鋼管拱橋拱肋混凝土的壓注施工

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1 工程概況

231省道車路河大橋主橋采用80m鋼管混凝土系桿拱，矢高f=17．778m，跨比D≈1/4．5，拱軸線為二次拋物線，拱肋采用啞鈴形的鋼管拱。拱肋主弦管及綴板內填充C40微膨脹砼，弦管及綴板上均設置砼下料孔，拱部設置出氣孔，采用砼泵兩端對稱同步壓注到位。

2 施工流程

采用高壓砼輸送泵，從拱腳對稱一次頂升灌注至拱頂。施工流程為:設置溢流管→安裝連接砼泵管→檢測泵管氣密性→高標號水泥砂漿濕潤泵管→輸送泵壓注C40微膨脹砼→拱頂溢流管排出適量砼→關閉倒流截止閥→拆管完成壓注。

3 設備的配置

根據現場施工條件，配備砼輸送泵兩臺，地泵安放位置盡量靠近拱肋進料位置處，以減小砼泵送的壓力損失。現場配置足夠數量的泵管，各管節連接螺栓必需擰緊，在使用前充分檢查接頭處是否嚴密。泵送管道必須支撐固定牢靠，避免下部懸空。

壓注砼在砼拌和站使用自動稱量的強制式拌和機拌制，使用4臺砼罐車分別向兩側運送砼。拌和站電力供應接電網，同時配置發電機組，保證砼拌和連續進行。

4 拱肋砼壓注施工方法及施工要點

4．1 拱肋壓注砼順序

鋼管拱肋砼的壓注分左右幅對稱進行，共需12次壓注施工，施工順序安排如下:左幅下弦管(先外后內);左幅上弦管(先內后外);左幅綴板(先外后內);右幅下弦管(先外后內);右幅上弦管(先內后外);右幅綴板(先外后內)。施工時嚴格按照順序安排壓注施工，注意兩側壓注施工需同步、對稱均衡。

4．2 壓注施工前準備工作

(1)施工前由技術負責人向施工班組及主要操作人員進行技術交底，詳細說明砼拌和質量要求、拱肋壓注施工的順序、操作流程以及施工要求、質量檢驗的方法和容許偏差。

(2)砼原材料進場前必需試驗檢測，符合要求后方能使用。泵送頂升壓注的砼應具有低含氣量、大流動性、收縮補償、緩凝早強等性能，其配合比應經試驗確定。

(3)施工前需配置足夠的施工機械，特別是砼輸送泵使用前應做好維護保養，確保性能良好。

(4)拱肋鋼管的壓注孔、排氣孔、防倒流截止閥等使用前應做好檢查，防止堵塞。

(5)在鋼管頂面每隔10m設一小孔，壓注砼時便于排除管內空氣，減小砼上升阻力，也便于操作人員觀察砼頂面高度，壓注到位后需及時封堵。

(6)施工應選擇一天中氣溫較低的時間段進行，在六級以上的大風時應停止施工，以確保施工安全。

(7)施工前從拱頂壓注清水沖洗管道，使管道內殘渣及雜物通過設置在拱腳處的出渣口排出，沖洗完成后封閉出渣口。

4．3 設置溢流管

在鋼管拱肋頂面設置溢流鋼管，其直徑為20cm，高度為150cm。壓注砼時水泥漿和砼通過溢流管溢出，從而保證拱肋砼的施工質量。

4．4 安裝連接砼泵管

砼壓注口進料短管設置在距拱腳底部1m處，進料管與拱肋交角為30度，較小的交角使得壓注砼時較為順暢，減少砼沖擊拱肋鋼管內壁，減少砼粗細骨料的分離和離析。進料管的接頭應能保證與砼輸送泵兼容連接。在進料短管上設置防倒流截止閥，確保啟閉良好有效。

4．5 檢測泵管氣密性

連接好砼輸送泵至進料管的泵管，施工前關閉進料管上的閥門，在輸送泵料斗中打滿清水，啟動輸送泵向泵管內壓注清水，檢查泵管是否存在漏水及漏氣現象，如有則及時擰緊接頭重新試驗，確保泵管的氣密性符合要求。

4．6 高標號水泥砂漿濕潤泵管

正式開始泵送時，拌和站先拌制2m3高標號水泥砂漿，兩臺輸送泵分別泵入1m3高標號水泥砂漿至拱肋內，起到潤滑泵管及拱肋管壁，減小砼泵送壓注阻力的作用。

4．7 拱肋C 40微膨脹砼的壓注

(1)施工前應測定碎石和中砂的含水量，及時調整施工配合比。拌和站對各種原材料的稱量應準確，拌和時采用強制式拌和機攪拌均勻，每盤料的攪拌時間需在1．5分鐘以上。

(2)砼罐車運輸砼時應保持罐體慢速旋轉拌和，防止運輸過程中因顛簸造成砼的離析，運輸過程中嚴禁向罐體內加水。罐車到達現場后應檢測砼的坍落度，坍落度一般要求在18～22cm，不符合要求或發生嚴重泌水的砼嚴禁使用。

(3)施工現場安排專人使用對講機指揮和調度，以保證兩臺泵同步施工。

(4)泵送時，混凝土泵應處于慢速、勻速并隨時可能反泵狀態。泵送的速度應先慢后快。同時應觀察混凝土泵的壓力和系統的工作情況，待各系統運轉順利，方可用正常速度進行泵送。混凝土泵送連續進行，如必須中斷時，其中斷時間不得超過攪拌至澆筑完畢所允許的延續時間。

(5)泵送混凝土時，混凝土泵的活塞應盡可能最大行程運轉。如輸送管內吸人了空氣，應立即反泵吸出混凝土至料斗中重新攪拌，排出空氣后再泵送。

(6)當混凝土泵出現壓力升高且不穩定、油溫升高、輸送管明顯振動等現象而泵送困難時．不得強行泵送，并應立即查明原因，采取措施排除。

(7)砼從拱腳至拱頂對稱、均衡地壓注，壓注需連續進行，不得中斷。兩岸砼的壓注需均衡，施工時需防止一邊過快。可調整砼卸料速度、兩臺輸送泵的泵送速度和敲打拱肋鋼管檢查砼面位置等方法來控制。要求拱肋內兩端壓注的砼長度差不大于1m。

(8)當拱頂溢流管排出水泥漿時，應減慢泵送的速度，直至拱頂端溢流管排出正常砼時方可停止泵送。

(9)拱肋砼壓注完成后應及時關閉壓注口的防倒流截止閥。

(10)微膨脹砼泵送時操作要點:①泵送砼時，采用3臺高壓輸送泵，其中1臺泵作為備用，每條拱肋的鋼管和綴板內腔砼采用2臺泵從兩端對稱同時泵送。②在現場配備同樣長度數量的泵管、彎頭和密封圈一套作為備用。③微膨脹砼泵送前每個輸送泵先壓一定量的水再壓一定量的砂漿做先導，用以濕潤鋼管拱內壁和輸送管內壁，部分多余砂漿由排氣孔鋼管排出，部分多余砂漿在泵送砼時由排放孔排出，排放孔排出多余砂漿后，用原來的開口蓋板封住并焊接和磨平。④微膨脹砼進入運輸罐車前的坍落度，由拌和站試驗人員先檢驗，混凝土到現場后坍落度控制在18～22cm之間。⑤由輸送泵把微膨脹砼泵送到鋼管內，待上面的出氣孔出漿并溢出混凝土后，兩側泵應暫停5分鐘并穩住壓力。⑥泵送時要求控制每條拱肋兩端的砼液面的高差在100cm以內。⑦按照兩端對稱壓注的原則，以每車為單位，對稱壓注微膨脹砼。⑧現場質檢人員做好記錄，控制好同一段時間內兩端輸送的砼方量大致相等。為保證兩端砼面高差在100cm以內，現場按以下兩種方法來控制:a．控制兩端砼罐車的車數。每臺泵泵完1車砼后，待另一端的一車砼泵送完后再同時泵送另一車，確保同一時間內所輸出的砼車數相同。b．每根鋼管有雙數臺罐車運送砼土，每端的砼罐車的臺數相同，每端的砼罐車臺數中有1臺罐車運送砂漿。⑨砼罐車出混凝土速度與泵送速度要一致，避免無混凝土運轉。⑩在泵送砼時，對拱頂標高、四分之一拱跨處的鋼管頂標高、拱腳位移進行檢測，防止鋼管拱肋發生縱向失穩和拱腳位移過大，檢測頻率為拱肋每端各泵送完一車砼檢測一次。

設專人觀察排氣孔鋼管冒漿情況，排氣孔鋼管冒出砼后，立即停止泵送微膨脹砼，以避免排氣孔鋼管破裂。

4．8 封堵出漿、進料口

砼壓注完畢后，待微膨脹砼強度達到設計強度的50%以上后，割去上鋼管、下鋼管及綴板上的灌注孔短鋼管和排氣孔鋼管，將開口蓋板按設計要求進行補焊。補焊前先把砼鑿至補焊的鋼板底面稍低處，用砂漿填補，立即壓上蓋板再焊接并磨平。

4．9 砼密實性檢查

拱肋砼壓注完成，管壁與砼應結合緊密，管內的砼應密實。砼達到設計強度后，對砼與鋼管的密實情況用超聲波無損檢測進行檢查，如發現砼未完全壓滿壓實，采用鉆孔壓漿填充密實。

4．10 質量控制和檢測

(1)質量控制。①控制好原材料質量:做好砼配合比的設計，施工過程中根據現場情況及時調整施工配合比，使其滿足施工可泵性的要求;②合理施工組織:根據施工方案合理安排施工設備，施工過程中加強控制，確保壓注過程連續、均衡地進行。③施工過程中做好壓注記錄，及時質量檢測。

(2)檢測方法。采用敲擊法全面檢測拱肋鋼管砼的壓注質量，同時采用超聲波無損檢測。對敲擊中發出異響的部位鉆孔檢測，發現問題及時處理。

根據同類鋼管拱砼壓注經驗，在拱頂10～15m范圍普遍存在0．3-2．0cm的空隙，因此在拱頂10～15m范圍內鉆ф8mm檢查孔檢查拱頂是否存在空隙。對問題部位進行壓漿處理，并復查密實為止。超聲波每跨檢測拱腳、L/4處、拱頂五個斷面。

5 結語

采用砼泵送壓注施工工藝，鋼管拱肋內砼密實，內部質量較好。經檢測，該橋拱肋砼壓注密實，強度和線型達到設計要求，為類似橋梁的施工提供了有益的參考。

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［2］鞏亞定．鋼管混凝土拱橋混凝土灌注技術研究［J］．甘肅科技，2012，28(7):109-111．

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