權利要求書： 1.一種鋼管混凝土拱肋的施工方法，其特征在于：混凝土為微膨脹的自密實混凝土，使拱肋內(nèi)的混凝土在受到外加壓力的狀態(tài)下終凝成型，避免在隨后的使用過程中脫粘，具體的施工方法包括以下步驟：S1：鋼管段的制作制作各鋼管段；在拱肋頂部鋼管段的端部焊接橫隔板，橫隔板中部連接圓筒狀的缸體，缸體的外端臨時固定有活塞體，活塞體的加載面朝外；所述活塞體的組成包括端板、側(cè)板、端板的加勁矩形板；側(cè)板為圓筒狀，外表面光潔；所述缸體為圓筒狀，內(nèi)表面光潔；所述活塞體的側(cè)板的遠離端板的端部，外側(cè)面上沿圓周有密封槽，密封槽內(nèi)放置有密封圈；

S2：安裝鋼管段吊裝拱肋的各個鋼管段，在拱頂留一間隙，間隙兩側(cè)為上一步驟中制作的頂部鋼管段，橫隔板靠近間隙；調(diào)整各鋼管段標高，符合設計要求后，焊接相鄰鋼管段；

拱頂間隙兩側(cè)的頂部鋼管段，焊接連接鋼構件；

S3：壓注混凝土向拱頂兩側(cè)的拱肋段內(nèi)壓注混凝土，利用拱肋段上的多個第一階段排氣管，確保壓注飽滿，混凝土上表面和鋼管間沒有滯留空氣；

S4：施加壓力向間隙內(nèi)吊放并安裝加力設備，撤除缸體和活塞體間的臨時固定措施，加力設備對兩端的活塞體施加頂推力；靠近拱頂?shù)匿摴芡獗砻姘惭b有應變計，監(jiān)測鋼管的環(huán)向應力，以設定的環(huán)向應力限值，控制頂推；若在環(huán)向應力達到限值前，千斤頂?shù)男谐虒⑦_到最大值，可通過橫隔板上的補漿孔向拱肋段內(nèi)壓注不含粗集料的混凝土的漿液，同時，千斤頂回程；千斤頂回程結束后，停止通過補漿孔的壓注，繼續(xù)開始操作千斤頂，使其伸長；

如此循環(huán)，直到環(huán)向應力達到限值；在混凝土達到設定強度前，維持此頂推力；

S5：完成間隙段的混凝土灌注移除加力設備，用鋼管片連接間隙兩側(cè)的拱肋段，各鋼管片連接在一起，組成連接兩側(cè)拱肋段的間隙鋼管段；向間隙鋼管段內(nèi)壓注混凝土；新壓注的混凝土終凝并達到設定的強度后，拆除原先跨越間隙的連接鋼構件。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種鋼管混凝土拱肋的施工方法，其特征在于：所述微膨脹的自密實混凝土的強度等級至少為C60。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種鋼管混凝土拱肋的施工方法，其特征在于：所述間隙的寬度、兩個臨時固定的活塞體的端板間的距離，均大于加力設備的初始長度。

4.根據(jù)權利要求1所述的一種鋼管混凝土拱肋的施工方法，其特征在于：所述加力設備為液壓千斤頂。

5.根據(jù)權利要求1所述的一種鋼管混凝土拱肋的施工方法，其特征在于：所述拱肋段的中部有密封的橫隔板，將拱肋段分為多個壓注倉；在步驟S3中，從低到高依次壓注兩側(cè)對應的壓注倉；

6.根據(jù)權利要求5所述的一種鋼管混凝土拱肋的施工方法，其特征在于：在壓注靠近橋面的壓注倉時，壓注口設在該壓注倉的上端，混凝土從壓注倉的高端進入壓注倉。

7.根據(jù)權利要求1所述的一種鋼管混凝土拱肋的施工方法，其特征在于：所述鋼管片的橫向中部靠近連接鋼構件，從而避免連接鋼構件影響相鄰鋼管片的焊接作業(yè)。

說明書： 一種鋼管混凝土拱肋的施工方法技術領域[0001] 本發(fā)明涉及建筑施工技術領域，尤其涉及一種鋼管混凝土拱肋的施工方法。背景技術[0002] 近些年，鋼管混凝土在超高層建筑和大跨橋梁中得到廣泛應用，其截面以圓形為主。鋼管和混凝土相輔相成，一方面鋼管類似箍筋，使得混凝土三向受壓，抗壓能力增強，另一方面，內(nèi)填混凝土又解決了鋼管潛在的失穩(wěn)問題。[0003] 隨著實際工程中鋼管混凝土應用的增多，發(fā)現(xiàn)很多內(nèi)部混凝土和鋼管內(nèi)壁存在空隙，空隙厚度大的稱為脫空，間隙厚度很小的一般稱為脫粘。鋼管混凝土拱橋的拱肋暴露在野外，且采用泵送混凝土灌注，一般認為，按照相關的工藝標準進行施工，混凝土的內(nèi)部即可達到密實。但按常規(guī)方法施工的鋼管混凝土拱橋，混凝土和鋼管間的脫空不可避免。脫空的主要原因是混凝土在形成強度過程中的干縮，使用過程中溫度作用下混凝土徑向收縮，或鋼管徑向膨脹造成的二者脫離等。在建筑結構中，主要是這種界面脫離造成徑向的脫粘。對于鋼管混凝土拱橋，脫空和脫粘主要發(fā)生在拱頂段，因為拱頂段相對較平坦，且是整個拱肋的最高部位。脫空直接影響鋼管和混凝土的共同作用，且多數(shù)設計規(guī)范目前尚未考慮脫空的影響。

[0004] 如何避免鋼管混凝土構件的脫空引起了關注?，F(xiàn)行的方法主要是采用微膨脹混凝土、緩膨脹混凝土、以及在鋼管內(nèi)壁焊接防脫粘的連接件等。因較多的防脫粘連接件，會增加混凝土泵送的阻力，不能過多設置。目前主要靠混凝土的膨脹增強鋼管對混凝土的緊箍力，從而防范脫粘。然而混凝土的體積膨脹量有限，高溫使鋼管的膨脹作用更大，因此，混凝土和鋼管的脫粘不可避免。發(fā)明內(nèi)容[0005] 本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術中存在的缺點，而提出的一種鋼管混凝土拱肋的施工方法。[0006] 發(fā)明采用的技術方案：使拱肋內(nèi)的混凝土在受到外加壓力的狀態(tài)下終凝成型，避免在隨后的使用過程中脫粘，具體的施工方法包括以下步驟：[0007] S1：鋼管段的制作制作各鋼管段；在拱肋頂部鋼管段的端部焊接橫隔板，橫隔板中部連接圓筒狀的缸體，缸體的外端臨時固定有活塞體，活塞體的加載面朝外；[0008] S2：安裝鋼管段吊裝拱肋的各個鋼管段，在拱頂留一間隙，間隙兩側(cè)為上一步驟中制作的頂部鋼管段，橫隔板靠近間隙；調(diào)整各鋼管段標高，符合設計要求后，焊接相鄰鋼管段；拱頂間隙兩側(cè)的頂部鋼管段，焊接連接鋼構件；[0009] S3：壓注混凝土向拱頂兩側(cè)的拱肋段內(nèi)壓注混凝土，確保壓注飽滿，混凝土上表面和鋼管間沒有滯留空氣；[0010] S4：施加壓力向間隙內(nèi)吊放并安裝加力設備，撤除缸體和活塞體間的臨時固定措施，加力設備對兩端的活塞體施加頂推力；靠近拱頂?shù)匿摴芡獗砻姘惭b有應變計，監(jiān)測鋼管的環(huán)向應力，以設定的環(huán)向應力限值，控制頂推；在混凝土達到設定強度前，維持此頂推力；[0011] S5：完成間隙段的混凝土灌注移除加力設備，用鋼管片連接間隙兩側(cè)的拱肋段，各鋼管片連接在一起，組成連接兩側(cè)拱肋段的間隙鋼管段；向間隙鋼管段內(nèi)壓注混凝土；新壓注的混凝土終凝并達到設定的強度后，拆除原先跨越間隙的連接鋼構件。[0012] 優(yōu)選地，所述混凝土為微膨脹的自密實混凝土，強度等級至少為C60。[0013] 優(yōu)選地，所述活塞體的組成包括端板、側(cè)板、端板的加勁矩形板；側(cè)板為圓筒狀，外表面光潔。[0014] 優(yōu)選地，所述缸體為圓筒狀，內(nèi)表面光潔。[0015] 優(yōu)選地，所述活塞體的側(cè)板的遠離端板的端部，外側(cè)面上沿圓周有密封槽，密封槽內(nèi)放置有密封圈。[0016] 優(yōu)選地，所述間隙的寬度、兩個臨時固定的活塞體的端板間的距離，均大于加力設備的初始長度。[0017] 優(yōu)選地，所述加力設備為液壓千斤頂。[0018] 優(yōu)選地，所述拱肋段的中部有密封的橫隔板，將拱肋段分為多個壓注倉；在步驟S3中，從低到高依次壓注兩側(cè)對應的壓注倉；[0019] 優(yōu)選地，在壓注靠近橋面的壓注倉時，壓注口設在該壓注倉的上端，混凝土從壓注倉的高端進入壓注倉。[0020] 優(yōu)選地，所述鋼管片的橫向中部靠近連接鋼構件，從而避免連接鋼構件影響相鄰鋼管片的焊接作業(yè)。[0021] 本發(fā)明的有益效果為：通過對鋼管內(nèi)剛壓注的混凝土施加外部壓力，使混凝土更密實；外部壓力及混凝土的微膨脹，均使鋼管的直徑發(fā)生膨脹，在混凝土終凝后，鋼管緊密地箍在內(nèi)部的混凝土柱上，增強了兩者間的粘結力，可避免脫粘；該發(fā)明中的外部作用力施加在拱頂位置，考慮到新澆筑的混凝土不同于水和液壓油等常規(guī)的液體，壓力的傳遞受到混凝土與鋼管壁間粘滯阻力等因素的影響，壓力的作用向拱肋底部逐漸遞減，有效的范圍主要在拱頂段，而這正是容易發(fā)生脫空和脫粘的部位，因此，本發(fā)明中將加力裝置設置在頂部，方法效率高；該方案中采用的材料為型鋼，采用的設備均為工地常用設備，增加的操作僅為焊接和液壓千斤頂?shù)牟僮?，因此，用材料少，操作簡單，只增加極少的造價。附圖說明[0022] 圖1為實施例1中對拱肋混凝土施加頂推力期間拱頂拱肋縱剖示意圖；[0023] 圖2圖1中A?A的剖視示意圖；[0024] 圖3連接前的拱肋側(cè)視示意圖；[0025] 圖4圖3中過B?B的剖視示意圖；[0026] 圖5制作中的缺陷體的軸向剖視示意圖；[0027] 圖6拱肋段間的連接鋼梁側(cè)視示意圖；[0028] 圖7連接后的拱肋縱剖示意圖；[0029] 圖8壓注混凝土后的兩拱肋段縱剖示意圖；[0030] 圖9缸體和活塞體間的初始連接示意圖；[0031] 圖10兩拱肋段間焊接鋼管段后的縱剖示意圖；[0032] 圖11拱肋成型后的縱剖示意圖；[0033] 圖12間隙鋼管段鋼片拼裝示意圖。[0034] 圖中：1?鋼管，2?混凝土，3?第一階段排氣管，4?T型鋼梁，5?千斤頂，6?加勁三角板，7?橫隔板，8?缸體，9?活塞體，10?缺口，11?立柱，12?橫梁，13?加勁矩形板，14?端板，15?側(cè)板，16?螺桿，17?密封圈，18?第二階段排氣管，19?第二階段進料管，20?上鋼管片，21?下鋼管片，22?補漿孔。具體實施方式[0035] 實施例1[0036] 本實施例以某鋼管混凝土拱橋中的一根拱肋的成型為例。該拱肋的鋼管外徑為1200mm，壁厚20mm。為提高成型后鋼管與內(nèi)部混凝土間的抗脫粘能力，采用本發(fā)明中的施工方案。該鋼管混凝土拱肋的施工方法包括以下步驟：

[0037] S1：鋼管段的制作以拱頂為界，兩側(cè)各為一個拱肋段，兩個拱肋段相對于跨中位置對稱。每個拱肋段由數(shù)個鋼管段組成。制作各鋼管段。在拱肋頂部鋼管段的端部焊接橫隔板7，橫隔板7中部連接圓筒狀的缸體8，缸體8的外端臨時固定有活塞體9，參見圖1、圖5和圖9。橫隔板7和鋼管1的連接處，增加有加勁三角板6，見圖4。臨時固定措施包括沿圓周均勻分布的16個直徑為20mm的螺桿16，螺桿16穿過缸體8上的通孔后，進入側(cè)板15上的非貫通螺孔?；钊w9的組成包括端板14、側(cè)板15、加勁矩形板13；側(cè)板15為圓筒狀，外表面光潔。缸體

8為圓筒狀，內(nèi)徑600mm，內(nèi)表面光潔?；钊w9的側(cè)板15的遠離端板14的端部，外側(cè)面上沿圓周有密封槽，密封槽內(nèi)放置有密封圈17。橫隔板7上有補漿孔22，內(nèi)安有單向閥，只能流入不能流出。

[0038] S2：安裝鋼管段吊裝拱肋的各個鋼管段，參見圖3。在拱頂留一間隙，間隙兩側(cè)為上一步驟中制作的頂部鋼管段，橫隔板7靠近間隙；間隙的寬度為800mm，端板14的外表面距離間隙100mm。調(diào)整各鋼管段標高，符合設計要求后，焊接相鄰鋼管段；拱頂間隙兩側(cè)的頂部鋼管段，焊接T型鋼梁4作為連接鋼構件。沿間隙的一周均勻設置有5根T型鋼梁4，見圖2。T型鋼梁4采用常規(guī)的T型鋼，T型鋼高294mm寬300mm腹板厚12mm，翼板厚20mm；在T型鋼翼緣上加焊一與翼緣同寬度，厚度為18mm的鋼板，確保所有T型鋼梁4的截面面積之和大于鋼管1的截面面積。拱肋段間的T型鋼梁4的側(cè)視示意圖如圖6所示，為方便后續(xù)施工，T型鋼梁4中部有一長度為1000mm的缺口10，缺口10的深度為40mm。在此階段，安裝由立柱11和橫梁12組成的吊架，見圖7。[0039] S3：壓注混凝土所述混凝土2為微膨脹的自密實混凝土，強度等級為C60。每側(cè)的拱肋段為一個壓注倉，有多個第一階段排氣管3。有多個進料口，最低處的進料口位于拱肋高度的中部。兩側(cè)同步地從低到高向兩拱肋段內(nèi)壓注混凝土2；在最低處的進料口壓注時，開始階段，混凝土2依靠自身重力，從高端流入低端；后續(xù)壓注時，比直接從橋面端壓注所需的壓力小。壓注過程中，從低到高，及時關閉出漿的第一階段排氣管3.完成兩個拱肋段的混凝土2的泵送施工，壓注混凝土后的兩拱肋段縱剖示意圖見圖8。拱肋段內(nèi)已壓注飽滿，混凝土2上表面和鋼管1間沒有滯留空氣。[0040] S4：施加壓力混凝土2的泵送施工完成后，立即向拱頂?shù)拈g隙內(nèi)吊放并安裝千斤頂5，采用手動葫蘆調(diào)整千斤頂5的位置。頂伸桿完全回縮后，千斤頂5的初始長度為700mm，外徑為600mm，內(nèi)徑為400mm。卸除臨時固定缸體8和活塞體9間的螺桿16。千斤頂5對兩端的活塞體9施加頂推力；拱肋段拱頂端鋼管1外表面安裝應變計，監(jiān)測鋼管1的環(huán)向應力。設定的環(huán)向應力限值150MPa，以此控制頂推；在混凝土2達到設計強度80%前，維持頂推力。[0041] 靠近拱頂處的混凝土2，可以近似按常規(guī)液體中的方法分析壓強的傳遞，以此估算所需的千斤頂頂推力。根據(jù)缸體8內(nèi)徑與千斤頂5內(nèi)徑的尺寸，在混凝土2內(nèi)產(chǎn)生1MPa的壓強增量，至少對應千斤頂5內(nèi)油壓2.25MPa的油壓增量；再考慮到鋼管1的尺寸，混凝土內(nèi)1MPa的壓強增量，對應鋼管1環(huán)向29MPa的應力增量。因此，若設定使拱肋段拱頂端鋼管1內(nèi)產(chǎn)生150MPa的應力增量，對應地混凝土內(nèi)的壓強增量大于5MPa，千斤頂5內(nèi)的油壓增量約為

11.3MPa，對應千斤頂5的頂推力為165tonf。因此，在選擇千斤頂5時，可選擇額定頂推力為

250tonf或300tonf的。在施加力過程中，觀測鋼管1上的應變計，監(jiān)控拱頂附近鋼管1的環(huán)向應力。若在環(huán)向應力達到限值前，千斤頂5的行程將達到最大值，可通過補漿孔22向拱肋段內(nèi)壓注不含粗集料的混凝土2的漿液，同時，千斤頂5回程；千斤頂5回程結束后，停止通過補漿孔22的壓注，繼續(xù)開始操作千斤頂5，使其伸長。如此循環(huán)，直到環(huán)向應力達到限值。

[0042] S5：完成間隙段的混凝土灌注移除千斤頂5，用上鋼管片20和下鋼管片21連接間隙兩側(cè)的拱肋段，兩個鋼管片間也焊接，組成連接兩側(cè)拱肋段的間隙鋼管段，見圖10和圖12；間隙鋼管段的底部和頂部分別設置有第二階段進料管19和第二階段排氣管18。間隙鋼管段上包裹電熱毯，對該段鋼管加熱，促使鋼管膨脹。向間隙鋼管段內(nèi)壓注混凝土2；新壓注的混凝土2終凝并達到設定的強度后，拆除電熱毯；拆除原先跨越間隙的T型鋼梁4，以及吊架等，修正拱肋表面，拱肋成型后的縱剖示意圖見圖11。

[0043] 至此，按本發(fā)明的方案，完成了該拱肋的成型施工。