論鋼管混凝土拱橋施工控制的關鍵技術

鄒蓉

摘? ? 要：鋼管混凝土拱橋是近年來我國橋梁建筑發展過程中出現的一種新型技術，具有結構受力合理、外形美觀、結構獨特的特點，是對傳統拱橋弊端的一種改進和突破，在承載力提升、施工便捷度提高和成本節約方面均取得了突出進展。由于其施工技術直接影響著工程的整體質量。鑒于此，本文從鋼管混凝土結構應用優勢入手，通過對鋼管混凝土拱橋施工養護中存在的主要問題的分析，提出了幾點施工中應加以控制的關鍵技術。希望能為同類工程建設提供有益的借鑒和思考。橋梁施工要保證工程質量，就必須運用得當的施工監控方法，加強對橋梁結構施工中在受力和變形等方面的形態、成橋線性受力狀態等方面的全面監控。與此同時，為確保橋梁施工的質量安全，更應重視對施工關鍵技術的控制。

關鍵詞：鋼管混凝土;拱橋;施工控制技術

1? 鋼管混凝土結構的應用優勢

鋼管混凝土結構，是一種通過向薄壁鋼管內填充混凝土的組合結構，其作用在于提升核心混凝土的抗壓性及塑性變形能力。從鋼管混凝土的本質來看，它屬于套箍混凝土的范疇，其特點主要包括混凝土強度高、塑性好、質量輕、耐疲勞和耐沖擊的特點，相比較其他結構，其在拱橋施工中的優勢主要有如下幾個方面：

1.1? 受壓抗拉性能好

鋼管作為一種耐側壓的模板，在混凝土澆筑施工中就減少了支模、拆模的麻煩，且施工中可選用泵送混凝土的施工技術，由于鋼管本身又同時承擔著縱、橫向箍筋的作用，所以，其受壓能力和抗拉性能都非常好。

1.2? 強度高，經濟性強

鋼管通常是作為勁性承重骨架來應用的，在施工過程中對整體結構的承重作用十分突出。在其應用過程中可減少了搭建腳手架等程序，有效縮短了工期、節約了施工占地面積，同時也節約了工程成本，有效降低了工程造價施工成本，實現了施工企業經濟效益的最大化。

1.3? 節約材料成本，減少結構自重

在受壓構件中選用鋼管混凝土施工，能有效節約材料，經大量理論分析和工程實踐證明，與鋼結構工程相比，在保持承載力不變的情況下，鋼管混凝土結構能節約用鋼約近一半，與此同時焊接工作量也銳減，而相比較普通的鋼筋混凝土，當鋼材用量相同時，構件的橫截面積降幅超五成，混凝土和水泥等建筑材料的用量也大幅下降，結構自重降低。

2? 鋼管混凝土拱橋施工養護中存在的主要問題

2.1? 施工控制方面的問題

在鋼管混凝土拱橋施工及控制過程中，近年來所收獲的成果也很豐碩，但其中所暴露的問題也越來越多。主要體現在：

第一，鋼管拱的纜索吊裝、轉體施工應用研究方面。近年來我國在纜索吊裝千斤頂斜拉扣掛懸拼技術施工技術研究和應用方面已經取得了良好進展，如大噸位水平轉體的成套技術、豎向轉體的液壓同步控制技術等，先后被應用到鋼管混凝土拱橋施工中，將我國鋼管混凝土拱橋建設推向了一個新的發展高度。但在這些技術的應用中，還存在設備采購成本花費高、技術水平要求高、工序復雜操作困難等現實問題。由此可見，我國在鋼管拱的架設施工技術方面還有很大的提升空間。以纜索吊裝施工為例，未來應將技術研究重點放在如何減少和優化扣鎖方面。

第二，監測控制方面。當前，鋼管混凝土拱橋施工中對檢測控制管理工作都極為重視，也在一定程度上促進了施工安全和質量保證。然而，當前的施工檢測監控技術通常是從斜拉橋施工引入的，因而在對鋼管混凝土拱橋施工監測中的針對性并不強，未來，我國更應加強在這方面的研究。此外，因受管內混凝土的材料性能和施工工藝特點等實際情況的影響，當前的施工技術應用中，在鋼管和混凝土的結合密實度方面還存在較大問題，鋼管和混凝土脫空等問題較為高發，因此，未來應加強咋混凝土性能提升方面的研究，以保證工程質量和施工安全。

第三，缺乏統一的施工技術規范標準。當前，雖然不少鋼管混凝土拱橋施工單位都在組織施工之前制定了相應的施工技術規定，但當前我國尚無統一標準，在這方面的研究還有很多空白，因而施工單位自行制定的技術規范難免存在不科學和合理之處，要求過高可行性過低、施工難度和施工費用增多都是其中較為常見的問題，還有一些單位走過場把技術監測當擺設，這也是造成鋼管混凝土拱橋工程存在質量和安全隱患的重要因素之一。

2.2? 施工養護方面的問題

鋼管混凝土拱橋的出現至今不過十余年，但在使用和養護方面出現的問題卻越來越多。

此前因此而出現的橋梁問題不在少數，如廣東佛陳大橋，就因系桿銹蝕問題斷裂，由于這一問題該橋梁僅營運了5年就被迫關閉，而因設計時選用的不可更換系桿，致使更換難度增加，工程成本也無形中增加。因斷交施工問題，更是給投資者帶來了巨大的經濟損失，嚴重阻礙了當地經濟的向前發展。

當前，鋼管混凝土拱橋鋼管外表層的防腐層多選用刷油漆的方式，這就注定在應用幾年后要重新刷漆，還有一部分鋼管混凝土拱橋選用朝金屬表面噴防腐劑的方法，因這是一種新型技術，要檢驗其應用成效還有待時間的進一步驗證。

3? 鋼管混凝土拱橋施工控制的關鍵技術

3.1? 混凝土的調配控制關鍵技術

在鋼管混凝土拱橋施工過程中，要將混凝土調配成延長凝結時間、提升密度強度和泵性的微應力混凝土，就必須向混凝土原材料中加入適量的膨脹劑，以滿足其坍落度和收縮要求，混凝土的初凝時間則可根據押注速度計算得出，一般情況下不小于6天。為減少微應力設置期間的出現裂縫，還必須提升鋼管拱的承載力。否則，一旦在施工中出現不當操作或其他施工問題，則極易引發安全事故，因而要求設計人員和工程師必須在工程正式組織施工之前做好前期試驗，以確保混凝土的微膨脹力符合施工設計方案要求標準，保證工程施工質量。

3.2? 應力控制和幾何變形控制關鍵技術

在應力控制監測中，必須保證成橋狀態的受力情況和施工設計要求一致，嚴格執行施工技術規范，采取跟蹤計算施工方法，利用各斷面應力得出實際應力，實際應力與要求狀態差距明顯時，必須及時查找原因并進行技術調控，確保其達到設計標準。在控制幾何變形時，為保證橋梁結構位置與預期狀況相符，能順利合攏，保證成橋線形符合設計方案要求。

3.3? 穩定控制和安全控制關鍵技術

在鋼管混凝土拱橋施工中，變形和應力控制是決定施工各環節構件局部及整體穩定性的重要內容，當前多利用穩定分析計算法來確定結構的應力和變形情況，以確定其穩定性。在安全控制方面，其控制關鍵在于三個方面，即變形控制、應力控制和穩定控制的綜合控制，需要注意的是，因其鋼管混凝土拱橋結構形式的差異化，在施工中其安全影響因素是不同的，因此必須找準重點，因地制宜的抓好施工控制關鍵技術。

4? 結束語

綜上，根據我國現行的《鋼管混凝土結構上合計與施工規程》中對橋梁建設施工的有關要求，我們對鋼管混凝土拱橋施工中，只有在充分了解其結構特點和優勢的基礎上，找準現存問題，抓住施工控制關鍵技術，才能提升施工質量，保證施工安全，打造品質工程。

參考文獻：

[1] 高楊.鋼管混凝土拱橋施工控制關鍵技術研究[J].工程技術（全文版），2017（3）：137～038.

[2] 李海軍.大跨度上承式鋼管混凝土拱橋施工控制關鍵技術研究[D].2016（4）：54.

[3] 周建超.吊裝工藝下鋼管混凝土拱橋施工控制關鍵技術研究[D].西南交通大學，2013（10）：25.

[4] 李建國.某異型鋼管混凝土拱橋施工控制關鍵問題研究[D]，交通科學與工程學院，2011（6）：5～6.