CN113640086A - 一种钢管混凝土脱空检测试件的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种钢管混凝土脱空检测试件的制作方法,所述方法包括以下步骤:S1:制作缺陷体;S2:将所述缺陷体固定在钢管内壁上,所述钢管内部安装模板和撑杆,在所述模板和所述钢管内壁之间浇筑混凝土,养护;S3:拆除所述撑杆、所述模板和所述钢管,去除所述缺陷体,得到预制件;S4:将所述预制件粘在所述钢管内壁指定位置;S5:将所述钢管下端采用密封措施;S6:在所述钢管中浇筑混凝土,所述钢管上端采用密封措施。本申请提供的钢管混凝土脱空检测试件的制作方法,首先利用钢管制作包含缺陷的预制件,然后将该预制件粘贴到钢管内壁,最后浇筑混凝土,制成试件,制作试件的方法成功率高,操作难度低。
Description
技术领域
本发明涉及结构检测技技术领域,尤其涉及一种钢管混凝土脱空检测试件的制作方法。
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表面存在空隙,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密实,但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干缩,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。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。
从外表无法观察钢管内部混凝土的状况,如何检测实际工程结构中钢管混凝土的脱空引起了关注。现行检测方法主要有超声波法,敲击法,瞬态冲击法和压电陶瓷法等。为研究各种检测方法的检测效果,主要是对脱空区域和脱空深度的检测,需要制作钢管混凝土脱空检测试件,对设计的已知缺陷进行测试,对各种检测方法进行校准和标定,确定采用各种方法时对应的定量方法。
在钢管混凝土试件内制作出一个特定的脱空缺陷比较困难。目前有在钢管内壁粘贴泡沫块的制作方法,但泡沫块的存在影响振动中弹性波的传播,特别是在缺陷外部的钢管上敲击时,泡沫块影响产生的声音的声幅和频率组成。由于试件的混凝土在形成强度过程中的干缩,在设定的脱空缺陷范围以外,常出现钢管和混凝土脱粘,影响测试结果。
发明内容
本申请提供一种钢管混凝土脱空检测试件的制作方法,解决了现有技术中制作特定脱空缺陷的检测试件技术难度大的技术问题。
本申请提供一种钢管混凝土脱空检测试件的制作方法,所述方法包括以下步骤:
S1:制作缺陷体,其外表面形状同设定的缺陷;
S2:将所述缺陷体固定在钢管内壁上,所述钢管内部安装模板和撑杆,在所述模板和所述钢管内壁之间浇筑混凝土,混凝土顶部高出所述缺陷体上表面,养护;
S3:待所述模板和所述钢管内壁之间的混凝土成型后,拆除所述撑杆、所述模板和所述钢管,去除所述缺陷体,得到预制块体;切割所述预制块体的缺陷周边的混凝土,使所述预制块体的缺陷周边有混凝土侧壁,得到预制件;
S4:将所述预制件粘在所述钢管内壁指定位置;
S5:将所述钢管两端采取端部抗脱粘措施,下端采用密封措施;
S6:在所述钢管中浇筑混凝土,所述钢管上端采用密封措施。
在一些实施例中,步骤S5中,所述端部抗脱粘措施为在靠近两端的所述钢管壁上,均钻有数个沿圆周分布的螺栓孔,向所述钢管内安装螺栓,每个螺杆在所述钢管内、外均有螺母,拧紧两个螺母将相应的螺栓固定。
在一些实施例中,将所述螺栓的螺栓头设置在所述钢管内。
在一些实施例中,所述钢管外侧的螺母垫有橡胶垫,确保对应的螺栓孔密闭。
在一些实施例中,所述钢管各端的螺栓组成一层,所述螺栓到对应的所述钢管端部的距离至少为5公分。
在一些实施例中,所述钢管各端的螺栓组成两层,两层所述螺栓之间的间距至少为5公分。
在一些实施例中,步骤S6中,在所述钢管上方放置外径小于钢管内径的垫板,在垫板上放置配重块。
在一些实施例中,所述钢管上下两端的密封措施为采用密封盖,所述密封盖与所述钢管侧壁的接缝处采用密封胶带进行密封。
在一些实施例中,所述密封盖的材质为橡胶。
在一些实施例中,在步骤S6中,在所述钢管内粘贴所述预制件后,洒水使所述预制件湿透,并等待所述预制件表面干后,排出所述钢管内的积水,再向所述钢管内浇筑混凝土。
本申请有益效果如下:
1、本申请提供的钢管混凝土脱空检测试件的制作方法,首先利用钢管制作包含缺陷的预制件,然后将该预制件粘贴到钢管内壁,最后浇筑混凝土,制成试件,制作试件方法可操作性强,对制作人员的技术无特殊要求;
2、通过在混凝土和钢管间增加螺栓连接,将二者牢固连接在一起,避免出现脱粘;
3、通过在浇筑后的混凝土顶部放置垫板和配重块,对钢管内的混凝土加压,可避免在混凝土形成强度阶段干缩,钢管内环向拉力可对混凝土提供一定的套箍力,避免混凝土与钢管脱粘,且该操作简单,效果好;
4、在钢管两端安装密封盖,且采用了胶带,确保了钢管两端不会因为混凝土暴露在空气中,失水干缩引起端部脱粘,否则钢管端部脱粘会快速扩展到整个试件;
5、本方案需要增加的材料少,费用低,且不增加试件制作难度;在试验结束后拆除试件时,只需用风镐凿除试件端部部分混凝土,卸除螺栓,采用敲击或加热等方法,即可使钢管和内部的混凝土快速脱粘,便于拆除,方便采用该钢管制作其它试件,钢管的重复利用可减少试验费用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例。
图1为本申请中过试件中心线和脱空缺陷的竖剖示意图;
图2为本申请中过螺栓中心线的试件横截面示意图;
图3为图1中的脱空缺陷的局部放大示意图;
图4为本申请中脱空缺陷的正视示意图(图中未示出钢管);
图5为本申请中过脱空缺陷的试件横断面示意图;
图6为本申请中制作预制件的模板示意图;
图7为本申请中试件浇筑混凝土后的养护阶段示意图。
其中,1-钢管,2-混凝土,3-脱空缺陷,4-密封盖,6-螺栓,7-密封胶带,8-预制件,9-缺陷体,10-模板,11-撑杆,12-垫板,13-配重块。
具体实施方式
本申请实施例通过提供一种钢管混凝土脱空检测试件的制作方法,解决了现有技术中制作特定脱空缺陷的检测试件技术难度大的技术问题,参见图1-7。
钢管1和混凝土2组成钢管混凝土。钢管1为一段无缝钢管,内径为610mm,壁厚为10mm,高度为1500mm;脱空缺陷3位于钢管1的中部,脱空缺陷3的厚度为5mm,沿钢管1轴向长250mm,沿钢管1的周向对应的圆心角为20度。
所述方法具体包括以下步骤:
S1:制作缺陷体9,其外表面形状同设定的缺陷。制作缺陷体9时,用石膏紧贴钢管1的内表面,制作缺陷体9的毛坯,待石膏凝固并达到足够的强度后,取出毛坯,打磨其表面,使其外表面形状同设定的缺陷,得到缺陷体9。打磨过程中,与钢管1接触的侧面,只修正其大小,并不打磨其沿半径方向的尺寸;用防水涂料处理缺陷体9的外表面;
S2:将所述缺陷体9固定在钢管1内壁上,所述钢管1内部安装模板10和撑杆11,缺陷体9底面高出钢管1底端10mm,模板10的高度为270mm,在所述模板10和所述钢管1内壁之间浇筑混凝土,混凝土顶部与模板10顶部平齐,养护;
S3:待所述模板10和所述钢管1内壁之间的混凝土成型后,拆除所述撑杆11、所述模板10和所述钢管1,去除所述缺陷体9,得到预制块体;切割所述预制块体的缺陷周边的混凝土,使所述预制块体的缺陷周边有混凝土侧壁5mm,得到预制件8;
S4:将所述预制件8粘在所述钢管1内壁指定位置,粘贴预制件8采用掺水泥的环氧树脂胶,确保密不透气;
S5:先在所述钢管1两端采取端部抗脱粘措施,在靠近两端的所述钢管1壁上,均钻有数个沿圆周分布的螺栓孔,螺栓孔与对应的钢管1端部的距离为100mm,螺栓孔的个数为8个均匀分布,向所述钢管1内安装螺栓6,每个螺杆在所述钢管1内、外均有螺母,拧紧两个螺母将相应的螺栓6固定,将所述螺栓6的螺栓头设置在所述钢管1内,钢管1外侧的螺母垫有橡胶垫,确保对应的螺栓孔密闭;再在所述钢管1下端采用密封措施,所述密封盖4的材质为橡胶,橡胶密封盖4的厚度为2mm,密封盖4与所述钢管1侧壁的接缝处采用密封胶带7进行密封;
S6:在所述钢管1中浇筑混凝土,所述钢管1上端采用密封措施。在钢管1内粘贴所述预制件8后,洒水使所述预制件8湿透,并等待预制件8表面干后,排出所述钢管1内的积水,再向钢管1内浇筑混凝土2。上端的密封措施与上一施工步中的相同。在钢管1上方放置外径小于钢管1内径的垫板12,垫板12直径为600mm,在垫板12上放置配重块13。
在该钢管混凝土脱空检测试件测试后,可以重复使用钢管1。只需拧掉外部的螺母,把端部的混凝土2凿除一部分,取出螺栓6;然后敲打钢管1的外壁,可辅以加热,使混凝土2与钢管1的内壁脱粘,即可使二者分开。
尽管已描述了本发明的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种钢管混凝土脱空检测试件的制作方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
S1:制作缺陷体,其外表面形状同设定的缺陷;
S2:将所述缺陷体固定在钢管内壁上,所述钢管内部安装模板和撑杆,在所述模板和所述钢管内壁之间浇筑混凝土,混凝土顶部高出所述缺陷体上表面,养护;
S3:待所述模板和所述钢管内壁之间的混凝土成型后,拆除所述撑杆、所述模板和所述钢管,去除所述缺陷体,得到预制块体;切割所述预制块体的缺陷周边的混凝土,使所述预制块体的缺陷周边有混凝土侧壁,得到预制件;
S4:将所述预制件粘在所述钢管内壁指定位置;
S5:将所述钢管两端采取端部抗脱粘措施,下端采用密封措施;
S6:在所述钢管中浇筑混凝土,所述钢管上端采用密封措施。
2.如权利要求1所述的钢管混凝土脱空检测试件的制作方法,其特征在于,步骤S5中,所述端部抗脱粘措施为在靠近两端的所述钢管壁上,均钻有数个沿圆周分布的螺栓孔,向所述钢管内安装螺栓,每个螺杆在所述钢管内、外均有螺母,拧紧两个螺母将相应的螺栓固定。
3.如权利要求2所述的钢管混凝土脱空检测试件的制作方法,其特征在于,将所述螺栓的螺栓头设置在所述钢管内。
4.如权利要求2所述的钢管混凝土脱空检测试件的制作方法,其特征在于,所述钢管外侧的螺母垫有橡胶垫,确保对应的螺栓孔密闭。
5.如权利要求2所述的钢管混凝土脱空检测试件的制作方法,其特征在于,所述钢管各端的螺栓组成一层,所述螺栓到对应的所述钢管端部的距离至少为5公分。
6.如权利要求2所述的钢管混凝土脱空检测试件的制作方法,其特征在于,所述钢管各端的螺栓组成两层,两层所述螺栓之间的间距至少为5公分。
7.如权利要求1所述的钢管混凝土脱空检测试件的制作方法,其特征在于,步骤S6中,在所述钢管上方放置外径小于钢管内径的垫板,在垫板上放置配重块。
8.如权利要求1所述的钢管混凝土脱空检测试件的制作方法,其特征在于,所述钢管上下两端的密封措施为采用密封盖,所述密封盖与所述钢管侧壁的接缝处采用密封胶带进行密封。
9.如权利要求8所述的钢管混凝土脱空检测试件的制作方法,其特征在于,所述密封盖的材质为橡胶。
10.如权利要求1所述的钢管混凝土脱空检测试件的制作方法,其特征在于,在步骤S6中,在所述钢管内粘贴所述预制件后,洒水使所述预制件湿透,并等待所述预制件表面干后,排出所述钢管内的积水,再向所述钢管内浇筑混凝土。
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