本发明专利技术公开了大型钢管混凝土结构管内混凝土真空辅助灌注方法及灌注系统，包括以下步骤：制备管内混凝土、分级结构管、布置分级灌注设备、布置抽真空设备并检验系统气密性、真空负压条件下分级连续灌注管内混凝土。本发明专利技术采用分级灌注混凝土，避免了后灌注混凝土对已灌混凝土凝结的影响，从而提高了大型钢管混凝土结构的力学性能，同时也降低了对混凝泵送设备泵送能力的要求，带来了良好的经济效益；并且混凝土灌注连续进行，缩短了工期；在负压条件下灌注混凝土，增强了混凝土的密实度和与钢管结合的紧密性，进一步提高了钢管混凝土结构质量。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及钢管混凝土结构灌注方法，特别涉及大型钢管混凝土结构管内混凝土真空辅助灌注方法及灌注系统。
技术介绍
钢管混凝土结构是指在钢管中填充混凝土形成的、且钢管及其混凝土能共同承受外载荷作用的结构构件，按截面形状的不同，可分为圆钢管混凝土结构，方、矩形钢管混凝土结构和多边形钢管混凝土结构等。 公知的，混凝土具有优异抗压强度，但其抗弯能力很弱；钢材，特别是型钢具有良好的抗弯曲能力和良好的弹塑性，但在受压时容易失稳而丧失轴向抗压能力。将混凝土填充在钢管中形成的钢管混凝土结构在结构上能够将二者的优点结合在一起，使混凝土处于侧向受压状态，其抗压强度得到成倍提高；由于混凝土的存在，提高了钢管的刚度，两者共同发挥作用，从而大大的提高了其承载能力；同时钢管混凝土结构还有施工方便和耐腐蚀性能、抗震性能、防火性能好等优点。基于这些优点，使得钢管混凝土结构作为一种新兴的组合结构，广泛应用于各种大型结构中，如大跨桥梁和高层建筑等。在钢管混凝土结构中，混凝土的密实度是影响钢管混凝土结构承载能力的关键，而钢管内壁与混凝土之间的紧密集合是钢管混凝土结构发挥协调承载作用的关键。但是，通常在钢管混凝土结构管内灌注混凝土施工中，因混凝土各种收缩因素造成混凝土内出现气孔以及混凝土与钢管壁出现脱空现象，同时，混凝土与钢管内壁之间还极易形成一层气膜，严重影响了混凝土与钢管内壁的粘结，从而限制了钢管对混凝土套箍作用的发挥，影响了钢管混凝土结构的使用性能。中国专利技术专利申请CN 102296818A公开了一种真空灌注钢管内混凝土的方法，该方法采用了真空泵排出所要灌注钢管内的空气，使所要灌注的钢管内真空度达-0. IMPa -0. 09MPa，然后用混凝土泵将混凝土注入该钢管内，并持续至钢管内充满混凝土。采用该方法有效的减少了管壁上附着的气泡数量以及提高了混凝土的密实性，使得钢管混凝土结构的使用性能得到了大幅的提高，解决了以前采用压力灌注钢管混凝土结构存在的脱空的问题。这种真空条件下，对管内混凝土连续灌注的方法对于小型钢管灌注是可行的。但是，这种连续灌注方法无法实现对大型钢管混凝土结构(大跨桥梁、高层建筑等)的混凝土灌注施工，具体而言，因为该方法是对管内混凝土进行连续灌注，由于大型钢管混凝土结构管跨度大或者高度超高，混凝土灌注量大、灌注时间长，在结构管内混凝土还没有灌注完毕时，管内先灌入的混凝土已经初凝，在混凝土初凝开始后，混凝土中的水泥浆逐渐的失去塑性和流动性而开始凝结成为凝胶，直至水泥浆全部结成凝胶。在这个过程中，如果遇到外力使所形成的凝胶断裂，由于水泥浆塑性和流动性的下降，断裂的凝胶不能自行闭合，最终导致得到的钢管混凝土结构件内的混凝土出现裂纹等缺陷，而严重的影响钢管混凝土结构的各方面使用性能，甚至导致钢管混凝土结构件报废。由于钢管混凝土结构对于桥梁和高层建筑施工相对于其他结构方案而言具有成本明显降低，性能优良的特点，因此，迫切需要一种能够实现大型钢管混凝土灌注的有效方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种使制得的钢管混凝土结构管内混凝土密实度高，混凝土与结构管结合紧密，钢管混凝土结构力学性能显著改善的大型钢管混凝土结构管内混凝土真空辅助灌注方法及灌注系统。为了实现上述目的，本专利技术提供了以下两种技术方案，其中之一为一种大型钢管混凝土结构管内混凝土真空辅助灌注方法，包括以下步骤对大型钢管混凝土结构管从下至上进行分级，分级时满足灌注完毕每级混凝土的时间小于所述混凝土的初凝时间； 从最下边一级开始对结构管内分级灌注混凝土，在灌注混凝土时，保证结构管内部处于真空负压状态。进一步的，所述结构管内分级灌注混凝土是指前一级管内混凝土灌注完毕，再进行下一级混凝土灌注；对任意一级管内混凝土的灌注采用连续灌注。本专利技术采用分级灌注方法，保证了在混凝土初凝前完成一级内混凝土的灌注。所述分级是根据具体工程需要泵送的高度、长度以及钢管混凝土结构管主管管径大小，结合混凝土输送泵的泵送能力来确定的。优选的，所述结构管内内部的真空度为-0. 060MPa -0. IOOMPa0优选的，所述结构管内的真空度为-0. 070MPa -0. 090MPa。优选的，所述结构管内的真空度为-0. 075MPa -0. 086MPa。经过无数试验得到，保持钢管混凝土结构管内的真空度为-0. 075MPa -0. 086MPa进行管内混凝土的灌注，即可以实现本专利技术目的。本专利技术所述结构管顶设置隔仓板。所述隔仓板将结构管内部从顶端隔开，在结构管灌注混凝土和抽真空时起隔断和密封结构管的作用。进一步的，所述结构管在各级底端开口连接钢管作为进浆管。在灌注结构管混凝土时进浆管连接混凝土输送泵，混凝土输送泵通过进浆管将泵内混凝土泵入钢管混凝土结构管内。进一步的，所述进浆管也可采用其他管材。进一步的，所述进浆管上安装止回阀。所述止回阀开启，混凝土输送泵通过进浆管将泵内混凝土泵入钢管混凝土结构管内；所述止回阀关闭，止回阀将混凝土输送泵与钢管混凝土结构管隔断，使钢管混凝土结构管管内的混凝土不会回流至混凝土输送泵；灌注结构管混凝土时，灌注级结构管相应的止回阀开启，其余各级结构管对应的止回阀关闭，使结构管处于密封状态。进一步的，所述结构管在各级顶端开口连接钢管作为出浆管。出浆管的作用是便于观察其所在一级钢管混凝土结构管的混凝土灌注是否完毕，如果混凝土达到所述级对应的出浆管内，说明其所在一级的混凝土灌注完毕。 进一步的，所述出浆管也可采用其他管材。进一步的，所述出浆管上安装有阀门。对钢管混凝土结构管内抽真空时，所述阀门关闭，用于密封钢管混凝土结构管；停止抽真空时，阀门开启，将其所在一级灌注的混凝土表层浮衆排出管外。本专利技术的一种大型钢管混凝土结构管内混凝土真空辅助灌注方法中，还配设两套混凝土输送泵。进一步的，所述两套混凝土输送泵以交替接力的方式分别与相邻的两根进进浆管连接。这种两套混凝土输送泵交替接力的方式可以提高设备利用率，还可以节约了等待安装设备的时间，提高了施工效率。本专利技术还配设有抽真空辅助系统。所述抽真空辅助系统用于对钢管混凝土结构管内抽真空。进一步的，所述抽真空辅助系统为两套抽真空辅助系统。因为管内混凝土灌注时 保持管内的真空度对每级连续灌注的混凝土的成型质量影响较大，为了保证抽真空辅助系统出故障后能及时更换，因此，一般在施工场地准备两套抽真空辅助系统。进一步的，所述抽真空辅助系统与最后一级结构管的出浆管连接，使得结构管管体结构简化，同时也使得结构管内混凝土灌注满后仍可继续灌注混凝土，保证了管顶部分混凝土的质量。进一步的，所述抽真空辅助系统包括真空泵、储气/浆桶、阀门和抽气管，其中，所述储气/浆桶一侧与真空泵通过抽气管连接，并在该抽气管道上依次安装真空检测表和阀门，另一侧通过抽气管与结构管的最后一级的出浆管连接，所述储气/浆桶底部设有出浆管，并在该出浆管上安装阀门。所述储气/浆桶底部的出浆管的阀门开启，将桶内的浆液排出。所述真空泵通过钢管混凝土结构管最后一级结构管的出浆管对管内进行抽真空。本专利技术在所述灌注结构管内混凝土前，检测各进出浆管、阀门及结构管的气密性。检测气密性的目的是后续工序中抽真空作准备。进一步的，打开最后一级结构管上的出浆管阀门，并关闭其余各级结构管进出浆管上的阀门，对结构管本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种大型钢管混凝土结构管内混凝土真空辅助灌注方法，其特征在于，包括以下步骤：对大型钢管混凝土结构管从下至上进行分级，分级时满足灌注完毕每级混凝土的时间小于或等于所述混凝土的初凝时间；在抽真空状态下，从最下边一级开始对结构管内分级灌注混凝土。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：郑皆连，韩玉，秦大燕，冯智，罗业凤，庞博新，罗岩枫，魏华，赵吉卫，王建军，杨占峰，陈光辉，王劼耘，牟廷敏，朱云发，张坤球，林峰，丁庆军，龙跃，
申请(专利权)人：广西壮族自治区公路桥梁工程总公司，
类型：发明
国别省市：
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