鋼管拱橋拱肋砼施工

1 工程概況

霞飛橋位于廈門市海滄區(qū)，橋長77米，寬38米，橋型為凈跨66米下承式鋼管砼系桿拱橋結構。主拱采用鋼管砼結構，采用懸鏈線系桿拱。每一拱肋為雙啞鈴斷面：上下弦桿為4根φ800的鋼管砼構件；一側(cè)上下弦管間用2塊腹板連接形成一個啞鈴型斷面；兩個啞鈴間采用橫隔板連結形成整體；組成一條拱肋，全橋有兩條拱肋。兩拱肋間共設有三道橫撐，橫撐為鋼管桁架。鋼管拱內(nèi)泵送C50微膨脹砼，鋼管內(nèi)砼采用一級泵送一次到頂，并左右兩側(cè)同時泵送。

2 泵送砼前準備

在每根鋼管拱頂部的上弦管、下弦管及腹板倉設置出氣孔，在拱腳外各開設一個灌漿孔，并在灌漿孔處焊接一個內(nèi)徑與高壓泵導管內(nèi)徑相同的輸送泵鋼管閘閥，此閘閥伸入內(nèi)腔5cm。在鋼管拱頂部的出氣孔各焊接一根鋼管，鋼管高度是2m，直徑是φ200mm，作為砼的反壓管，用來保證砼的密實度。

圖1 出氣孔與灌漿孔位置示意圖

在鋼管拱上開孔，然后焊接灌漿孔鋼管閘閥和出氣孔鋼管，與拱肋側(cè)面成30°角。砼泵送結束后，馬上關閉閘閥。并保留開口蓋板，等砼強度達到設計強度的50%以后，割除灌漿孔和出氣孔的鋼管。將開口蓋板按規(guī)范要求進行補焊。下弦管的出氣孔鋼管和腹板倉的出氣孔鋼管與拱表面成30°角孔口向上，上弦管的出氣孔垂直于上弦管。鋼管設計的長度和角度結合現(xiàn)場實際情況及經(jīng)設計驗算后提供，以保證鋼管中砼的密實度。

泵送砼時，采用5臺高壓水平輸送泵，由水平輸送泵把砼泵送至鋼管拱弦管內(nèi)，待上面的出氣孔鋼管出漿并冒出砼后，停止泵送砼。設有專門的人查看高壓水平輸送泵壓力表，以免壓力太高，使鋼管拱爆裂，正常泵送時壓力控制在2Mpa內(nèi)，最大不超過2.5Mpa。為了防止泵送砼時，腹板倉鼓脹或爆裂，在腹板倉內(nèi)每間距1m就設置一根Φ18mm的鋼筋做為拉桿。

3 C50微膨脹砼配合比及性能

砼采用微膨脹、低水化熱的流態(tài)砼。C50微膨脹砼性能如下：①初始坍落度210mm，2h后坍落度保持值210mm；②初凝時間610min、終凝時間720min；③7d抗壓強度為44.0Mpa、28d抗壓強度為：59.9Mpa；④微膨脹劑后砼膨脹率控制指標為：標準養(yǎng)護14d膨脹率不能高于2.0×10-4（基本對應于峰值膨脹率），28d砼膨脹率為1.8×10-4±0.1×10-4。

4 拱肋砼灌注施工

4.1 質(zhì)量控制要求

要求有：①鋼管內(nèi)砼不允許出現(xiàn)斷縫、空洞；②鋼管內(nèi)砼不可與管壁分離；③管內(nèi)砼的配料強度應比設計強度高10%～15%；④新灌入鋼管的砼，3d內(nèi)受力不能高過30%設計強度，7d內(nèi)受力不宜高于80%設計強度；⑤一根鋼管砼的灌注完成時間，不能高過第一盤入管砼的初凝時間；⑥一根鋼管砼應該要持續(xù)灌注，一氣呵成；⑦灌注溫度控制在5℃ ～35℃，當氣溫高于35℃，鋼管溫度高于55℃時，應采取有效措施降低鋼管溫度。

4.2 施工順序

對鋼管拱C50微膨脹砼灌注順序要遵守工序?qū)ΨQ、均衡的原則，并做到在短時間內(nèi)灌注完成。泵送過程中，同時注意觀測拱軸線的變位情況。

拱肋砼灌注順序為：按應力進行第一次張拉→灌注下弦內(nèi)側(cè)管→灌注上弦內(nèi)側(cè)管→灌注內(nèi)腹板倉→待砼強度達到80%設計強度→按應力進行第二次張拉→灌注下弦外側(cè)管→灌注上弦外側(cè)管→灌注外腹板倉→待砼強度達到80%設計強度→按應力進行第三次張拉。砼灌注工作應連續(xù)進行，要求一個鋼管內(nèi)的砼在初凝時間內(nèi)一次泵送完畢，中間不得有間斷；并且灌注兩肋對稱進行，進度不大于2.5m（一個節(jié)間）。每回灌注之前要先用清水將管內(nèi)灰塵及雜物清除干凈。然后壓注2m3的高標號砂漿潤管，緊接著壓注C50微膨脹砼。

4.3 灌注方法

每條鋼管和腹板均采用2臺水平泵兩端同時灌注，要求控制兩端同時進行。

灌注控制要求：①灌注前每個輸送泵先壓注2m3的高標號砂漿做先導，用以濕潤鋼管拱和輸送管內(nèi)壁，砂漿為微膨脹砂漿，收縮率為0%；②根據(jù)兩邊對稱壓注的原則，單位是以每車為對稱壓注。灌注前的坍落度，砼拌站試驗人員先檢驗，砼到現(xiàn)場后應該要重復檢驗坍落度，合格后方可泵送。坍落度小于180mm容易堵管，坍落度大于240mm容易離析。對坍落度不合格的要求退回，絕對不得使用；③現(xiàn)場試驗人員記錄每車砼的到場時間、泵送的起止時間和坍落度。兩端2臺泵的泵出量要求一致，在同一段時間內(nèi)輸送的砼方量要相等。并保證兩側(cè)砼面高差在1m以內(nèi)，現(xiàn)場按以下兩種方法來控制：①按制兩端砼罐車的車數(shù)。每臺泵泵完1車后，等另一端的砼輸送完后再同時泵送另一車，確保同一時間內(nèi)所輸出的砼車數(shù)相同。②每根管鋼管有11輛罐車輸送砼，每端5輛，其中有1輛罐車運送砂漿；④待拱頂出氣孔冒出砼后，兩側(cè)泵送砼應暫停5min，然后繼續(xù)向管內(nèi)壓送少量砼后才停止壓注，在灌漿孔鋼管與輸送管接頭處關上閘閥。同時拆除輸送管，再進行下一根的壓注；⑤砼輸送車出漿速度與泵送速度要一致，避免無砼空泵情況；⑥要求一直注意水平泵的工作壓力；⑦計算砼的方量必須正確，否則到最后發(fā)現(xiàn)砼的方量不夠，造成了堵管現(xiàn)象。砼灌注完八小時以后，割除灌漿孔和出氣孔的鋼管，將開口蓋板按要求進行補焊密封。補焊前先把砼鑿至補焊的鋼板底面，并用高標號砂漿補平。應對管內(nèi)砼質(zhì)量進行全面檢查，可先用敲擊鋼管的方法進行初步檢查，如有異常部位再借助超聲脈沖技術檢測。對不密實部位采用鉆孔壓漿填實，然后等強補焊鋼管。

5 結論

鋼管拱橋拱肋砼施工前應做好充分準備，特別是灌漿孔和出氣孔的設置，應合理、適用。為了使砼和鋼管能達到最佳的受力效果，應該注意砼中各種材料的參量及其各項性能指標的控制。同時制定嚴格的施工順序，按工序?qū)ΨQ、均衡的原則進行施工，并且在施工過程中應充分考慮其它的注意事項。

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