超大直徑鋼塔斜拉橋自密實補償收縮砼頂升施工技術

楊基好

中鐵十局四公司 江蘇 南京 210046

1、工程概況

安徽省金寨縣新江路長征大橋全長457m，寬35.5m，上部結構采用跨徑布置為5×30m +(80+100)m+5×30m的形式，主橋為獨塔斜拉橋結構，采用塔梁墩固結體系。主塔鋼管砼縱向呈雙柱式，單柱直徑2.5m，垂直高度為59.2m，塔身與橋面成75°夾角，塔內填充C50自密實補償收縮砼。斜拉索采用直徑7mm高強度鍍鋅平行鋼絲拉索，全橋共設置20對斜拉索，邊中跨各10對。主橋鋼橋面鋪裝采用4cm高彈性改性瀝青SMA-10+3.5cm澆筑式瀝青GA-10+0.5cm環氧樹脂防水體系。

2、自密實補償收縮砼配合比的設計

鋼塔內砼為自密實微膨脹C50砼：要求頂升至設計高度(59.2m)，這就要求砼具有較高的抗壓力泌水性、良好的坍落擴展度、低坍落度損失及砼的初凝時間。

因此對砼原材各項性能要求非常嚴格。根據設計要求：砼強度等級C50，水膠比＜0.42，膠材用量450～550kg/m3，膨脹劑用量40～60kg/m3，水中14d限制膨脹率≥0.025%，水中14d轉空氣中28d限制膨脹率≥-0.020%，坍落擴展度性能等級為SF1為500～650mm。

砼拌和經現場檢測砼坍落擴展度為570mm，擴展時間為4.2s，初始含氣量為1.8%，初凝時間為22h，砼抗離析浮漿比為3%，均符合要求。

砼澆筑時，為減少環境溫度對其影響，澆筑時間定于夜間進行，砼于晚間21點生產，22點開始澆筑，出機初始坍落擴展度為590mm,現場澆筑時坍落擴展度為590mm,澆筑過程中砼性能穩定，至第二天早上7點完成澆筑。硬化后，經檢測鋼管內砼密實性較好。

3、自密實補償收縮砼頂升施工

由于主塔的直徑較大，單根鋼塔砼頂升高度達49.8m；同時每個鋼塔中間存在八道縱向加勁肋，橫向每隔1.5m～2m之間有一道環向加勁肋，鋼塔內設置直徑1.8m的鋼筋籠，使得鋼塔內阻力大大增漲。本項目在鋼塔分段吊裝過程中,分兩次進行塔內砼頂升施工。

3.1 施工準備工作

1)使用2臺中聯重科HBT90拖泵，施工前進行調試；2) 泵管支架及泵管安裝完成； 3) 試驗人員對配料計量系統進行檢查、校核，檢查砼的塌落度、擴展度； 4) 收集天氣信息，調整砼施工時間，確保施工質量。

3.2 第一次頂升施工

當主塔完成GT-3節段安后進行第一次塔內砼施工，澆筑至GT-3鋼塔頂部1.2m以下，總高度為23.8m。采用2臺中拖泵同步加載施工C50自密實補償收縮砼。管內砼澆筑過程中要盡量保證兩個管壁同步施工，兩個管壁同步差不得大于1米。

(1)焊接單向閥

在距鋼管砼柱底部300mm～500mm開一Φ145mm圓孔，以清除柱內積水、雜物及焊接單向閥。鋼塔頂升砼施工完成后，將開孔補焊好。

(2)灌注水泥砂漿

泵送混凝士前首先泵送1m3與混凝士同標號的砂漿，以免粗骨料反彈以及接頭處混凝上質量差，同時砂漿還可在泵送過程中起到潤滑管壁的作用。混凝士灌筑完成時，砂漿將全部由上部排出。

(3)砼頂升灌注施工

砼頂升施工安排在早晚進行.開始泵送時泵車應處于低速泵送狀態，此時應注意觀察泵機的工作壓力和各部件的工作情況，待泵送順利后恢復正常速度連續灌注砼，并保持慢速、均勻、對稱、低壓的灌注工藝，灌注過程中隨時觀察砼的頂升高程，以便隨時調整灌注速度，并保持兩根鋼塔內砼高差在1m以內。砼頂升過程中保證現場最少有2車砼在現場備用，保證砼連續頂升，鋼管內的砼宜在5h以內灌注完成，最長灌注時間間隔不得超過首批灌注砼的初凝時間。

3.3 第二次頂升

當主塔全部吊完成后進行第二次砼頂升施工。在主塔的左側搭設5×2×28m鋼管柱支架作為泵管支撐架，泵管沿泵管支架向塔頂延伸，每隔3m采用14a槽鋼和支架進行固定，槽鋼和泵管之間的空隙采用木楔塞緊。

在第二次頂升面焊接隔板，隔板采用厚10mm的鋼板加工，隔板在工廠內加工成兩個直徑2.5m的半圓，隔板四周與塔內壁焊接密實，在鋼塔最高點處各預留一個ф150mm的預留孔作為出氣孔使用。

3.4 鋼管砼的養護

砼灌注完畢后，為保證灌注的砼在規定齡期內達到設計性能要求，結合鋼管砼、自密實砼特點制定了下列養護措施：

(1)應在灌注砼結束后對鋼管頂部砼表面用土工布加以覆蓋養護并鋪設灑水；

(2)對摻用高效緩凝減水劑及膨脹劑的砼，養護時間不得少于14d；

(3)砼強度達到設計強度80%前，應控制鋼管溫度不超過30℃、不低于5℃。

4、工程應用及效益分析

4.1 技術優點

“超大直徑鋼塔斜拉橋自密實補償收縮砼頂升施工技術”解決了鋼塔內砼密實度不足、離析、鋼管內黏結不牢靠等缺陷，確保了施工質量，簡化了施工工藝，減少了周轉材料和人力的投入，節約施工成本，縮短了施工工期。

超大直徑的鋼管砼頂升施工技術含量和技術難度大，中鐵十局金寨縣新江路長征大橋主塔砼的成功頂升，為國內外類似工程的施工積累了寶貴的施工經驗。

4.2 效益分析

該技術在安徽省金寨縣新江路長征大橋中的成功應用，經濟和社會效益顯著。該技術較傳統施工技術節約成本約17.8萬元。

(1)傳統逐段澆搗法費用為26.26萬元：砼振搗605.4m3×300元/m3=181620元；盤扣腳手架費用：30噸×30元/天×90天=8.1萬元。

(2)頂升施工法費用為8.46萬元：開孔、焊接單向閥及焊接封口鋼板等的費用計4個×150元/個=600元；拖泵租賃費用3月×2萬元/月=6萬元；支架加工、安拆：15t×1400元/t=2.1萬元。