现行的方法主要是采用微膨胀混凝土、缓膨胀混凝土、以及在钢管内壁焊接防脱粘的连接件等。因较多的防脱粘连接件，会增加混凝土泵送的阻力，不能过多设置。目前主要靠混凝土的膨胀增强钢管对混凝土的紧箍力，从而防范脱粘。然而膨胀剂使混凝土的体积膨胀量有限，高温使钢管的膨胀作用更大，因此，混凝土和钢管的脱粘不可避免。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种钢管混凝土拱肋的防脱粘成型方法。

本发明采用的技术方案：架设拱肋钢管期间，在钢管内设置扩张器；钢管内压注满混凝土后，使扩张器扩张，在混凝土内产生一个增大的空间，增加拱肋钢管内的混凝土压强，并使钢管环向拉应力增大；维持扩张器的扩张，直到混凝土强度达到设定值。

优选地，所述设定值为混凝土设计强度的50％。

优选地，所述混凝土为微膨胀的自密实混凝土，强度等级至少为C60。

优选地，所述扩张器的内部空间在扩张器扩张过程中，或随后的施工步骤中，用聚氨酯浆液充满。

优选地，所述扩张器的内部空间在扩张器扩张过程中，或随后的施工步骤中，用环氧树脂或环氧砂浆充满。

优选地，所述扩张器的内部空间在扩张器扩张过程中，或随后的施工步骤中，用没有掺加粗集料的混凝土浆液充满。

优选地，所述扩张器为实心千斤顶。

优选地，所述扩张器为土工布袋；

优选地，所述扩张器只设置在拱肋顶部钢管内。

优选地，所述扩张器附近的钢管外表面安装有应变计，监测钢管圆周向的拉应力，以此限制扩张器的扩张程度。

扩张器的扩张可以抵消掉混凝土在成型过程中的收缩，避免形成脱空和脱粘，且钢管壁内的张力，也使二者更加牢固地粘结在一起。