鋼管拱頂升混凝土施工技術(shù)

王小波

(中鐵上海工程局市政有限公司，上海 200333)

鋼管拱頂升混凝土施工技術(shù)

王小波

(中鐵上海工程局市政有限公司，上海 200333)

結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)鋼管拱頂升混凝土施工技術(shù)的工藝特點(diǎn)、工藝原理及操作要點(diǎn)等內(nèi)容進(jìn)行了總結(jié)分析，通過(guò)工程實(shí)踐，積累了豐富的施工經(jīng)驗(yàn)和工程數(shù)據(jù)，為實(shí)際工程施工提供參考。

鋼管；拱頂升；混凝土；施工

襄陽(yáng)長(zhǎng)征東路跨清河橋第三聯(lián)主拱橋跨主河槽為鋼管混凝土系桿拱橋結(jié)構(gòu)。 采用主跨80 m(計(jì)算跨度77.10 m)下承式鋼管混凝土系桿拱橋，矢高15.22 m，矢跨比為1/5，主拱肋中心間距25.6 m。拱肋采用“啞鈴”型實(shí)體截面，拱肋高2.2 m，寬1.0 m，采用兩根直徑1.0 m螺旋焊縫鋼管+綴板組合而成，壁厚均為20 mm，鋼管內(nèi)灌注C50微膨脹混凝土。拱肋之間設(shè)兩道一字橫撐和兩道K 撐，橫撐水平間距為9.4 m。橫撐截面采用圓形鋼管截面，直徑1.0 m，壁厚為16 mm。

1 混凝土設(shè)計(jì)

主橋鋼管拱C50微膨脹混凝土方量240 m3。每側(cè)鋼管拱在正中間封堵，形成軸對(duì)稱的四區(qū)域，每部分混凝土用量為60 m3，其中每根鋼管內(nèi)28 m3(兩根)，綴板內(nèi)4 m3。

混凝土配合比：(1)水泥：華新水泥P.O52.5，符合國(guó)家質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求。(2)砂：河南紅河道淤沙，模數(shù)2.6，符合國(guó)家質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求。(3)碎石：產(chǎn)地東津山碎石，最大粒徑20 mm、連續(xù)級(jí)配，符合國(guó)家質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求。(4)摻合料：粉煤灰(襄陽(yáng)天健公司Ⅱ級(jí)粉煤灰)、礦粉(華新S95 級(jí)礦粉)，均滿足國(guó)家質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。(5)外加劑：建山科技JS-102 減水劑、武漢三源SY-G 膨脹劑，均滿足國(guó)家質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。(6)水：采用自來(lái)水，符合國(guó)家飲用水標(biāo)準(zhǔn)。

2 施工方案概述

主橋鋼管拱混凝土頂升采用2 臺(tái)輸送泵(另備用1 臺(tái))，施工時(shí)布置在拱腳處的鋼棧橋上，每臺(tái)輸送泵保證2臺(tái)混凝土運(yùn)輸車。壓漿時(shí)2 臺(tái)輸送泵同時(shí)作業(yè)，保證混凝土頂升時(shí)對(duì)稱均勻上升。為保證鋼管拱自身結(jié)構(gòu)受力穩(wěn)定，混凝土頂升順序先上弦管，再綴板，最后下弦管。

鋼管拱混凝土頂升施工工藝：混凝土頂升前的檢查、準(zhǔn)備工作→壓漿短管的安設(shè)→排氣孔安設(shè)→輸送泵的選型及安設(shè)頂升壓漿→關(guān)閉截止閥→初凝后補(bǔ)焊鋼管→檢查驗(yàn)收。

3 施工組織

(1)壓漿短管的安設(shè)。進(jìn)料口設(shè)置在距離拱座邊1 m處，進(jìn)料口直徑比壓漿短管直徑大3 mm，壓漿短管孔徑采用125 mm，與混凝土輸送管等直徑，與鋼管拱軸線成30°的角度，壓漿短管長(zhǎng)度1 800 mm。混凝土輸送管與弦管用法蘭盤連接，并設(shè)止?jié){閥。

(2)排氣孔的安設(shè)。每根鋼管拱頂管內(nèi)用鋼板隔開，在此鋼板兩側(cè)150 mm處對(duì)稱安設(shè)直徑φ150 mm，高1 300 mm 的排氣管。上旋管排氣管安設(shè)在拱頂正上方，綴板、下旋管排氣管安設(shè)在拱頂斜上方最高點(diǎn)，保證拱內(nèi)氣壓的流通。

(3)混凝土輸送泵安設(shè)。2 臺(tái)輸送泵分別停放在拱腳附近的鋼棧橋上，罐車直接卸料。

(4)頂升壓漿。頂升壓漿順序：先上旋管，再綴板，后下旋管。具體順序見圖1，按1→2→3→4→5→6順序進(jìn)行澆筑，現(xiàn)場(chǎng)保持緊湊連續(xù)作業(yè)，不易停滯時(shí)間長(zhǎng)。

圖1 混凝土頂升順序示意圖

(6)關(guān)閉截止閥

混凝土泵送完后，立即關(guān)閉弦管上的止?jié){閥門，拆除輸送管進(jìn)行下個(gè)施工。進(jìn)行下一個(gè)施工前必須將上一個(gè)弦管留在泵車料斗里混凝土全部清除，然后用水將泵車的料斗、泵管清洗干凈。嚴(yán)禁將料斗里的混凝土和水泥砂漿混合在一起作為弦管的砂漿灌注到鋼管拱內(nèi)，這種情況十分容易導(dǎo)致泵管堵管的現(xiàn)象發(fā)生。待壓漿全部完成后將料斗里混凝土全部清除，拆除管道進(jìn)行徹底清洗。

(7)監(jiān)控測(cè)量

點(diǎn)位布設(shè)：混凝土頂升前，項(xiàng)目測(cè)量人員與監(jiān)控單位配合，現(xiàn)場(chǎng)布設(shè)鋼管拱監(jiān)控點(diǎn)，然后收集鋼管拱頂升前、頂升過(guò)程中及頂升后測(cè)量數(shù)據(jù)，作好相關(guān)記錄，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)分析原因。

監(jiān)控測(cè)量設(shè)備：精度2 s檢定合格的萊卡全站儀1臺(tái)、檢定合格的南方水準(zhǔn)儀1臺(tái)、監(jiān)控方法：采用全站儀對(duì)拱線型進(jìn)行監(jiān)測(cè)，采用水準(zhǔn)儀與鋼卷尺配合進(jìn)行高程的測(cè)量，測(cè)溫儀進(jìn)行溫度測(cè)量，應(yīng)力儀對(duì)內(nèi)力進(jìn)行測(cè)量。

(8)初凝后補(bǔ)焊鋼管

在鋼管內(nèi)混凝土初凝后，立即安排電焊工割除進(jìn)料口鋼管，然后補(bǔ)焊拱肋，缺口最好使用割除下來(lái)的鋼板，焊接到位后再涂裝油漆，修整到位。

(9)檢查驗(yàn)收

當(dāng)拱肋混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，用超聲波對(duì)拱內(nèi)混凝土的密實(shí)情況進(jìn)行檢查。根據(jù)檢查情況對(duì)鋼管拱進(jìn)行相應(yīng)的處理，保證鋼管拱的質(zhì)量。

3 質(zhì)量保證措施

(1)加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)一指揮，分工明確，相互配合。項(xiàng)目經(jīng)理負(fù)責(zé)總指揮，生產(chǎn)副經(jīng)理負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)指揮，鋼管拱四端由四名技術(shù)人員進(jìn)行指揮，各灌注口安排4名操作人員負(fù)責(zé)接管、拆管、堵塞排氣孔檢查、檢查泵管接頭與弦管的各個(gè)焊縫等。

(2)灌注混凝土前，組織指揮和操作人員進(jìn)行技術(shù)交底，使每人明確自己的崗位職責(zé)和質(zhì)量職責(zé)，確保技術(shù)要求的貫徹執(zhí)行。

(3)派人員到混凝土攪拌站監(jiān)督督促混凝土的供應(yīng)，與現(xiàn)場(chǎng)密切保持聯(lián)系，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的需用量及時(shí)進(jìn)行供應(yīng)。

(4)在輸送泵現(xiàn)場(chǎng)，派專人對(duì)混凝土運(yùn)輸車進(jìn)行調(diào)度指揮，保證運(yùn)輸車進(jìn)出場(chǎng)暢通。

(5)現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備土工布及高壓水泵，混凝土澆筑完成后，及時(shí)覆蓋灑水降溫，防止太陽(yáng)暴曬和混凝土水化熱使鋼管拱溫度過(guò)高造成拱肋漲裂。

(6)應(yīng)急措施：為保證頂升混凝土的順利進(jìn)行，避免設(shè)備故障及混凝土堵管現(xiàn)造成的質(zhì)量隱患，場(chǎng)備用1臺(tái)地泵、20 m進(jìn)料管、兩套截止閥、氣割及焊機(jī)等，一旦出現(xiàn)堵管，馬上重新割口，安裝進(jìn)料口繼續(xù)壓漿。

4 結(jié) 論

本方案對(duì)襄陽(yáng)長(zhǎng)征東路跨清河橋鋼管拱頂升混凝土施工過(guò)程進(jìn)行了分析，認(rèn)為該技術(shù)保證了工程的質(zhì)量，取得了良好的效果。

通過(guò)該工程的施工，我們有兩點(diǎn)體會(huì)。

(1)良好的工作性能是保證灌注施工正常進(jìn)行的關(guān)鍵。

(2)在制定鋼管滬寧圖灌注施工工藝時(shí)，混凝土灌注過(guò)程要做到均勻連續(xù)，同時(shí)要做好施工監(jiān)控，以保證工程質(zhì)量。

[1] 申英桃.淺談無(wú)風(fēng)撐混凝土系桿拱橋的穩(wěn)定設(shè)計(jì)[J].河南水利，2004，(1).

[2] 侯志偉.大跨度拱橋中鋼管混凝土應(yīng)用的探討[J].黑龍江交通科技，2011，(9).

[3] 孫潮，楊亞林，陳寶春.鋼管混凝土三跨連續(xù)下承式剛架系桿拱靜力性能分析[A].中國(guó)鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)分會(huì)第十次年會(huì)論文集[C].2005.

Ascending concrete construction technique with steel tube concrete tied arch

WANG Xiao-bo

(Shanghai Municipal Bureau of China Railway Engineering Co., Ltd，.Shanghai 200333，China)

Combining with the actual construction, the paper summarizes and analyzes the properties of concrete construction technique with steel tube concrete tied arch. The actual construction accumulates rich experience and engineering data. We hope to provide references for other engineering constructions.

steel tube;concrete tied arch;concrete;construction

2015-12-25

王小波(1974-)，男，湖北襄陽(yáng)人，工程師，主要從事道路、橋梁、隧道土建施工研究。

U445

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1008-3383(2016)02-0058-02