无站台柱雨棚钢管柱泵送混凝土顶升施工技术探讨


摘 要：结合张家界无站台柱雨棚工程实例，简述无站台柱雨棚钢管柱泵送混凝土顶升浇灌施工工艺、操作要点及质量、安全控制。

关键词：钢管混凝土；泵送顶升

 

1 引言

 

近年来，越来越多的大跨度无站台柱雨棚在我国火车站的建设中投入使用，而钢管混凝土柱以其造型流畅、结构受力性能好、截面尺寸 经济 等优势在无站台柱雨棚中得到广泛应用。钢管混凝土（concrete filled steel tube，简写为CFST）是由混凝土填入钢管内而形成的一种新型组合结构。钢管混凝土结构可使混凝土处于侧向受压状态，其抗压强度可成倍提高，同时由于混凝土的存在，提高了钢管的刚度，两者共同发挥作用，从而大大地提高了承载能力。钢管混凝土主要以轴心受压和作用力偏心较小的受压构件为主，具有良好的受力性能和施工性能，具体表现为：承载力高、延性好，抗震性能优越；施工方便，工期大大缩短；有利于钢管的抗火和防火；耐腐蚀性能优于钢结构。

 

2 张家界无站台柱雨棚工程简介

 

张家界无站台柱雨棚33773m2,主体结构采用双肢钢管混凝土组合柱支撑倒三角形钢管桁架结构，横向跨度最大达到26.25m、纵向柱距为25m,共有46榀双肢钢管混凝土组合柱需要浇注C40混凝土。每榀钢柱由2根φ630×16的钢管焊接而成，变肢距１.2～３m，其中7榀浇灌高度为29.75m，其余 39榀浇灌高度为23.75m。

 

3 钢管混凝土柱泵送顶升的特点

 

钢管混凝土柱浇灌已广泛使用的有开孔浇灌法、高位抛落法等施工方法。张家界无站台柱雨棚根据钢管混凝土柱变肢距这一特点采用在管柱下部开临时浇灌孔，用混凝土泵自下而上灌注混凝土的泵送顶升法施工。采用泵送顶升法施工，在混凝土浇灌过程中不需振捣，可节省大量的混凝土用工和机械；由于混凝土从柱根向上顶升逆向浇灌，利用混凝土的重力自密实，比传统施工工艺浇灌的混凝土更加密实、均匀，并较好地杜绝了采用高位抛落法在变肢距处出现离析、烂根等质量通病；由于双肢柱在柱脚底部连通，利用连通器原理只需在任一肢柱上开孔就可以同时将一榀双肢柱浇灌完毕，极大提高了施工效率；同时不搭设高空脚手架，减少了高空作业量,在安全保障方面可有较大改善,并且具有时间短、费用低等优点。

 

4 混凝土泵送顶升浇灌工艺原理

 

 在钢管混凝土柱的底部管壁上开一个比输送管略大的孔洞,用输送管将混凝土输送泵的出口与之连接, 利用混凝土泵的压力将自密实混凝土自下而上挤压顶升灌入钢管内，直至管内注满混凝土。钢管柱顶部设置溢流排气孔，以减少泵送压力。在钢管柱下部接口的接管上设置止流闸防止砼倒流。

 

5 混凝土泵送顶升浇灌施工工艺流程



6 混凝土泵送顶升浇灌施工操作要点

 

（1）泵送混凝土配合比：除必须满足混凝土设计强度和耐久性的要求外，尚应使混凝土满足可泵性要求，使水灰比小、坍落度大，减少混凝土收缩，强度、均匀性和凝聚性均优于普通同强度等级的塑性混凝土。在混凝土中同时掺加减水剂和膨胀剂，可使混凝土拌和物泌水率减小，含气量增加，和易性改善，从而满足泵送要求，可采用压力泌水试验结合施工经验进行控制，一般10S时的相对压力泌水率S10不宜超过40%。

S10=V10/ V140（V10、V140-混凝土加压至10S和140S时的泌水量）

粗骨料选用最大粒径与输送管径比对碎石不宜大于1：3，对卵石不宜大于1：2.5，细骨料宜采

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