路橋工程中鋼管桁架梁自密實混凝土的施工技術

沈顯才

（中鐵十一局集團第一工程有限公司，湖北 襄陽 441104）

路橋工程中鋼管桁架梁自密實混凝土的施工技術

沈顯才

（中鐵十一局集團第一工程有限公司，湖北 襄陽 441104）

近年來，路橋工程中鋼管混凝土結構日益增多，盡管鋼管混凝土施工工藝十分復雜，但是其綜合了鋼材與混凝土材料的優(yōu)點，適用于現代化工程建設，可滿足土木工程結構的大跨度、重負荷要求。分析了路橋工程鋼管自密實混凝土施工技術難點，對自密實混凝土的配合比設計進行探析，結合工程實例對鋼管桁架梁自密實混凝土施工技術進行了闡述。

鋼管桁架梁；自密實混凝土；路橋施工

0 引言

鋼管自密實混凝土施工便于控制混凝土的流動性，且具有填充性強、密實性高、抗離析能力強等優(yōu)勢，可以提升鋼管壁的穩(wěn)定性。在鋼管自密實混凝土頂升法泵送施工中，一般對自密實混凝土的坍落度和擴展度要求較高，需嚴格控制各施工技術要點，不得出現離析、沉降、板結問題，才能保證鋼管自密實混凝土符合設計要求并滿足施工技術標準。

1 鋼管自密實混凝土施工技術難點

由于路橋工程建設規(guī)模較大，建設周期長，涉及的投資數額較大，為了保證工程的經濟效益，需提高施工效率，加快施工進度，混凝土澆筑作業(yè)必須一次性完成，若存在離析、泌水等質量問題的混凝土進入鋼管后容易造成粗集料下沉或砂漿上浮，使得鋼管中的混凝土分層不均勻，局部存在薄弱層，而硬化后的混凝土和鋼管壁結合后因為泌水形成的水膜使結合不緊密，嚴重影響混凝土施工質量。為此，有效解決混凝土離析泌水問題成為鋼管自密實混凝土施工質量控制的關鍵所在。同時，混凝土澆筑后應充滿鋼管內部，若施工技術管理不到位，則會造成空洞、混凝土和鋼管內壁脫離等問題。此外，因為鋼管混凝土具有全封閉性特點，當混凝土澆筑工作結束后，則可以采用的混凝土質量技術手段較少，及時進行檢測也不能客觀和全面反映混凝土內部質量情況。若存在質量問題，則很難在后期進行補救。為此，鋼管混凝土施工必須一次到位，且保質保量。由此可見，鋼管自密實混凝土施工對于技術和操作要求較高，需在保證混凝土配比設計、性能符合作業(yè)要求的同時對各施工環(huán)節(jié)進行監(jiān)督，保證混凝土內部質量[1]。

2 混凝土配合比設計

混凝土配合比設計需遵循經濟性和技術性原則，在保證材料質量的同時節(jié)省成本。通常情況下鋼管自密實混凝土施工原料主要包括：第一，粗骨料，通常為碎石，粒徑為6～21 mm，針片狀顆粒含量不大于7.5%，含泥量不大于0.25%，要求級配較高；第二，細骨料，通常選用中砂，細度模數為2.9，含泥量不大于0.7%；第三，水泥，選用的水泥必須性能穩(wěn)定，在與外加劑作用過程中不會出現適應性不良的問題；第四，外加劑，通常選用的是高性能減水劑，添加量為2.6%。鋼管自密實混凝土配合比設計需要遵循以下原則：需使用充足的膠凝材料，強化混凝土材料的黏聚性，且需摻入適量的粉煤灰，提高混凝土的強度，并改善其和易性。自密實混凝土性能主要取決于漿體和骨料，為此設計人員需經過反復試驗確定漿體與骨料的配比[2]。

3 實例分析鋼管桁架梁自密實混凝土施工技術

某橋梁工程全長為7.454 km，跨越堤壩的跨徑為50 m，采用簡支鋼管混凝土桁架組合梁形式，鋼管桁架梁結構構造中主桁采用的是無豎桿的華倫式三角形腹桿體系，節(jié)間長度為3.4 m，主橫梁的高度為6.575 m，高跨比為1∶7.604。兩個主桁中心的間距為13.30 m，寬跨比為1∶3.76，橋面行車道寬度為11.5 m。

3.1 施工材料制作與控制

在施工材料制作前，施工單位對施工原材料進行了質量檢測，并實行“專驗專用”制度，檢測結果顯示為合格。生產過程中，技術人員對混凝土制作過程進行全程監(jiān)控，合理配置，并嚴格控制原材料的使用量，將混凝土拌合物的初始坍落度控制在250～270 mm，擴展度控制在630～700 mm，擴展時間不得超過8 s，且保證混凝土的流動性與黏聚性較高。該工程混凝土配合比及性能試驗結果見表1。

3.2 施工布置

首先，該工程施工中需由兩臺混凝土輸送泵同時工作完成混凝土灌注作業(yè)，需依據設計要求對設備運行參數進行調整，保證設備性能穩(wěn)定，參數設置相同。輸送泵和鋼管底部的間隔距離控制在10～15 m范圍內[3]。其次，合理布設泵送管道?；炷两涍^泵機頂升至待灌鋼管內。在待灌鋼管混凝土入口處設置兩套混凝土泵送管道，在灌注口旁設有防回流設備。按照設計要求配置多種型號的彎管接頭。在每次壓注混凝土之前鋪設好泵送管路，并與入口泵管和泵機進行試運行，檢查管道連接處是否有滲漏。然后采用2～3 t的倒鏈進行固定，縮短中間接管時長。

3.3 混凝土灌注施工

在進行混凝土灌注施工之前需要做好準備工作，如技術交底和混凝土施工演練，并備齊所有的施工設備，搭設腳手架。在準備工作結束和檢查合格后方可進行泵送施工。本工程在施工中基于設計圖紙進行了施工工序安排，并制定了施工質量控制方案。先依據設計要求對混凝土的泵送順序進行了調整，決定從端腹桿的底部向上運行，然后從上弦桿的底部向上運行，且一次到位。在施工過程中需按照上述工序進行操作，且鋼管兩端混凝土的壓注工作需同時進行，中間不得停頓。[4]為了保證混凝土的密實性和混凝土的壓注質量，需要在關注過程中密切觀察混凝土材料變化以及各部件的運行情況，在鋼管頂面周圍設置20排氣孔，施工過程中檢查是否正常排氣，同時可人工使用橡膠錘敲擊鋼管壁，保證鋼管內部的氣體和浮漿可順利排出。待由200溢漿管排出夾雜著小石塊的混凝土時則可停止泵送操作。在此過程中，需保證輸送泵運行壓力穩(wěn)定。最后，混凝土灌注施工作業(yè)結束后需要對各施工設備進行檢查，并及時關閉，以有效防止混凝土回流問題的產生。另外，施工后需對施工設備如泵管內部進行徹底清理。當施工中混凝土頂升高度達到預設位置時，可直接停止排氣閥門運行。

3.4 混凝土泵送頂升施工

第一，為了避免混凝土泵送過程中外部空氣大量進入，需在設備運行過程中控制混凝土使用量，需大于整體容量的30%。第二，對于初次澆筑的上弦管，兩側需同時且對稱泵送頂升，嚴格控制兩側的高差，不得大于1 m。若位于上弦的混凝土澆筑結束后已經滿足設計強度要求，則下弦管位置的混凝土澆筑施工中可適當放松對稱頂升操作要求。第三，在頂升施工最后環(huán)節(jié)結束后，施工人員需要對已完工的施工工序進行檢查，并且需在進漿口的位置加設截止閥，待泵機匯總的泵壓消失后再將泵管和進漿口位置的封口鋼管拆除。第四，在泵送混凝土過程中經常會出現堵塞卡管問題，若不及時處理則會導致管道直接爆裂損壞，為此需在上弦管混凝土頂升到一定高度時對結構中的鋼板多次敲擊，促進混凝土流動。

為了保證混凝土泵送質量，需對混凝土施工進行監(jiān)測。一方面，混凝土頂升中易出現鋼管變形問題，阻礙后續(xù)施工，為保證該問題及時發(fā)現和解決，需實施監(jiān)測。另外一方面，在鋼管混凝土強度達標后需要使用3號小鋼錘進行敲擊試驗，檢測人員需要依據個人工作經驗對內部混凝土質量進行評價，但是需對每根鋼管進行檢查，不得遺漏。施工中，該檢查共分兩次，分別在施工7 d和28 d時進行，順著鋼柱周邊等距設置監(jiān)測點，從底部開始敲擊至頂部，通常鋼管兩端均固定死，因此敲擊時產生的振幅有所差異，柱的兩端和中間發(fā)出的

表1 混凝土配合比及性能試驗結果

敲擊聲音也有所不同，需技術人員憑借個人經驗進行判斷。

4 結語

綜上所述，路橋工程建設對于地區(qū)經濟發(fā)展和行車安全具有重要影響，為了保證路橋工程整體結構的穩(wěn)定以及交通運輸安全，可采用鋼管桁架梁自密實混凝土技術。但是在施工中需要對施工過程進行嚴格監(jiān)控，依據相關技術標準進行操作并深入落實質量管理措施，從而保證設計目標的實現，促進路橋工程建設與發(fā)展。

[1]蔣正武，潘微旺，李享濤，等.泵送頂升鋼管拱自密實混凝土施工技術[J].建筑技術，2011，42(2)：134-137.

[2]牛志平，彭世發(fā)，朱文生，等.超高層鋼管自密實混凝土頂升法施工技術[J].建筑技術，2013，44(1)：37-40.

[3]楊玉軍，王自明.西安咸陽國際機場T3A航站樓大直徑鋼管柱自密實混凝土施工技術[J].施工技術，2012，41(10)：8-9.

[4]孫亞非，熊壯，胡志軍，等.高拋免振搗鋼管自密實混凝土施工質量控制技術[J].建筑施工，2014，36(2)：159-162.

U445.57

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1009-7716（2017）09-0126-02

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.09.037

2017-04-24

沈顯才（1978-），男，湖北荊州人，高級工程師，從事施工管理方面的工作。