本發(fā)明涉及建筑施工，具體為一種具有高內(nèi)壁粘結(jié)質(zhì)量的鋼管混凝土柱及其施工方法。

背景技術(shù)：

1、鋼管混凝土就是把混凝土灌入鋼管中并搗實以加大鋼管的強度和剛度。其具備承載力高且延性好抗震性能優(yōu)越的特性，能夠極大的縮短施工周期，是一種適用于當(dāng)下建筑施工領(lǐng)域內(nèi)，符合快進度高效率的施工標(biāo)準(zhǔn)。

2、在對鋼管混凝土進行澆筑施工時，鋼管柱內(nèi)混凝土構(gòu)造橫斷面大，混凝土強度等級高，水泥水化熱較大且難釋放，溫度過高容易致使內(nèi)部混凝土結(jié)構(gòu)破壞，且混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度高于鋼管，使用過程中管內(nèi)混凝土降溫大于鋼管，導(dǎo)致混凝土與鋼管壁之間容易出現(xiàn)脫離趨勢，在使用過程中由于各種活荷載會在鋼管柱中產(chǎn)生應(yīng)力變化，隨著時間的推移，可能產(chǎn)生一定的脫離，影響鋼管柱剛度和內(nèi)力重分配，對結(jié)構(gòu)的使用功能可能造成影響。因此，須提供一種對鋼管柱內(nèi)混凝土進行降溫，使鋼管混凝土預(yù)先產(chǎn)生反溫差并在混凝土凝固后一段時間內(nèi)保持這種反溫差，直到凝固混凝土能夠承擔(dān)這種溫差導(dǎo)致的應(yīng)力的鋼管混凝土柱及其施工工法。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種具有高內(nèi)壁粘結(jié)質(zhì)量的鋼管混凝土柱及其施工方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種具有高內(nèi)壁粘結(jié)質(zhì)量的鋼管混凝土柱，包括鋼管柱，所述鋼管柱內(nèi)設(shè)置有用于對混凝土進行冷卻的冷卻單元，所述鋼管柱的外周面包覆有加熱單元，通過所述冷卻單元和加熱單元用于調(diào)節(jié)澆筑混凝土的鋼管柱預(yù)溫差從而實現(xiàn)預(yù)變形；所述冷卻單元包括多個冷卻水管，所述冷卻水管豎直設(shè)置于鋼管柱內(nèi)，其中一個所述冷卻水管位于鋼管柱的中部，其余所述冷卻水管呈周向排布，位于中部的所述冷卻水管的底端為進水端，多個所述冷卻水管依次通過多個連接管相連接，所述冷卻水管與連接管通過二通彎頭相連接，多個所述冷卻水管上設(shè)置有兩個鋼筋加固件，所述鋼管柱內(nèi)壁和外壁以及多個冷卻水管上均由上至下依次設(shè)置有多個溫度傳感器。

4、優(yōu)選的，所述鋼筋加固件包括多個固定座，多個所述固定座分別與冷卻水管相連接，相鄰的兩個所述固定座之間設(shè)置有固定鋼筋和斜向鋼筋，所述固定座的一側(cè)均通過延伸部與鋼管柱的內(nèi)壁相連接。

5、優(yōu)選的，多個所述溫度傳感器由上至下分成三組，相鄰兩組溫度傳感器之間間隔1000mm，每組所述溫度傳感器的數(shù)量為十三個。

6、優(yōu)選的，所述冷卻水管由上至下均依次設(shè)置有多個導(dǎo)熱套，所述導(dǎo)熱套的外周面設(shè)置有多個冷卻翅片，所述冷卻翅片上均開設(shè)有多個通孔。

7、優(yōu)選的，所述加熱單元包括伴熱帶，所述伴熱帶螺旋纏繞在鋼管柱的外周面，所述伴熱帶通過鋁膠帶與鋼管柱相連接，所述伴熱帶與鋼管柱之間設(shè)置有送水管道，通過所述伴熱帶對送水管道中的水分進行加熱從而實現(xiàn)對鋼管柱外側(cè)的加熱工作，所述鋁膠帶的外周側(cè)包覆有保溫罩。

8、優(yōu)選的，還包括循環(huán)單元，所述循環(huán)單元包括箱體，所述箱體的一側(cè)設(shè)置有出水管和進水管，所述出水管的一端與位于中部的冷卻水管的底端相連接，所述出水管的另一端延伸至箱體的內(nèi)部并設(shè)置有導(dǎo)熱彎管，所述導(dǎo)熱彎管的進水端與進水管相連接，所述導(dǎo)熱彎管上由上至下依次設(shè)置有多個散熱翅片，多個所述散熱翅片通過固定板與箱體的內(nèi)壁相連接。

9、優(yōu)選的，所述箱體相對的兩側(cè)均開設(shè)有多個通風(fēng)孔，所述箱體的內(nèi)壁設(shè)置有兩個連接板，所述連接板與通風(fēng)孔相對的一側(cè)設(shè)置有多個密封圈，所述連接板上均設(shè)置有多個與通風(fēng)孔相對應(yīng)的堵板，兩個所述連接板上螺紋連接有兩個雙螺紋絲桿，兩個所述雙螺紋絲桿上均設(shè)置有同步輪一，兩個所述同步輪一套接有同步帶一。

10、優(yōu)選的，所述箱體的一側(cè)轉(zhuǎn)動連接有多個驅(qū)動軸，所述驅(qū)動軸的一端延伸至箱體的內(nèi)部并設(shè)置有扇葉，所述箱體的一側(cè)設(shè)置有電機，所述電機的輸出軸和多個驅(qū)動軸的端部均設(shè)置有同步輪二，多個所述同步輪二上套接有同步帶二，所述箱體內(nèi)壁的底部設(shè)置有冷卻模塊。

11、優(yōu)選的，所述冷卻單元的出水端與加熱單元的進水端相連接，所述加熱單元的出水端與進水管相連接。

12、一種具有高內(nèi)壁粘結(jié)質(zhì)量的鋼管混凝土柱的施工方法，具體步驟包括：

13、對鋼管柱進行吊裝至指定的位置，然后通過焊接的方式將冷卻單元安裝于鋼管柱內(nèi)，冷卻單元安裝完成后進行水壓試驗；

14、在鋼管柱上標(biāo)記出試驗區(qū)段，再在試驗區(qū)段上標(biāo)記出標(biāo)記點，按照標(biāo)記點從上至下安裝加熱單元，將加熱單元與電源接線盒相連接后，對加熱單元進行檢查和測試；

15、將混凝土澆筑于鋼管柱內(nèi)，通過加熱單元對鋼管柱的外周側(cè)進行升溫，加熱單元的恒定溫度為t0+30℃，其中，t0為瞬態(tài)氣溫(即環(huán)境瞬態(tài)溫度)，實現(xiàn)對鋼管柱的預(yù)加熱，通過冷卻單元內(nèi)部流通低溫液體帶走冷卻單元附近的熱量，對混凝土進行降溫，用于降低鋼管柱內(nèi)部砼溫度峰值。

16、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

17、通過冷卻單元對鋼管柱內(nèi)部的混凝土進行冷卻降溫，通過加熱單元對鋼管柱的外部進行恒溫加熱，通過上述兩種方式的結(jié)合，減少鋼管柱內(nèi)部混凝土因溫度過高而產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)損傷，通過預(yù)溫差實現(xiàn)預(yù)變形，即鋼管柱預(yù)膨脹和混凝土預(yù)收縮，在后期取消溫控后，在溫度的影響下鋼管柱收縮混凝土膨脹，使二者貼合的更緊密，有利于鋼管柱混凝土后期剛度的保持；

18、本發(fā)明應(yīng)用工藝簡單，通過內(nèi)部降溫以及外部加熱，使預(yù)反溫差更容易達(dá)到，減少了能源的損耗，且冷卻單元部分結(jié)構(gòu)和加熱單元均可回收重復(fù)使用，有效的降低了施工成本。

技術(shù)特征：

1.一種具有高內(nèi)壁粘結(jié)質(zhì)量的鋼管混凝土柱，其特征在于，包括鋼管柱，所述鋼管柱內(nèi)設(shè)置有用于對混凝土進行冷卻的冷卻單元，所述鋼管柱的外周面包覆有加熱單元，通過所述冷卻單元和加熱單元用于調(diào)節(jié)澆筑混凝土的鋼管柱預(yù)溫差從而實現(xiàn)預(yù)變形；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有高內(nèi)壁粘結(jié)質(zhì)量的鋼管混凝土柱，其特征在于，所述鋼筋加固件包括多個固定座，多個所述固定座分別與冷卻水管相連接，相鄰的兩個所述固定座之間設(shè)置有固定鋼筋和斜向鋼筋，所述固定座的一側(cè)均通過延伸部與鋼管柱的內(nèi)壁相連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有高內(nèi)壁粘結(jié)質(zhì)量的鋼管混凝土柱，其特征在于，多個所述溫度傳感器由上至下分成三組，相鄰兩組溫度傳感器之間間隔1000mm，每組所述溫度傳感器的數(shù)量為十三個。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有高內(nèi)壁粘結(jié)質(zhì)量的鋼管混凝土柱，其特征在于，所述冷卻水管由上至下均依次設(shè)置有多個導(dǎo)熱套，所述導(dǎo)熱套的外周面設(shè)置有多個冷卻翅片，所述冷卻翅片上均開設(shè)有多個通孔。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有高內(nèi)壁粘結(jié)質(zhì)量的鋼管混凝土柱，其特征在于，所述加熱單元包括伴熱帶，所述伴熱帶螺旋纏繞在鋼管柱的外周面，所述伴熱帶通過鋁膠帶與鋼管柱相連接，所述伴熱帶與鋼管柱之間設(shè)置有送水管道，通過所述伴熱帶對送水管道中的水分進行加熱從而實現(xiàn)對鋼管柱外側(cè)的加熱工作，所述鋁膠帶的外側(cè)包覆有保溫罩。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有高內(nèi)壁粘結(jié)質(zhì)量的鋼管混凝土柱，其特征在于，還包括循環(huán)單元，所述循環(huán)單元包括箱體，所述箱體的一側(cè)設(shè)置有出水管和進水管，所述出水管的一端與位于中部的冷卻水管的底端相連接，所述出水管的另一端延伸至箱體的內(nèi)部并設(shè)置有導(dǎo)熱彎管，所述導(dǎo)熱彎管的進水端與進水管相連接，所述導(dǎo)熱彎管上由上至下依次設(shè)置有多個散熱翅片，多個所述散熱翅片通過固定板與箱體的內(nèi)壁相連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種具有高內(nèi)壁粘結(jié)質(zhì)量的鋼管混凝土柱，其特征在于，所述箱體相對的兩側(cè)均開設(shè)有多個通風(fēng)孔，所述箱體的內(nèi)壁設(shè)置有兩個連接板，所述連接板與通風(fēng)孔相對的一側(cè)設(shè)置有多個密封圈，所述連接板上均設(shè)置有多個與通風(fēng)孔相對應(yīng)的堵板，兩個所述連接板上螺紋連接有兩個雙螺紋絲桿，兩個所述雙螺紋絲桿上均設(shè)置有同步輪一，兩個所述同步輪一套接有同步帶一。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種具有高內(nèi)壁粘結(jié)質(zhì)量的鋼管混凝土柱，其特征在于，所述箱體的一側(cè)轉(zhuǎn)動連接有多個驅(qū)動軸，所述驅(qū)動軸的一端延伸至箱體的內(nèi)部并設(shè)置有扇葉，所述箱體的一側(cè)設(shè)置有電機，所述電機的輸出軸和多個驅(qū)動軸的端部均設(shè)置有同步輪二，多個所述同步輪二上套接有同步帶二，所述箱體內(nèi)壁的底部設(shè)置有冷卻模塊。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種具有高內(nèi)壁粘結(jié)質(zhì)量的鋼管混凝土柱，其特征在于，所述冷卻單元的出水端與加熱單元的進水端相連接，所述加熱單元的出水端與進水管相連接。

10.一種如權(quán)利要求1-9任意一項所述的具有高內(nèi)壁粘結(jié)質(zhì)量的鋼管混凝土柱的施工方法，其特征在于，具體步驟包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種具有高內(nèi)壁粘結(jié)質(zhì)量的鋼管混凝土柱及其施工方法，屬于建筑施工技術(shù)領(lǐng)域，包括鋼管柱，所述鋼管柱內(nèi)設(shè)置有用于對混凝土進行冷卻的冷卻單元，所述鋼管柱的外周面包覆有加熱單元，通過所述冷卻單元和加熱單元用于調(diào)節(jié)澆筑混凝土的鋼管柱預(yù)溫差從而實現(xiàn)預(yù)變形，通過上述兩種方式的結(jié)合，減少鋼管柱內(nèi)部混凝土因溫度過高而產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)損傷，通過預(yù)溫差實現(xiàn)預(yù)變形，即鋼管柱預(yù)膨脹和混凝土預(yù)收縮，在后期取消溫控后，在溫度的影響下鋼管柱收縮混凝土膨脹，使二者貼合的更緊密，有利于鋼管柱混凝土后期剛度的保持。

技術(shù)研發(fā)人員：秦紅禧,匡光華,康欣,付喜然,喻季卿,彭浩,萬梭進,譚旺,孫廣臣,范文臣,黃載龍
受保護的技術(shù)使用者：中南林業(yè)科技大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6