系桿拱拱肋混凝土壓注施工技術(shù)

中鐵十四局集團(tuán)第四工程有限公司 山東濟(jì)南 250002

摘要：本文以新建鐵路跨疏港高速公路特大橋1-64米系桿拱橋?yàn)閷?shí)例，介紹了拱肋混凝土頂升壓注施工工藝、施工注意事項(xiàng)、關(guān)鍵控制點(diǎn)、測量控制和質(zhì)量檢測方法等。

關(guān)鍵詞：系桿拱；拱肋；混凝土壓注

1工程概況

跨疏港高速公路特大橋以1-64米系桿拱上跨高速公路，施工采用先梁后拱法，呈提籃式。拱肋橫截面采用啞鈴形鋼管混凝土等截面，拱管內(nèi)灌注C55補(bǔ)償收縮混凝土，鋼管拱焊接完成壓注拱肋中的微膨脹混凝土，拱肋之間的橫撐亦填筑混凝土。鋼管拱肋中心不含拱腳總弧長69.286m，鋼管拱肋長為69.286m，拱肋混凝土共計(jì)114m3；橫撐單根長為6.7m，混凝土共計(jì)7.1m3；斜撐單根長為5.78m，混凝土共計(jì)4m3，拱肋壓漿混凝土總共為125.1m。

2施工準(zhǔn)備

2.1組織技術(shù)人員、作業(yè)人員進(jìn)行詳細(xì)的交底，對各班組進(jìn)行工作劃分，要求所有人員必須服從指揮安排，做好協(xié)同配合。

2.2施工前組織人員進(jìn)行混凝土泵管的接、拆訓(xùn)練，保證在施工中每個(gè)接口的接、拆在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成；按配合比要求備齊所有原材料，進(jìn)行混凝土配合比的設(shè)計(jì)和試壓注；砼壓注前在拱腳、1/8L、1/4L、3/8L、1/2L等位置做好測量標(biāo)記，提前進(jìn)行初始數(shù)據(jù)的測量。

2.3所有砼原材料提前準(zhǔn)備充足，進(jìn)場時(shí)須附出廠合格證，自檢合格后方可使用。

2.4為保證混凝土能充滿鋼管，密實(shí)，混凝土必須具有無收縮補(bǔ)償?shù)男阅?。要求混凝土在不加振搗的情況下自密實(shí)成型，并具有低氣泡、高流動(dòng)性，坍落度要求180-220mm。碎石應(yīng)稍微呈懸浮狀態(tài)，不能下沉，防止離析。要求混凝土具有延后初凝的性能，5天強(qiáng)度最好可以達(dá)到54MPa（800%）。

2.5在鋼管拱肋上安裝供水管，為泵送前濕潤沖洗泵管和拱肋鋼管之用。

2.6施工前，將拱肋頂面的標(biāo)志點(diǎn)標(biāo)識清楚，拱肋頂面的標(biāo)志點(diǎn)從低端壓注孔位置對稱用紅油漆標(biāo)識于拱肋上。

3鋼管混凝土頂升壓注

3.1鋼管混凝土泵送頂升施工工藝流程

開設(shè)排漿口→焊接進(jìn)料短管→布設(shè)輸送泵管→壓注清水濕潤輸送泵管→泵送高標(biāo)號砂漿→對稱泵送C55微膨脹混凝土→對拱頂排漿孔處混凝土振搗→關(guān)閉防回流截止閥→清洗泵管完成泵送。

3.2泵送壓注的灌注孔、泄水孔及排氣孔的布置

吊裝前應(yīng)在拱肋上焊接拱肋混凝土灌注管、排氣管及冒漿孔，單側(cè)單根拱肋上弦管、下弦管、腹板各設(shè)置1個(gè)灌注孔、1個(gè)備用孔，于拱肋中心線對稱設(shè)置在拱肋管壁內(nèi)側(cè)。

在拱肋高端側(cè)面設(shè)φ200mm的排氣孔，孔管朝上，排氣管排出含有石子的新鮮混凝土?xí)r，插入φ50振動(dòng)棒進(jìn)行振搗。

泄水孔設(shè)在拱管的最低點(diǎn)，設(shè)φ50mm孔，先用木塞堵住，砼壓注前先壓注清水進(jìn)行清洗，清洗的水通過泄水管排出，砼壓注前將泄水管焊接封堵。

鋼拱肋開孔前先放好樣，施工時(shí)將切割鋼板編號，并保存好，鋼管壓注砼施工完成后，將開孔補(bǔ)焊好。

3.3安裝焊接拱腳進(jìn)料短管，開拱頂排漿口

壓注預(yù)埋管采用內(nèi)徑Φ200㎜的鋼管。位于距拱腳0.9m（沿弧方向）處，與拱切線成30度交角，同時(shí)伸入弦管內(nèi)部分切割成向上的斜口。

壓注預(yù)埋管伸入弦管內(nèi)長度：斜口上部為1m。

拱頂排漿管：上弦為Φ200㎜的鋼管，下弦、腹板為200mm鋼管內(nèi)套Φ32㎜鋼管。上弦管傾斜45°向上，下弦管、腹板位于拱側(cè)面，設(shè)彎管向上。

壓注預(yù)埋管與排漿管均伸入弦管開口，并與弦管沿圓周牢固焊接。

3.4泵管的布置

砼壓注前，將與拱肋連接的地泵管連接、固定好。在上弦管砼壓注完成后，在壓注下弦管砼的時(shí)間間隔內(nèi)將上弦管的地泵管拆除、清洗后再連接到下個(gè)壓注孔上。在每個(gè)拱肋壓注孔處設(shè)置一個(gè)止流閥，處理管路堵塞或砼壓注完成時(shí)防止混凝土回流。所有泵管利用清水進(jìn)行水密性試驗(yàn)。

泵管采用直徑125mm高壓管，在壓注孔的位置及管道線路上，對管道進(jìn)行焊接固定。在泵管對接前，仔細(xì)檢查管內(nèi)壁清潔，接頭和密封圈的完好。對接后，對輸送管逐節(jié)檢查。

3.5安裝防回流截止閥

混凝土壓注前，在進(jìn)料短管上設(shè)置防回流閥。

泵送砼前將膠墊和壓板用螺釘安裝好。

砼泵送施工中要隨時(shí)檢查防回流截止閥狀態(tài)。

砼泵送完成2d后，擰開螺釘，進(jìn)行拆卸。

3.6泵管水密試驗(yàn)及管內(nèi)廢渣清除

泵送混凝土前將壓漿管上的止流閥打開，在輸送泵料斗內(nèi)裝清水泵送，檢查泵管漏氣現(xiàn)象。用清水注入鋼管，完全清洗，由拱腳段的排水孔排出。

3.7泵送砂漿

在泵送混凝土之前泵送2m3水泥漿潤泵管及壓漿管。

3.8泵送C55微膨脹混凝土

拱肋采取全跨度從兩側(cè)拱腳處對稱連續(xù)澆筑，在混凝土初凝前全部完成。按如下步驟：

混凝土拌制時(shí)各種組成材料應(yīng)計(jì)量準(zhǔn)確。

泵送混凝土拌制時(shí)，應(yīng)有專門人員值班。

混凝土無離析泌水現(xiàn)象發(fā)生。

拱肋混凝土由高壓固定泵自拱腳壓注管自下而上灌入拱肋。開始泵送時(shí)，泵機(jī)處于低速壓送狀態(tài)，注意觀察泵壓力情況，壓送順利后提高壓送速度。

泵送混凝土的壓送頂升連續(xù)進(jìn)行，避免停泵。

兩側(cè)泵送混凝土?xí)r壓注速度要協(xié)調(diào)一致，保證兩側(cè)拱肋進(jìn)料方量保持一致，兩側(cè)壓注長度相差不大于1m。

當(dāng)灌注過程發(fā)生堵管時(shí)，先用混凝土輸送泵的反泵功能疏通。

單片拱肋鋼管混凝土泵送時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格遵循拱肋兩邊對稱的要求，以保證兩端混凝土頂升速度同步對稱。

當(dāng)排漿孔有漿排出時(shí)，放慢泵送速度，每泵一下停一下，人工配合用振搗棒振搗，使多余的氣體和漿液排出，直到干凈混凝土溢出為止，然后穩(wěn)壓，關(guān)閉防回流截止閥。

泵送過程中，每次混凝土各取4組試件，當(dāng)拱肋混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，用超聲波對拱肋混凝土的密實(shí)情況進(jìn)行檢查。

壓注時(shí)，在拱腳、1/8L、1/4L、3/8L、1/2L等位置監(jiān)測拱肋線型的變化。

利用支架平臺在拱頂處放置儲(chǔ)料桶，出漿孔混凝土利用軟管導(dǎo)入其內(nèi)。

在排氣孔冒出混凝土后，由兩側(cè)地泵交替施壓，使最上部混凝土左右擺動(dòng)。

3.9清洗設(shè)備及封堵壓、排漿孔

清洗、拆除輸送泵管，待混凝土檢測完成后，割掉外露部分并用原鋼板復(fù)原封度焊接。

3.10施工關(guān)鍵控制點(diǎn)

拱肋混凝土灌注必須連續(xù)進(jìn)行。

灌注混凝土?xí)r要求縱向?qū)ΨQ進(jìn)行。

拱肋單片泵送時(shí)確保單側(cè)上、下弦拱內(nèi)混凝土在混凝土初凝前完成。

拱肋混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的100%后，檢查拱肋混凝土是否密實(shí)，采用超聲波檢測。

鋼管拱內(nèi)混凝土檢測合格后，拆除鋼管拱肋上的灌注孔、排氣孔。切割、焊接時(shí)，需做好降溫處理，孔封閉應(yīng)焊接平整光滑。

在施工前必須對輸送泵、混凝土拌和設(shè)備等進(jìn)行全面檢修和維護(hù)。

輸送泵應(yīng)盡量靠近壓注口布置，以減少泵管長度和彎管的使用。

混凝土外加劑參量控制準(zhǔn)確，混凝土應(yīng)具有良好的和易性、可泵性、流動(dòng)性和補(bǔ)償收縮能力。

在鋼管混凝土壓注過程中加強(qiáng)應(yīng)力及變形的觀測。