鋼箱拱拱腳混凝土壓注施工技術(shù)

羅 云 輝

(中鐵二十局第六工程有限公司，陜西 西安 710032)

鋼箱拱拱腳混凝土壓注施工技術(shù)

羅 云 輝

(中鐵二十局第六工程有限公司，陜西 西安 710032)

通過秦漢大道灞河橋鋼箱拱拱腳混凝土施工，從現(xiàn)場設(shè)備機具安排、現(xiàn)場技術(shù)準備等方面介紹了鋼箱拱拱腳混凝土壓注施工工藝，并對混凝土壓注施工質(zhì)量控制措施進行了論述，為今后類似工程施工積累了經(jīng)驗。

鋼箱拱，拱腳混凝土，壓注，施工

1 工程概況

秦漢大道灞河橋工程是西安國際港務(wù)區(qū)內(nèi)部路網(wǎng)“五橫”之一的城市主干道工程。橋梁全長505.3 m，由主橋和東西兩側(cè)引橋構(gòu)成。拱肋采用22 mm厚的鋼板焊成的單室矩形鋼箱結(jié)構(gòu)，拱肋高1.8 m、肋寬1.3 m。主橋兩跨共設(shè)8榀鋼拱肋，每榀鋼拱肋設(shè)12對吊桿，除拱腳至第一根吊桿間距為7.25 m外，其余吊桿中心間距均為5.5 m。每榀鋼拱肋兩拱腳處至其最近第一根吊桿范圍鋼箱內(nèi)填充C50自密實混凝土，壓注高度自系梁頂面上約7.2 m，以上拱肋為空鋼箱。

2 鋼拱混凝土壓注前準備工作

2.1 現(xiàn)場設(shè)備機具安排

混凝土振搗設(shè)備:50振搗棒及電機2套(鋼拱外輔助振搗);混凝土輸送設(shè)備:HBTS60-13-90混凝土地泵2臺;10 m3混凝土灌車5臺;現(xiàn)場配合機械:ZL50裝載機1臺；電焊機2臺；氧氣乙炔1套。

2.2 現(xiàn)場技術(shù)準備

首先在鋼拱安裝焊接人洞封閉前,要將壓注混凝土的鋼拱內(nèi)兩拱腳系梁頂面的松散混凝土渣塊、焊頭等垃圾清理干凈。

在每榀鋼拱肋兩端拱腳壓注混凝土頂面(第一根吊桿至封閉橫隔板間鋼拱側(cè)腹板上)各開1個直徑16 cm的圓孔，孔內(nèi)豎直焊接φ16 cm的鋼管做壓注混凝土的排氣孔，排氣鋼管高出壓注混凝土最高點1 m以上。

在每榀鋼拱肋兩端拱腳側(cè)面鋼板上、系梁頂面上沿鋼拱軸線方向2.7 m處(外包鋼筋端面沿拱軸線72 cm處)各開1個短軸直徑12 cm、長軸直徑21 cm的橢圓孔，孔內(nèi)沿拱軸線切線、與鋼拱側(cè)腹鋼板呈30°方向焊接φ12 cm地泵管做混凝土壓注接口管，管口向拱腳方向，壓注鋼管伸入鋼拱軸線、外露1.0 m以上，壓注鋼管外露段焊接一個同直徑止回閥。

在主橋拱腳對應(yīng)便道處搭設(shè)鋼管支架安裝固定地泵立管和梁面平管，自施工便道頂面算起至壓注混凝土頂面排氣管頂總高度約22 m，地泵立管安裝高度約15 m，混凝土壓注前分別對接各榀鋼拱肋拱腳壓注鋼管，梁面地泵平管長度按到最遠端的鋼拱壓注管口約48 m，地泵管采用135°彎頭改變布設(shè)管道方向，以減少泵壓損失，每個接口縫內(nèi)墊以橡膠圈密封(見圖1)。

3 混凝土壓注

主橋鋼拱肋混凝土壓注采用單榀拱肋由兩端拱腳對稱壓注混凝土方案。采用兩臺HBTS60-13-90混凝土地泵，在主橋右幅便道側(cè)搭設(shè)臨時支架安裝地泵混凝土輸送立管和梁面平管，采用135°和30°彎頭連接鋼拱肋壓注鋼管口，組織5臺混凝土灌車為鋼拱腳壓注供應(yīng)混凝土。

我部采用單榀鋼拱對稱壓注，先內(nèi)拱后外拱。鋼拱肋內(nèi)混凝土壓注由近系梁頂面1.5 m處的壓注鋼管自下沿拱軸向拱頂方向壓注(見圖2)。

本次鋼拱肋混凝土壓注工藝順序為:

施工準備→焊接壓注鋼管和排氣管→壓注鋼拱肋混凝土→關(guān)閉止回閥→切割壓注鋼管和排氣管→恢復(fù)鋼拱壓注管和排氣管切割口。

首先組織人工將梁面地泵水平管與將要壓注混凝土的單榀鋼拱肋兩拱腳壓注管口用30°彎管連接。再將兩臺HBTS60-13-90混凝土地泵泵送管口與主橋中墩南側(cè)和將要壓注混凝土一跨方向邊墩南側(cè)已安裝好的地泵立管用90°彎頭和平管連接，地泵停放位置要方便混凝土罐車放料。

在單榀鋼拱肋混凝土壓注之前，打開焊接在拱腳壓注管口的止回閥，先給兩臺HBTS60-13-90混凝土地泵壓入約0.5 m3的與壓注混凝土同組分的水泥砂漿，對地泵輸送管道進行壓注前潤滑，以防壓注混凝土時堵管。

一次組織5臺10 m3混凝土罐車供應(yīng)該榀鋼拱壓注所需的44 m3混凝土料，在兩臺地泵壓入砂漿將地泵輸送管道潤滑后，立即同時由下沿拱軸線方向向鋼拱肋內(nèi)壓注C50自密實混凝土；地泵壓注混凝土的壓力控制不小于5 MPa。

考慮到混凝土泵壓沖擊及已壓混凝土可能會對拱肋造成變形，所以，混凝土壓注過程中，由測量人員對鋼拱的1/4跨，1/2跨，3/4跨處進行定點觀測，隨時掌握混凝土壓注過程鋼管拱的變形情況，壓注過程中要力求保持慢速、均勻、對稱的壓注狀態(tài)。當橫向變形超過10 mm，豎向變形超過30 mm時，要停止壓注，分析原因，確保拱肋的質(zhì)量。

當鋼拱內(nèi)壓注的混凝土料達到壓注設(shè)計標高后，且壓注頂面排氣管溢流出正常狀態(tài)的混凝土料時，穩(wěn)壓保持1 min左右，停止壓注混凝土作業(yè)，同時關(guān)閉壓注管口的混凝土止回閥，即完成了一榀鋼拱內(nèi)混凝土壓注。

待鋼拱內(nèi)壓注的混凝土達到終凝以后，及時組織氣焊工切割鋼拱壓注管和排氣管，再將原切割下來的壓注管口和排氣管口鋼拱肋鋼板重新焊回原位，采取滿焊，要求焊縫飽滿且與鋼拱面打磨平順。

按照先內(nèi)拱后外拱的順序，在完成每一榀鋼拱內(nèi)混凝土壓注，且待混凝土終凝后，要求項目質(zhì)量檢查人員及時組織相關(guān)部門和人員對鋼拱內(nèi)混凝土壓注的密實性進行檢測。密實性檢測采用錘擊法，通過人耳竊聽錘擊鋼拱表面發(fā)出聲音的清脆和沉悶來判斷鋼拱內(nèi)混凝土是否飽滿，局部是否存在空洞，若因混凝土壓注中斷或其他原因發(fā)生局部混凝土不密實時，要對不密實部位的鋼拱割洞，鑿除不密實的混凝土，清除鑿除的殘渣后，在混凝土表面刷一層素水泥漿，再用比設(shè)計高一等級的細石混凝土進行回補，插搗密實，處理完畢后再將切割下來的鋼拱肋鋼板塊重新焊回鋼拱肋缺孔原位。

4 混凝土壓注質(zhì)量控制措施

地泵立管和平管彎管處要設(shè)鋼管支架進行加固，以防壓注混凝土時管頭受壓擺動過大，造成彎管接頭破壞。

鋼拱肋拱腳自密實混凝土壓注時一定要單榀對稱進行，以防鋼拱臨時支架受力不均，造成鋼拱安裝軸線變形偏移。

自密實混凝土料要求按照設(shè)計加損耗方量一次性供應(yīng)到現(xiàn)場；一次單榀鋼拱肋內(nèi)混凝土壓注前，除提前壓入約0.5 m3同組分的水泥砂漿進行輸送管道潤滑外，壓注時間一定要控制在3 h內(nèi)完成，以防止鋼拱肋混凝土壓注過程發(fā)生堵管。

壓注鋼拱肋混凝土過程中，在鋼拱肋外可以采用插入式振搗器輔助拱內(nèi)混凝土密實，提高鋼拱內(nèi)壓注混凝土的密實性。

鋼拱肋混凝土壓注前，排氣管周邊鋼拱肋要用塑料布包裹嚴實，其正下范圍梁面要鋪設(shè)塑料布或木工板防護，以防止壓注的混凝土料由排氣管排出后污染鋼拱和梁面。

鋼拱肋壓注管和排氣管切割作業(yè)時，要求操作工人系好安全帶。

在鋼拱肋混凝土壓注過程中，如若發(fā)生輸送泵管堵塞，應(yīng)及時拆除和清理混凝土地泵輸送管，在臨近鋼拱肋已壓注的混凝土面以上重新開設(shè)壓注孔，焊接壓注管后，再行組織二次拱內(nèi)混凝土壓注。

5 結(jié)語

鋼箱拱拱腳混凝土壓注施工技術(shù)成功應(yīng)用于秦漢大道灞河橋工程的施工,不僅保障了施工的安全和質(zhì)量，同時也保證了工程工期的順利完成，鍛煉和培養(yǎng)了一批技術(shù)人員，并為企業(yè)在后續(xù)類似工程施工方面積累了寶貴經(jīng)驗，值得同類項目學習借鑒。

[1] JGJ/T 283—2012，自密實混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程[S].

[2] 徐 華.鋼管混凝土拱肋的混凝土壓注技術(shù)應(yīng)用介紹[J].江蘇水利，2009(12)：32.

[3] 董愛芳.鋼管混凝土系桿拱拱肋混凝土壓注施工技術(shù)[J].山西建筑，2007,33(4)：289-290.

[4] 王 濤.鋼管拱拱肋混凝土壓注施工控制[J].黑龍江交通科技，2009(4)：96-97.

On press-casting construction technique of foot arch concrete at steel box arch

Luo Yunhui

(No.6EngineeringCo.,Ltd,ChinaRailway20thBureauGroup,Xi’an710032,China)

According to the foot arch concrete construction of some steel box arch at Bahe Bridge along Qinhan Road, introduces the press-casting construction craft of the foot arch concrete of the steel box arch, such as arrangement of construction machinery, the technology preparation of the scene, and indicates its construction quality control measures, so as to accumulate experience for similar construction in future.

steel box arch, foot arch concrete, press-casting, construction

2015-01-10

羅云輝(1972- ),女，工程師

1009-6825(2015)08-0200-02

U445

A