公路橋梁施工中鋼管混凝土拱橋施工技術(shù)的應(yīng)用研究

李鑫

摘要：鋼管混凝土拱橋是公路橋梁施工中常見的一種基礎(chǔ)性橋梁工程，施工技術(shù)水平的高低，將直接關(guān)系到工程的質(zhì)量。為達(dá)到提高工程質(zhì)量的目的，作為公路施工企業(yè)的技術(shù)人員，必須切實(shí)掌握其施工技術(shù)要點(diǎn)，并在鋼管混凝土拱橋施工中加強(qiáng)對其的應(yīng)用。因此，本文主要就其應(yīng)用要點(diǎn)展開梳理。

Abstract： Concrete filled steel tubular arch bridge is a common basic bridge engineering in highway bridge construction. The level of construction technology will directly affect the quality of the project. In order to achieve the purpose of improving the engineering quality， as the technical personnel of highway construction enterprises， we must grasp the key points of construction technology， and strengthen its application in the construction of concrete filled steel tubular arch bridge. Therefore， this paper mainly combs its application points.

關(guān)鍵詞：公路橋梁施工;鋼管混凝土拱橋;施工技術(shù);應(yīng)用

Key words： highway bridge construction;concrete filled steel tubular arch bridge;construction technology;application

中圖分類號：U445.4? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2020）27-0122-02

0? 引言

鋼管混凝土拱橋?yàn)轫沤M合結(jié)構(gòu)橋，主要是在鋼管內(nèi)部填充砼，利用鋼管形成的徑向約束，使得受壓砼膨脹得到有效抑制，確保砼始終處于三向受壓狀態(tài)，使得砼抗壓強(qiáng)度得到顯著提升，同時還能將鋼管作為縱向主筋與橫向套箍以及施工模板，為砼澆筑提供便利，此外，還能利用鋼管作為承重骨架，由于焊接工藝簡單且吊裝重量較輕，使得施工工藝得到簡化的同時加快工程進(jìn)度。以下筆者就如何加強(qiáng)鋼管混凝土拱橋施工技術(shù)的應(yīng)用展開分析。

1? 鋼管混凝土拱橋施工技術(shù)中的混凝土選擇

在公路橋梁施工中，鋼管混凝土拱橋主要是采用鋼管作為拱橋的施工骨架，再到鋼管中進(jìn)行砼的管柱而形成拱肋，再進(jìn)行橋面系桿和橋面的安裝。通過在鋼管內(nèi)部填筑砼能有效的確保鋼管在承受荷載時的管壁穩(wěn)定性得到提升，但是在實(shí)際施工中，經(jīng)常容易出現(xiàn)砼離析、泵管堵塞、在拱頂與拱腳部位的砼分布不均等方面的問題，所以需要在施工中采取自密實(shí)砼作為施工中所需的砼。

2? 鋼管混凝土拱橋施工技術(shù)在公路橋梁施工中的應(yīng)用要點(diǎn)梳理

2.1 鋼管混凝土拱橋的組成

鋼管混凝土拱橋的施工，首先就要做好對其的整體布置，在整體布置過程中，首先就要掌握其組成，其組成主要分為三個部分：①拱肋;②橫向聯(lián)系;③懸掛結(jié)構(gòu)。其中拱肋主要是采用鋼管砼，而且兩條拱肋需要處于平行平面上，但是也可以為促進(jìn)橫向穩(wěn)定性的提升，需要采取提籃式拱。拱軸線則采用的是二次拋物線或者懸鏈線。而拱肋則采用無鉸拱，拱肋的失跨比值最大不大于1/4，最小不低于1/7。而就橫向聯(lián)系而言，主要是做成橫撐、空格式、對角撐三種構(gòu)造。而就懸掛結(jié)構(gòu)而言，吊桿有剛性與柔性之分，行車道系則包含了橋面板以及縱橫梁。具體構(gòu)建詳見圖1所示。

2.2 吊桿選型

對于剛性吊桿而言，其截面為矩形，需要采取預(yù)應(yīng)力砼，在承受軸力的同時還要低于上下節(jié)點(diǎn)處形成的局部彎矩，為將其承受彎矩減少，順橋方面的截面尺寸稍小，橫橋方向的截面尺寸相對較大，能有效的確保其穩(wěn)定性。對于柔性吊桿而言，主要是指高強(qiáng)鋼絲繩、冷壓粗圓鋼制作而成的吊桿，作用就是承受軸力，所以需要確保鋼索具有較強(qiáng)的耐久性，并且注意對其的防銹。

2.3 預(yù)壓作業(yè)

就預(yù)算目的而言，主要是為了檢驗(yàn)支架和地基強(qiáng)度與穩(wěn)定性，從而在砼施工之前的支架出現(xiàn)非彈性變形問題有效消除，避免地基出現(xiàn)沉降變形和支架接觸部位發(fā)生變形。與此同時，為了對支架受力情況、彈性變形情況進(jìn)行檢驗(yàn)，對支架彈性變形進(jìn)行測量，具體的就是在完成支架和底部模板鋪設(shè)的基礎(chǔ)上開展預(yù)壓。而在支架拼立完畢之后，則采取等載預(yù)防法進(jìn)行檢驗(yàn)。

就預(yù)壓技術(shù)的應(yīng)用而言，主要是采用沙袋或者水袋，根據(jù)每段的設(shè)計荷載實(shí)施預(yù)壓作業(yè)。在具體的預(yù)壓控制中，首先是從施工圖上的預(yù)壓控制點(diǎn)找到現(xiàn)場的具體位置，做好現(xiàn)場定點(diǎn)布置，并在預(yù)壓前做好對其的測量，測量時的預(yù)壓力加載應(yīng)分步進(jìn)行，第一次是進(jìn)行40%的加載測量，第二次是進(jìn)行80%的加載測量，第三次是進(jìn)行100%的加載測量，測量后如果發(fā)現(xiàn)不達(dá)標(biāo)，那么就需要加固后進(jìn)行上述步驟進(jìn)行測量。若測量結(jié)果符合允許值，那么在12h后再進(jìn)行一次測量，最后分階段進(jìn)行卸載。

2.4 吊桿張拉作業(yè)

吊桿張拉作業(yè)時，主要是按照圖2所示的順序進(jìn)行張拉。

2.5 泵送頂升技術(shù)

2.5.1 泵送頂升技術(shù)的優(yōu)勢

在鋼管混凝土拱橋施工中，泵送頂升是一項(xiàng)十分重要的內(nèi)容，主要是借助機(jī)泵壓力將砼從鋼管拱腳開始，一直頂升到拱頂，相較于傳統(tǒng)的鋼管開孔后人工澆筑砼的方式，具有更多的優(yōu)勢。一是鋼管砼灌注采取泵送頂升來壓注時，借助砼泵送壓力，在拱腳設(shè)置壓注孔，在拱頂設(shè)置出漿孔，使得砼順著鋼管從下往上一次性完成壓注，使得砼的連續(xù)性與均勻性得到保障。二是可以借助外加劑的優(yōu)勢促進(jìn)砼性能的優(yōu)化，使得砼強(qiáng)度和可泵性以及和易性等方面得到保障，從而有效補(bǔ)償鋼管砼干縮與溫縮。

2.5.2 技術(shù)要點(diǎn)

第一，出漿孔制作要點(diǎn)如下：當(dāng)骨架合攏之后，拱頂出的每根鋼管頂部都要開設(shè)一個直徑為125mm的出漿孔，并外焊長度為120cm和直徑為168mm的鋼管，采用12mm鋼板作為加勁板，而鋼管豎直向上則作為出漿孔，以達(dá)到泄壓的目的。

第二，孔、頭設(shè)置要點(diǎn)：泵送頂升澆筑工藝的應(yīng)用，需要在鋼管柱頂端設(shè)置溢流泄壓孔或者排氣泄壓孔，且溢流泄壓孔面積不得低于砼泵送管截面積，洞口適當(dāng)接高，這樣才能填充砼停止泵送頂升澆筑后形成的回落空隙。

第三，為降低砼在鋼管中流動時遇到的空氣阻力，需要在施工中切實(shí)觀察孔內(nèi)砼的實(shí)際情況，并順著鋼管的縱向，以每隔30m為一個間隔，設(shè)置一個排氣孔，排氣孔采用直徑為50mm的鋼管，而拱肋鋼管則按照直徑為50mm的鋼管內(nèi)徑而開孔，采用12mm的鋼板作為加勁板，這樣在排氣孔冒出砼時，采用螺桿將排氣孔堵住，而直徑為50mm的鋼管上端需要預(yù)制內(nèi)螺紋，同時配置相應(yīng)的螺栓。

第四，加勁板與骨架鋼管焊接時，采用周邊焊的方式進(jìn)行焊接，且焊縫的高度是12mm。而下弦管的壓注頭則設(shè)置在與拱腳相離7.5m處的鋼管側(cè)面，同時與鋼管軸線之間的夾角在30°到50°之間，上弦管的壓注頭則設(shè)置在與拱腳相離2.5m處的鋼管頂部，與鋼管軸線之間的夾角也是30°到50°之間，但是二者的夾角應(yīng)相等。再到壓注頭上進(jìn)行M125截止閥的安裝，而在拱座鋼管的最低點(diǎn)上設(shè)置出渣孔，在連接封閉時，主要是采用M170截止閥，或者是采用鋼板螺栓，達(dá)到連接封閉的目的。

第五，在整個壓注作業(yè)中，需要采取多點(diǎn)對稱壓注的方式進(jìn)行施工，采取從下到上的方式進(jìn)行壓注，首先對直徑較大的鋼管進(jìn)行壓注，再對直徑較小的鋼管進(jìn)行壓注，加載設(shè)計是采取分兩次進(jìn)行壓注，首次主要是對下弦進(jìn)行壓注，第二次再對上弦進(jìn)行壓注，一般每次壓注4根，同時在每次壓注結(jié)束時，每根鋼管中的混凝土均不能達(dá)到初凝狀態(tài)。一般而言，需要在15小時內(nèi)完成對4根鋼管的壓注，且按照受力的原則，每次壓注時，還要同時對兩根鋼管進(jìn)行壓注。

第六，如果結(jié)合受力結(jié)算后發(fā)現(xiàn)某根鋼管中填充混凝土之后將導(dǎo)致拱肋沒有發(fā)生塑性變形，那么首先就要對這根鋼管進(jìn)行壓注，再對其對稱的另一根鋼管進(jìn)行壓注，從而達(dá)到單根壓注循環(huán)的目的。所以一根鋼管往往需要采用兩臺泵車在兩側(cè)進(jìn)行同時對稱泵送，且混凝土需要連續(xù)澆筑，一次性完成，若必須停歇，但是其最后灌注的完成時間必須在第一盤入管砼的初凝時間。

第七，將出渣孔臨時堵塞，采用砼泵在兩側(cè)往拱頂中壓注清水，當(dāng)水從拱頂?shù)某鰸{孔冒出之后，需要將拱腳處的排渣閘閥打開，使得管內(nèi)的水和渣可以及時地流出，在管理沉積有渣物時，需要采用勺子從出渣孔將其慢慢掏出來，再對出渣孔進(jìn)行焊接和封閉。

第八，當(dāng)砼澆筑到鋼管頂部之后，應(yīng)采用振搗棒從出漿孔做好混凝土的振搗（稍微振搗管口部位即可），對于移除砼則需要采用木制槽箱接住，再將其及時地清理和轉(zhuǎn)移。但是整個泵送頂升的砼必須是與設(shè)計要求相符，砼坍落度測試達(dá)標(biāo)后方能開展頂升作業(yè)，若因?yàn)橐馔庠驅(qū)е卢F(xiàn)場停止作業(yè)的時間較長時，若砼坍落度損失嚴(yán)重，那么就不能用于施工，并從出攪拌機(jī)口和入泵之前就要測量砼的坍落度。但是為了堵管，在砼壓注時不能振搗，壓注口之下部分的鋼管砼采取人工方式進(jìn)行灌注，并采用振搗棒在鋼管中對此段砼進(jìn)行振搗。頂升作業(yè)中的潤滑輸送管中的水泥砂漿嚴(yán)禁代替砼在鋼管內(nèi)預(yù)留，需要全部排出。在泵送后，為避免砼出現(xiàn)回流的情況，還要在壓注口上進(jìn)行截止閥的設(shè)置，泵送頂升過程中要開啟截止閥，在泵送完成后關(guān)閉截止閥，且泵管安全可靠地聯(lián)系，并嚴(yán)禁使用磨損較為嚴(yán)重的泵管。

3? 結(jié)語

綜上所述，本文緊密結(jié)合實(shí)踐，對公路橋梁施工中鋼管混凝土拱橋施工技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)進(jìn)行了梳理，在具體施工中，除了加強(qiáng)技術(shù)管理外，還要在整個施工過程中強(qiáng)化安全控制，以確保工程項(xiàng)目得以順利實(shí)施。

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