地铁车站钢管柱抗拉钢板下混凝土浇筑方法及其钢管柱与流程

本发明涉及地铁车站混凝土浇筑技术领域，具体来说，涉及一种地铁车站钢管柱抗拉钢板下混凝土浇筑方法及其钢管柱。

背景技术：

随着城市的快速发展，大中型市人口越来密集，交通流量越来越大，大量城市出现了“拥堵病”，建设城市轨道交通基础设施已经成为解决交通拥堵的重要手段之一。地铁车站选址时大多在人口流动、居住量大的繁华地带，车流量也较大，为减少对社会的不良影响，在地质条件许可的情况下，设计上会尽量采用暗挖的方式来解决。暗挖车站一般为岛式站台，单柱双拱或双柱三拱截面形式，结构柱多为钢管混凝土结构，钢管柱下设钢筋混凝土基础和底纵梁，钢管柱四周焊接抗剪牛腿和抗拉钢板，抗拉钢板圆盘较大，直径达2米多，距离底板的混凝土垫层只有60mm，再加上底板和纵梁的钢筋比较密，混凝土不能直接浇到位，浇筑难度大，而插入式捣固棒的振捣范围也只有50cm左右，且无法捣固，很难确保抗拉钢板下混凝土的密实度，长时间会因地下水渗漏而腐蚀结构钢筋和钢管柱，从而降低结构使用寿命。

基于现有技术存在的如上技术问题，本发明提出一种地铁车站钢管柱抗拉钢板下混凝土浇筑方法及其抗拉钢板。

技术实现要素：

本发明提供一种地铁车站钢管柱抗拉钢板下混凝土浇筑方法及其钢管柱，通过超流态性能混凝土配合比和抗拉钢板设计泄气孔排除空气、补偿注浆相结合的方式来保证抗拉钢板下混凝土的密实度。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种地铁车站钢管柱抗拉钢板下混凝土浇筑方法，包括如下步骤：

步骤1：抗拉钢板的加工及安装，将钢套箍固定套设在混凝土钢管柱的外侧，将圆环状的抗拉钢板通过抗拉钢板支撑板固定设置在钢套箍的一端，在圆环状的抗拉钢板的表面上开钻24个泄气孔，在其中2个泄气孔上安装注浆管；

步骤2：混凝土配制，采用水灰比为0.45～0.48、混凝土坍落度在160～180mm之间、经时损失小于60mm、高效减水剂的减水率大于20％并添加有粉煤灰和矿粉的混凝土；

步骤3：混凝土拌制：

步骤3.1：将中砂和碎石投入强制式搅拌机搅拌15s，将中砂和碎石混合均匀；

步骤3.2：将水泥、粉煤灰和矿粉投入强制式搅拌机搅拌25s；

步骤3.3：将水投入强制式搅拌机搅拌25s；

步骤3.4：将高效减水剂投入强制式搅拌机搅拌25s；

步骤3.5：继续将强制式搅拌机内的混凝土原料搅拌50s，出料；

步骤4：混凝土浇筑，采用混凝土输送泵浇筑进行混凝土的浇筑，采用在底纵梁和底板的两侧分别浇筑的方式进行浇筑；

步骤5：补偿注浆，待混凝土浇筑完成，混凝土强度达到设计强度的100％后，通过注浆管进行水泥浆的灌注，其中，水泥浆采用水灰比为1:1的水泥浆。

进一步地，步骤2中，混凝土原材料细骨料采用中砂，细度模数为2.5～2.8，粗骨料采用粒径为5～21.5的碎石，水泥采用普通硅酸盐p.o42.5水泥，掺入ii级粉煤灰和s95矿粉，外加剂采用高效减水剂，减水率20％。

进一步地，步骤2中采用301份的水泥、67份的粉煤灰、69份的矿粉、781份的中砂、1083份的碎石、158份的水和4.52份的高效减水剂。

进一步地，步骤4中，浇筑结构板顺序应由远端向近端倒退式方法浇筑，先浇筑边角处，底纵梁和底板相交时，下翻梁应先浇底纵梁的混凝土，待底纵梁混凝土浇到底板底标高时，底纵梁和底板混凝土同步浇筑。

进一步地，步骤4中，在混凝土浇筑之前，采用混凝土输送泵输送水泥砂浆进行润滑泵管。

进一步地，步骤1中，在圆环状的抗拉钢板的表面上开钻24个泄气孔，其中，24个泄气孔均匀开设在圆环状的抗拉钢板上。

进一步地，步骤5中，采用注浆泵进行水泥浆的注入，注浆压力为1.0～1.2mpa。

本发明还提供一种钢管柱，包括钢管柱本体、套设在钢管柱本体外侧的钢套箍、分别固定安装在钢套箍两端的抗剪钢牛腿和抗拉钢板、通过抗剪钢牛腿固定设置在钢套箍上的抗剪钢板，抗拉钢板包括圆环状的抗拉钢板本体和开设在抗拉钢板本体上的24个泄气孔，圆环状的抗拉钢板本体的内环配合于套设在钢管柱本体外侧的钢套箍。

进一步地，24个泄气孔中，其中2个泄气孔中连通有注浆管。

进一步地，圆环状的抗拉钢板本体通过抗拉钢板支撑板固定在钢套箍上，其中，钢套箍的周身环形阵列有6个抗拉钢板支撑板。

进一步地，钢套箍通过高强抗剪螺栓固定套设在钢管柱本体的外侧。

进一步地，抗剪钢板为圆环状，抗剪钢牛腿焊接在钢套箍和抗剪钢板之间，抗剪钢板的内环也焊接在钢套箍上。

进一步地，抗剪钢牛腿为钢板结构，钢板的立边焊接在钢套箍上，钢板的平边焊接在抗剪钢板上，钢板的阶梯边上焊接有角钢。

与现有技术相比，本发明的优越效果在于：

1.本发明所述的地铁车站钢管柱抗拉钢板下混凝土浇筑方法，通过混凝土配置和混凝土拌制的步骤，使混凝土材料在拉钢板下有良好的流动性，能够有效的避免因流动性不足而导致的混凝土材料空腔；

2.本发明所述的地铁车站钢管柱抗拉钢板下混凝土浇筑方法，混凝土拌制采用分批次拌制的方式，使混凝土原料的混合更为均匀；

3.本发明所述的地铁车站钢管柱抗拉钢板下混凝土浇筑方法，通过补偿注浆的方式，进一步地的确保混凝土的密实性。

附图说明

图1是本发明实施例中的钢管柱的结构示意图；

图2是本发明实施例中的抗拉钢板的结构示意图；

图3是本发明实施例中的抗剪钢牛腿的结构示意图；

图中，1-钢管柱本体、2-钢套箍、3-抗剪钢牛腿、4-抗拉钢板、41-抗拉钢板本体、42-泄气孔、43-抗拉钢板支撑板、5-抗剪钢板。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例

一种地铁车站钢管柱抗拉钢板下混凝土浇筑方法，包括如下步骤：

步骤1：抗拉钢板4的加工及安装，将钢套箍2通过若干m20高强抗剪螺栓固定套设在混凝土钢管柱的外侧，将圆环状的抗拉钢板4通过抗拉钢板支撑板43固定设置在钢套箍2的一端，其中，圆环状的抗拉钢板4通过两块半圆环钢板焊接而成，拼接焊缝宽为8mm，圆环状的抗拉钢板采用co2保护焊焊接在钢套箍2的外侧，在圆环状的抗拉钢板4的表面上开钻24个泄气孔42，在其中2个泄气孔42上安装注浆管；

步骤2：混凝土配制，采用水灰比为0.45～0.48、混凝土坍落度在160～180mm之间、经时损失小于60mm、高效减水剂的减水率大于20％并添加有粉煤灰和矿粉的混凝土；

步骤3：混凝土拌制：

步骤3.1：将中砂和碎石投入强制式搅拌机搅拌15s，将中砂和碎石混合均匀；

步骤3.2：将水泥、粉煤灰和矿粉投入强制式搅拌机搅拌25s；

步骤3.3：将水投入强制式搅拌机搅拌25s；

步骤3.4：将高效减水剂投入强制式搅拌机搅拌25s；

步骤3.5：继续将强制式搅拌机内的混凝土原料搅拌50s，出料；

步骤4：混凝土浇筑，采用混凝土输送泵浇筑进行混凝土的浇筑，采用在底纵梁和底板的两侧分别浇筑的方式进行浇筑；

步骤5：补偿注浆，待混凝土浇筑完成，混凝土强度达到设计强度的100％后，通过注浆管进行水泥浆的灌注，其中，水泥浆采用水灰比为1:1的水泥浆。

作为本实施例的一种优选，两块半圆环钢板上开设的泄气孔42均匀排布在半圆环钢板的板面上。

在本实施例的步骤1中，混凝土钢管柱的直径为800mm，混凝土钢管柱外设钢套箍2，钢套箍2由16mm厚钢板卷制而成，钢套箍2外与直径为2152mm、厚度为20mm的抗拉钢板4焊接，并通过6个抗拉钢板支撑板43焊接牢固，抗拉钢板支撑板43长度为250mm，厚度为20mm，抗拉钢板4表面钻3排同心圆泄气孔42，三个同心圆半径分别为r1＝581、r2＝746、r3＝911，抗拉钢板4按90°划分为4个区域，每个区域为6个泄气孔42，共计24个泄气孔42。

在本实施例的步骤1中，钢套箍2亦能够在制作钢管柱时同步制作。

在本实施例的步骤2中，优选采用301份的水泥、67份的粉煤灰、69份的矿粉、781份的中砂、1083份的碎石、158份的水和4.52份的高效减水剂。

在本实施例的步骤3中，通过分批投料，拌合时间长，所拌制混凝土拌合均匀，和易性好，更有利于混凝土自密实。

在本实施例的步骤5中，在凝土强度达到设计强度100％后直接进行水泥浆的灌注，以补偿混凝土与混凝土钢管柱和抗拉钢板4之间的缝隙，也能够补偿混凝土未浇筑到位的空隙。

步骤2中，混凝土原材料细骨料采用中砂，细度模数为2.5～2.8，粗骨料采用粒径为5～21.5的碎石，水泥采用普通硅酸盐p.o42.5水泥，掺入ii级粉煤灰和s95矿粉，外加剂采用减水率为20％的高效减水剂。

步骤4中，浇筑结构板顺序应由远端向近端倒退式方法浇筑，先浇筑边角处，底纵梁和底板相交时，遇到下翻梁应先浇底纵梁的混凝土，待梁混凝土浇到底板底标高时，底板和底纵梁混凝土同步浇筑，遇到上翻梁时应先浇结构板混凝土，底纵梁和底板重叠部分底纵梁与底板混凝土同时浇筑，然后再浇筑超过底板顶标高部分底纵梁的混凝土，混凝土应分层浇筑，分层捣固，最大分层高不得大于450mm，小于500mm厚的板应一致性浇筑；优先浇筑钢管柱抗拉钢板4下混凝土，由于钢管柱下部的抗拉钢板4距离底板混凝土垫层仅有60mm，或距离中板底模仅60mm，空间狭小有限，混凝土进入抗拉钢板4底部难度大，且无法捣固，浇筑时混凝土输送泵管软管先置于抗拉钢板4、底纵梁、底板一侧交叉处，泵管距离板面筋100～150mm，依靠混凝土输送泵的压力和混凝土的超流态性能将混凝土送入抗拉钢板4底部内，其底部空气通过泄气孔42排出，当一半以上的泄气孔42有混凝土水泥浆冒出时，将输送泵软管移至底纵梁和底板相对一侧交叉处进行浇筑另一侧抗拉钢板4下混凝土，浇筑方法同上；当抗拉钢板4下混凝土浇筑完成后同步浇筑底纵梁和底板其它部位的混凝土，直至浇筑结束。

步骤4中，在混凝土浇筑之前，采用混凝土输送泵输送水泥砂浆进行润滑泵管。

步骤1中，在圆环状的抗拉钢板4的表面上开钻24个泄气孔42，其中，24个泄气孔42均匀开设在圆环状的抗拉钢板4上。

步骤5中，采用注浆泵进行水泥浆的注入，注浆压力为1.0～1.2mpa。

如图1-3所示，本发明还提供一种钢管柱，包括钢管柱本体1、套设在钢管柱本体1外侧的钢套箍2、分别固定安装在钢套箍2两端的抗剪钢牛腿3和抗拉钢板4、通过抗剪钢牛腿3固定设置在钢套箍2上的抗剪钢板5，抗拉钢板4包括圆环状的抗拉钢板本体41和开设在抗拉钢板本体41上的24个泄气孔42，圆环状的抗拉钢板本体41的内环配合于套设在钢管柱本体1外侧的钢套箍2。

24个泄气孔中，其中2个泄气孔42中连通有注浆管。

圆环状的抗拉钢板本体41通过抗拉钢板支撑板43固定在钢套箍2上，其中，钢套箍2的周身环形阵列有6个抗拉钢板支撑板43。

钢套箍2通过高强抗剪螺栓固定套设在钢管柱本体1的外侧。

抗剪钢板5为圆环状，抗剪钢牛腿3焊接在钢套箍2和抗剪钢板5之间，抗剪钢板5的内环也焊接在钢套箍2上。

抗剪钢牛腿3为钢板结构，钢板的立边焊接在钢套箍2上，钢板的平边焊接在抗剪钢板5上，钢板的阶梯边上焊接有角钢，其中，钢套箍2的周身环形阵列有6个抗剪钢牛腿3。

本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书界定。