鋼管拱橋拱肋砼施工

1 工程概況

霞飛橋位于廈門市海滄區，橋長77米，寬38米，橋型為凈跨66米下承式鋼管砼系桿拱橋結構。主拱采用鋼管砼結構，采用懸鏈線系桿拱。每一拱肋為雙啞鈴斷面：上下弦桿為4根φ800的鋼管砼構件；一側上下弦管間用2塊腹板連接形成一個啞鈴型斷面；兩個啞鈴間采用橫隔板連結形成整體；組成一條拱肋，全橋有兩條拱肋。兩拱肋間共設有三道橫撐，橫撐為鋼管桁架。鋼管拱內泵送C50微膨脹砼，鋼管內砼采用一級泵送一次到頂，并左右兩側同時泵送。

2 泵送砼前準備

在每根鋼管拱頂部的上弦管、下弦管及腹板倉設置出氣孔，在拱腳外各開設一個灌漿孔，并在灌漿孔處焊接一個內徑與高壓泵導管內徑相同的輸送泵鋼管閘閥，此閘閥伸入內腔5cm。在鋼管拱頂部的出氣孔各焊接一根鋼管，鋼管高度是2m，直徑是φ200mm，作為砼的反壓管，用來保證砼的密實度。

圖1 出氣孔與灌漿孔位置示意圖

在鋼管拱上開孔，然后焊接灌漿孔鋼管閘閥和出氣孔鋼管，與拱肋側面成30°角。砼泵送結束后，馬上關閉閘閥。并保留開口蓋板，等砼強度達到設計強度的50%以后，割除灌漿孔和出氣孔的鋼管。將開口蓋板按規范要求進行補焊。下弦管的出氣孔鋼管和腹板倉的出氣孔鋼管與拱表面成30°角孔口向上，上弦管的出氣孔垂直于上弦管。鋼管設計的長度和角度結合現場實際情況及經設計驗算后提供，以保證鋼管中砼的密實度。

泵送砼時，采用5臺高壓水平輸送泵，由水平輸送泵把砼泵送至鋼管拱弦管內，待上面的出氣孔鋼管出漿并冒出砼后，停止泵送砼。設有專門的人查看高壓水平輸送泵壓力表，以免壓力太高，使鋼管拱爆裂，正常泵送時壓力控制在2Mpa內，最大不超過2.5Mpa。為了防止泵送砼時，腹板倉鼓脹或爆裂，在腹板倉內每間距1m就設置一根Φ18mm的鋼筋做為拉桿。

3 C50微膨脹砼配合比及性能

砼采用微膨脹、低水化熱的流態砼。C50微膨脹砼性能如下：①初始坍落度210mm，2h后坍落度保持值210mm；②初凝時間610min、終凝時間720min；③7d抗壓強度為44.0Mpa、28d抗壓強度為：59.9Mpa；④微膨脹劑后砼膨脹率控制指標為：標準養護14d膨脹率不能高于2.0×10-4（基本對應于峰值膨脹率），28d砼膨脹率為1.8×10-4±0.1×10-4。

4 拱肋砼灌注施工

4.1 質量控制要求

要求有：①鋼管內砼不允許出現斷縫、空洞；②鋼管內砼不可與管壁分離；③管內砼的配料強度應比設計強度高10%～15%；④新灌入鋼管的砼，3d內受力不能高過30%設計強度，7d內受力不宜高于80%設計強度；⑤一根鋼管砼的灌注完成時間，不能高過第一盤入管砼的初凝時間；⑥一根鋼管砼應該要持續灌注，一氣呵成；⑦灌注溫度控制在5℃ ～35℃，當氣溫高于35℃，鋼管溫度高于55℃時，應采取有效措施降低鋼管溫度。

4.2 施工順序

對鋼管拱C50微膨脹砼灌注順序要遵守工序對稱、均衡的原則，并做到在短時間內灌注完成。泵送過程中，同時注意觀測拱軸線的變位情況。

拱肋砼灌注順序為：按應力進行第一次張拉→灌注下弦內側管→灌注上弦內側管→灌注內腹板倉→待砼強度達到80%設計強度→按應力進行第二次張拉→灌注下弦外側管→灌注上弦外側管→灌注外腹板倉→待砼強度達到80%設計強度→按應力進行第三次張拉。砼灌注工作應連續進行，要求一個鋼管內的砼在初凝時間內一次泵送完畢，中間不得有間斷；并且灌注兩肋對稱進行，進度不大于2.5m（一個節間）。每回灌注之前要先用清水將管內灰塵及雜物清除干凈。然后壓注2m3的高標號砂漿潤管，緊接著壓注C50微膨脹砼。

4.3 灌注方法

每條鋼管和腹板均采用2臺水平泵兩端同時灌注，要求控制兩端同時進行。

灌注控制要求：①灌注前每個輸送泵先壓注2m3的高標號砂漿做先導，用以濕潤鋼管拱和輸送管內壁，砂漿為微膨脹砂漿，收縮率為0%；②根據兩邊對稱壓注的原則，單位是以每車為對稱壓注。灌注前的坍落度，砼拌站試驗人員先檢驗，砼到現場后應該要重復檢驗坍落度，合格后方可泵送。坍落度小于180mm容易堵管，坍落度大于240mm容易離析。對坍落度不合格的要求退回，絕對不得使用；③現場試驗人員記錄每車砼的到場時間、泵送的起止時間和坍落度。兩端2臺泵的泵出量要求一致，在同一段時間內輸送的砼方量要相等。并保證兩側砼面高差在1m以內，現場按以下兩種方法來控制：①按制兩端砼罐車的車數。每臺泵泵完1車后，等另一端的砼輸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。②每根管鋼管有11輛罐車輸送砼，每端5輛，其中有1輛罐車運送砂漿；④待拱頂出氣孔冒出砼后，兩側泵送砼應暫停5min，然后繼續向管內壓送少量砼后才停止壓注，在灌漿孔鋼管與輸送管接頭處關上閘閥。同時拆除輸送管，再進行下一根的壓注；⑤砼輸送車出漿速度與泵送速度要一致，避免無砼空泵情況；⑥要求一直注意水平泵的工作壓力；⑦計算砼的方量必須正確，否則到最后發現砼的方量不夠，造成了堵管現象。砼灌注完八小時以后，割除灌漿孔和出氣孔的鋼管，將開口蓋板按要求進行補焊密封。補焊前先把砼鑿至補焊的鋼板底面，并用高標號砂漿補平。應對管內砼質量進行全面檢查，可先用敲擊鋼管的方法進行初步檢查，如有異常部位再借助超聲脈沖技術檢測。對不密實部位采用鉆孔壓漿填實，然后等強補焊鋼管。

5 結論

鋼管拱橋拱肋砼施工前應做好充分準備，特別是灌漿孔和出氣孔的設置，應合理、適用。為了使砼和鋼管能達到最佳的受力效果，應該注意砼中各種材料的參量及其各項性能指標的控制。同時制定嚴格的施工順序，按工序對稱、均衡的原則進行施工，并且在施工過程中應充分考慮其它的注意事項。

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