下承式鋼管拱橋混凝土頂升施工工藝

鄧志成

（香格里拉市交通運(yùn)輸局，云南香格里拉650199）

1 引言

下承式鋼管混凝土拱橋不僅造型優(yōu)美，且外部為靜定結(jié)構(gòu)，環(huán)境適應(yīng)力強(qiáng)，造價(jià)也較為低廉，在我國的新建橋梁項(xiàng)目中，下承式鋼管混凝土拱橋的比例也越來越大，為了保證下承式鋼管混凝土拱橋的質(zhì)量，需要對其重要工序采取質(zhì)量控制措施，而混凝土頂升施工工藝就是其中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

2 施工準(zhǔn)備

2.1 泵送混凝土技術(shù)性能及配合比

下承式鋼管拱橋采用泵送頂升法灌注混凝土，首先，要合理確定混凝土的配合比，不僅要考慮混凝土的高強(qiáng)、早強(qiáng)以及可泵送性，還要考慮其凝結(jié)時(shí)間、自密實(shí)性以及微膨脹性，所以，確定配比的過程中，需要經(jīng)過嚴(yán)密的分析，并經(jīng)過反復(fù)的試驗(yàn)和試配確定。

2.2 鋼管拱的要求

鋼管拱安裝完成后，需要對鋼管拱的線型和鋼管焊接進(jìn)行審查和驗(yàn)收。核查時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，并采用100%超聲波和大于10%的X 射線對全熔透焊縫以及熔透性焊縫進(jìn)行檢測，要求焊接質(zhì)量滿足GB 50205—2001《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》，并且其強(qiáng)度應(yīng)與母材相同。

2.3 鋼筋混凝土頂升施工設(shè)備

因?yàn)殇摻罨炷恋氖┕げ捎庙斏嘧⒎ㄊ┕ぃ瑥南孪夜艿缴舷夜芤淮涡酝瓿桑裕盟瓦^程中，梁頂面兩拱腳處需要分別設(shè)置1 套混凝土泵機(jī)和1 臺汽車泵，將混凝土通過運(yùn)輸車運(yùn)送到施工場地后，由汽車泵朝著梁面輸送泵輸送混凝土，因此，在梁面還需要設(shè)置拖式輸送泵以及弦管內(nèi)泵。

3 施工方法

3.1 混凝土頂升施工

在鋼管拱橋的施工中，鋼筋混凝土的泵送采用頂升加節(jié)的方法進(jìn)行，施工過程中，分3 次加載完成，要保證加載的對稱性。頂升過程中，將左右兩邊的主拱分開并同時(shí)對下弦管進(jìn)行施工，混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%后，轉(zhuǎn)而對上弦管進(jìn)行施工。

3.2 泵管、注漿孔、排氣孔的布置

由于注漿孔的位置需要根據(jù)輸送泵的主管道確定，所以，一般先進(jìn)行輸送泵主管道的安置，然后對注漿孔進(jìn)行施工。一般來說，注漿孔和鋼管軸線的角度要小于45°，這樣有利于在輸送時(shí)減小泵機(jī)壓力，使輸送更加順暢。混凝土進(jìn)漿口設(shè)置完成后，需要在該位置設(shè)置回流柵，在鋼管的上半部分進(jìn)行施工，開設(shè)3 個(gè)平行的直徑為30mm 的孔，并在該孔上與適配型號的螺帽進(jìn)行焊接，泵送混凝土?xí)r，先用相應(yīng)的螺栓進(jìn)行封閉，且完成混凝土的輸送工作后要先把螺栓拆除，植入鋼筋后再拆除泵送管，并安裝泵管蓋，防止其回流。

3.3 出漿管、振搗孔的布置

為了觀察混凝土的頂升情況，需要將弦管內(nèi)的空氣排除干凈，并在頂升前在弦管的最高處開設(shè)排氣孔，以一定的距離為間隔布置漿管，并將一定規(guī)格的鋼管用彎頭將其引出主拱范圍。另外，為了使管內(nèi)的混凝土同時(shí)到達(dá)出漿管，需要在兩側(cè)設(shè)置振搗孔，并在振搗孔上焊接一定高度的鋼管用于封堵。

3.4 排氣措施

首先，要對拱頂?shù)呐艢饪走M(jìn)行編號，并且當(dāng)混凝土傳輸?shù)揭欢ǜ叨群螅瑢炷恋谋盟透叨冗M(jìn)行控制，保證泵機(jī)傳輸混凝土?xí)r，其排氣孔冒漿同時(shí)進(jìn)行。其次，需要對混凝土面的高度進(jìn)行精確計(jì)算，當(dāng)混凝土上升到離振搗孔一定距離時(shí)，需要利用振搗棒插入振搗孔進(jìn)行振搗工作，進(jìn)行混凝土中空氣的排除；最后，兩側(cè)的振搗孔同時(shí)冒漿后，要停止混凝土的傳送，并封閉振搗孔[1]。

3.5 清洗和灌注工作

對多級泵管進(jìn)行沖洗，及時(shí)將各類殘留泥漿和混凝土排出，該過程應(yīng)使用高壓水泵通過排氣孔進(jìn)行作業(yè)。在灌注過程中，先設(shè)置為低速狀態(tài)，傳輸狀態(tài)穩(wěn)定后，調(diào)整泵機(jī)速度至普通檔。提供泵送壓力前，地泵料斗內(nèi)應(yīng)充滿混凝土以排出空氣。如果存在空氣，需要先使用低壓狀態(tài)進(jìn)行泵送，混凝土上升到一定高度后轉(zhuǎn)為高壓狀態(tài)。灌注完成后，待漿孔中連續(xù)排除質(zhì)量合格的混凝土20s 以上才可以進(jìn)行封堵，完成升頂施工。

3.6 人員安排

泵機(jī)開始運(yùn)作時(shí)，需要在每一個(gè)拱腳都安排一個(gè)工作人員實(shí)時(shí)檢查混凝土的狀態(tài)與質(zhì)量，還需要專門的施工小組檢查地泵管理中混凝土上升的情況與其固定清理，在拱肋處需要安排施工人員采用錘擊的方式檢測混凝土頂升面的位置，并與地面的管理指揮組進(jìn)行實(shí)時(shí)溝通，保證兩邊弦管的混凝土對稱。

4 質(zhì)量控制和檢驗(yàn)

4.1 溫度與配料

在混凝土泵送頂升施工過程中，要密切注意混凝土的溫度變化，因?yàn)樵跍囟容^高的情況下會(huì)導(dǎo)致鋼管拱線型的變化以及混凝土的坍塌，會(huì)造成較大的工程損失，且不利于后續(xù)的頂升施工，所以，混凝土泵送頂升施工應(yīng)選擇溫度較低的時(shí)間段完成。在配料方面，要嚴(yán)格對混凝土原材料的摻入量進(jìn)行計(jì)量，要保證混凝土的可泵性，控制粗骨料的最大半徑與攪拌時(shí)間，并檢測其坍落度，只有當(dāng)其坍落度處于規(guī)定范圍內(nèi)才可以進(jìn)行泵管輸送。

4.2 混凝土輸送狀態(tài)

施工過程中，要對混凝土輸送過程中的對稱性、時(shí)間、混凝土容量、輸送速度、兩側(cè)弦管長度等輸送狀態(tài)進(jìn)行嚴(yán)格的檢查。首先要保證兩側(cè)弦管、排氣口、灌注口等的對稱性，在檢測對稱性后，需要保證每2 個(gè)注口的混凝土輸送時(shí)間間隔小于3h，且每次輸送的混凝土量要小于料斗容量的2/3，以避免空氣的摻入，而兩側(cè)弦管長度要盡量相同，要保證其差值在5m 之內(nèi)[2]。

4.3 混凝土輸送流程

混凝土每2 個(gè)注口的混凝土輸送完畢后，都需要在其注口設(shè)置回流柵并植入鋼筋，利用泵機(jī)消除鋼管內(nèi)壓力后才可以拆除泵管，并進(jìn)行封口。進(jìn)行混凝土的頂升灌注時(shí)，需要保證其連續(xù)排除20s 的合格混凝土才可以封閉。在混凝土輸送過程遭遇到問題時(shí)，要立即停止工作，馬上派檢修人員對泵管進(jìn)行檢查，還要安排專門人員對拱肋和支架進(jìn)行檢查，一旦發(fā)現(xiàn)異常必須停止泵送工作。

4.4 質(zhì)量檢測

在鋼管混凝土灌注完成后，應(yīng)對泵管中的混凝土質(zhì)量進(jìn)行檢查，首先應(yīng)采用擊打鋼管的方式進(jìn)行試探性的檢查，該過程需要經(jīng)驗(yàn)較豐富的技術(shù)人員進(jìn)行。若發(fā)現(xiàn)某處異常，需要采用超聲波技術(shù)進(jìn)行檢測，且最后的異常分析也要根據(jù)超聲波檢測的結(jié)果進(jìn)行。若經(jīng)檢測，一些部位的混凝土不夠密實(shí)，需要用鉆孔壓漿夯實(shí)，然后等強(qiáng)度補(bǔ)焊鋼管。

5 結(jié)語

綜上所述，混凝土拱橋的橋型在我國的應(yīng)用已經(jīng)有很長的歷史，這種橋型在跨度上和結(jié)構(gòu)上具有一定的優(yōu)勢。隨著時(shí)代的發(fā)展，新型材料和技術(shù)的應(yīng)用為拱橋施工提供了有力的支持，如下承式鋼管混凝土拱橋施工技術(shù)的應(yīng)用，相信在日后工作中，會(huì)有更多的新技術(shù)應(yīng)用到拱橋建設(shè)中。