[发明专利]一种薄壁高墩通风孔结构及设置方法

权利要求书

1.一种薄壁高墩通风孔结构的设置方法，该薄壁高墩通风孔结构包括多段构成薄壁高墩（1）的上隔板（12）、下隔板（13）和四周薄壁腹板（11），以及每段中由上隔板（12）、下隔板（13）和四周薄壁腹板（11）共同围合而成的空腔（2），还包括设置在顺桥向两侧薄壁腹板上的多个通风孔（3），每个通风孔均连通空腔（2）；所述的上隔板（12）、下隔板（13）和四周薄壁腹板（11）均为钢筋混凝土结构，且四周薄壁腹板（11）是由腹板钢筋网（4）浇筑而成，其特征在于所述的通风孔（3）是与防护罩（5）一体设计制作而成，该防护罩（5）包括圆筒（51）、设置在圆筒端部的耳扣（52）和封闭圆筒的栅网（54）；所述的圆筒（51）经耳扣（52）安装定位在腹板钢筋网（4）上，并在腹板钢筋网浇筑混凝土时同步形成了通风孔（3）的内设防护罩（5）；所述的薄壁高墩某段空腔（2）体积为V，多个通风孔（3）总面积为A，薄壁高墩外部朝阳侧温度为T₁，空腔（2）内部初始温度为T₂，薄壁高墩外部背阳侧温度为T₃，薄壁高墩外部朝阳侧气流流速为k的气流通过通风孔（3）进入空腔（2）内部，假设薄壁高墩外部朝阳侧气流通过通风孔进入空腔内部进行热交换后立即均匀分布，空腔内部t时刻的温度T(t)，则在dt时间内薄壁高墩外部朝阳侧流进空腔内部温度T₁的气流体积为Akdt，从空腔内部流到薄壁高墩外部背阳侧温度T(t)的气流体积为Akdt，忽略通风孔气流的摩阻影响，于是

公式一、

公式二、

由公式二可见，在薄壁高墩（1）某段空腔体积V、气流流速即一般指风速k、薄壁高墩外部朝阳侧温度为T₁、空腔（2）内部初始温度为T₂确定后，为了减少薄壁高墩高温度差应力引起的耐久性影响，选定合适的空腔内外部降温时间，即可算出薄壁高墩（1）该段通风孔（3）的总面积，进而算出单个通风孔（3）的面积；

公式一、公式二中的各符号定义为：

——薄壁高墩（1）分某段由上隔板（12）、下隔板（11）和四周薄壁腹板（14）共同围合而成的空腔（2）体积，；

——某段多个通风孔（3）总面积，；

——某段单个通风孔（3）总面积，；

——某段多个通风孔（3）的个数；

——某段薄壁高墩（1）外部朝阳侧温度，，℃；

——某段空腔（2）内部初始温度，℃；

——某段薄壁高墩（1）外部背阳侧温度，，℃；

——合适的空腔（2）内外部降温时间，；

——某段空腔（2）内部时刻的温度，℃；

——某段空腔（2）内部时刻的温度，℃；

——某段空腔（2）内部时刻的温度，℃；

——某段薄壁高墩（1）外部朝阳侧气流流进空腔（2）内部的流速和空腔（2）内部流出至薄壁高墩（1）外部背阳侧的流速，由试验或类比法确定，；

所述的空腔（2）内部温度高于外部温度时也同理推导得到类似计算公式；

所述的薄壁高墩通风孔结构的设置方法包括如下步骤：

步骤一、试验检测

根据建设薄壁高墩桥梁的地理位置，检测桥位处阳光照射的最高温度T₁, 和无太阳的最低温度T₂以及沿着薄壁高墩高度的温度分布规律，或通过类比法选定；

检测桥位处的风速，或通过类比法选定；

步骤二、设计计算

根据耐久性要求，选定薄壁高墩（1）合适的空腔内外部降温时间；

②采用公式一、公式二计算薄壁高墩每段通风孔（3）的总面积，进而算出该段每个通风孔（3）的面积和通风孔的个数；

步骤三、防护罩制作

选择ASA改性树脂，符合耐久性要求；

②制作防护罩模具；

③浇注防护罩（5），并检验合格；

在防护罩两端圆形空间内填塞泡沫塑料，用胶带粘贴密封两端表面；

步骤四、通风孔施工

下段下隔板（12）、四周薄壁腹板（11）、上隔板（13）完成后，在下段上隔板上安装薄壁高墩腹板内模板；

②绑扎腹板钢筋网（4），在顺桥向两侧薄壁腹板通风孔防护罩外壁范围内截断或折弯腹板钢筋网，并预留出通风孔（3）位置；

③按设计要求在每个通风孔位置初步定位防护罩（5），用扎丝穿过耳扣（52）的耳扣孔（53），将防护罩（5）精确固定定位在腹板钢筋网（4）上；

在下段上隔板上安装薄壁高墩外模板；

浇筑四周薄壁腹板（11）混凝土，混凝土避开通风孔（3）、防护罩（5）的位置注入，插入式振捣器避开通风孔、防护罩的位置振捣混凝土；

按规定时间拆除腹板内外模板，通风孔、防护罩处缓慢拆卸模板，以免损坏通风孔（3）、防护罩（5）；撕开防护罩表面密封胶带，清除两侧圆形空间内填塞的泡沫塑料；

安装上隔板底模板，绑扎上隔板钢筋，浇筑上隔板混凝土，按规定时间拆除上隔板模板，从上隔板预留的人孔中抽出底模板时不能碰撞通风孔（3）、防护罩（5）；

按以上程序施工完成薄壁高墩所有通风孔（3）、防护罩（5）。