鋼筋混凝土拱橋拱肋內(nèi)灌C100混凝土施工工藝

龔 進(jìn)

(四川路橋華東建設(shè)有限責(zé)任公司,四川 成都 610200)

傳統(tǒng)的鋼筋混凝土拱橋在我國(guó)一直都得到了大力的發(fā)展,尤其是在出現(xiàn)勁性骨架成拱工藝后,其適用跨度實(shí)現(xiàn)了巨大的突破,成為綜合競(jìng)爭(zhēng)力很強(qiáng)的一種橋型,具有跨越能力強(qiáng)、建造成本低、后期維護(hù)方便、觀賞性高等諸多優(yōu)點(diǎn)[1]。官盛渠江大橋采用C100超高強(qiáng)混凝土提高勁性骨架強(qiáng)度,本文結(jié)合工程建設(shè)實(shí)例對(duì)其勁性骨架內(nèi)灌C100混凝土材料的制備技術(shù)和灌注工藝進(jìn)行探討。

1 工程概況

官盛渠江大橋是廣安環(huán)城公路東南端跨越渠江的一座特大型橋梁,主橋采用320米跨徑鋼筋混凝土中承式拱橋一跨過(guò)江,拱圈由C100鋼管砼勁性骨架外包C50砼形成,橋面梁為“工”型格子梁,橋面板為鋼-混凝土組合橋面板。拱肋為鋼筋混凝土單箱單室截面,主孔凈跨徑為300米變截面懸鏈線無(wú)鉸拱,凈矢跨比為1/4,拱軸系數(shù)為1.5。

2 混凝土配合比設(shè)計(jì)

2.1 高強(qiáng)微膨脹頂升鋼管混凝土技術(shù)性能

本項(xiàng)目采用的C100超高強(qiáng)鋼管混凝土,兼顧自密實(shí)與微膨脹的特性,由于當(dāng)?shù)靥烊缓由叭狈?以人工破碎篩分的機(jī)制砂為集料,采用P.O 52.5水泥、復(fù)摻礦物摻合料、聚羧酸系減水劑和膨脹劑等,以達(dá)到工程實(shí)際所需的超高強(qiáng)度、自密性和微膨脹特性。

2.2 原材料的選擇

原材料的選擇具體：①水泥：四川峨勝水泥廠生產(chǎn)的PO。52.5R水泥；②微珠：天津筑成新材料有限公司；③硅灰：成都明凌科技有限公司；④膨脹劑：天津豹鳴HCSAII型高性能混凝土膨脹劑；⑤細(xì)集料：工地用機(jī)制砂,細(xì)度模數(shù)為2.68,石粉含量8%；⑥粗集料：峨眉山玄武巖碎石,大石粒徑10～16mm,小石粒徑5～10mm；⑦外加劑：上海三瑞化學(xué)有限公司生產(chǎn)的聚羧酸高性能減水劑。

2.3 混凝土配合比實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析

通過(guò)實(shí)驗(yàn)室大量的配合比試驗(yàn),得出機(jī)制砂C100鋼管混凝土膠凝材料宜為680～700kg/m3,硅灰摻量10%左右,水膠比0.19左右,砂率宜為40%～41%。根據(jù)實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)結(jié)果對(duì)施工配合比進(jìn)行微調(diào)如表1、表2所示。

表1 鋼管混凝土配合比

表2 鋼管混凝土性能

通過(guò)以上對(duì)比試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),第一組7d強(qiáng)度即可達(dá)到混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度的95%以上,28d強(qiáng)度超過(guò)115Mpa,混凝土工作性能及力學(xué)性能優(yōu)異,完全能夠滿(mǎn)足本工程所需機(jī)制砂C100鋼管混凝土的泵送頂升施工及結(jié)構(gòu)承載要求,施工采用表1中第1組配合比。

3 混凝土泵送施工工藝

3.1 灌注方法

官盛渠江大橋采用泵送頂升壓注法自拱腳向拱頂壓注C100砼,根據(jù)對(duì)稱(chēng)與均衡加載的原則,即以拱頂為對(duì)稱(chēng)線兩半跨對(duì)稱(chēng)加載,以橋軸線為對(duì)稱(chēng)線上下游拱肋同時(shí)加載。

3.2 進(jìn)料管和排漿管布置

單根拱肋鋼管兩側(cè)拱腳處各設(shè)一處進(jìn)料管,進(jìn)料管與拱肋鋼管軸線夾角小于30°,夾角越小泵送阻力越小,對(duì)鋼管壁的沖擊力亦越小。進(jìn)料管材質(zhì)、管徑與輸送管相同(Φ150mm),進(jìn)料管設(shè)防回流閥門(mén),并與主拱鋼管焊接加勁處理。在拱頂處設(shè)置Φ100mmX1000mm排漿管。

3.3 泵送清水

清水必須濕潤(rùn)所有的輸送泵管。檢查輸送泵工作情況是否正常、輸送管道有無(wú)滲漏[2]。

3.4 泵送水泥凈漿

清水灌注完畢后,緊接著泵送水泥凈漿,主要作用是潤(rùn)滑管道減小混凝土泵送阻力,同時(shí)避免影響混凝土塌落度。

3.5 泵送C100混凝土

C100混凝土由罐車(chē)輸送到4臺(tái)HBT-80型拖泵料斗后,沿泵送管道進(jìn)行泵送施工。料斗應(yīng)裝滿(mǎn)混凝土,使泵送混凝土的壓送頂升連續(xù)進(jìn)行,盡量避免停泵。當(dāng)混凝土供應(yīng)不足時(shí),宜降低壓送速度,以免中斷。混凝土泵送頂升時(shí),應(yīng)嚴(yán)格遵循兩岸對(duì)稱(chēng)的要求進(jìn)行；可通過(guò)混凝土產(chǎn)量、泵送量及敲擊檢查結(jié)果和標(biāo)志部位等來(lái)判斷,兩岸管內(nèi)混凝土長(zhǎng)度差不大于2m。必須隨時(shí)聯(lián)系,以保證兩岸混凝土頂升速度同步對(duì)稱(chēng)。當(dāng)排漿孔開(kāi)始排漿時(shí),放慢泵送速度,每泵一下需停一下。停留時(shí)人工配合用振動(dòng)棒在排漿口抽插,使多余的氣體和浮漿排出,直至混凝土噴出為止。然后穩(wěn)壓,關(guān)閉壓注口處截止閥,防止混凝土回流,最后封閉排漿口,完成單根弦管混凝土泵送[3]。

3.6 施工注意事項(xiàng)

由于灌注時(shí)間較長(zhǎng)、灌注距離及高差較大,為保證灌注順利進(jìn)行,最大程度減緩混凝土初凝時(shí)間,灌注時(shí)間選擇在一天中溫度較低的時(shí)間段,盡量避免陽(yáng)光照射,盡量使主弦鋼管溫度與大氣溫度相同；鋼管拱肋安裝前一定要派專(zhuān)人對(duì)弦桿進(jìn)行檢查及清理,避免因?yàn)橄覘U內(nèi)部有雜物引起堵管；混凝土遇水時(shí),極易造成離析,導(dǎo)致堵管,因此泵前用水濕潤(rùn)管道后,再泵送1m3高標(biāo)號(hào)水泥凈漿將混凝土與水分開(kāi)；壓注口與拱肋之間的焊接一定要牢固可靠,混凝土泵送時(shí)會(huì)對(duì)此處產(chǎn)生非常大的振動(dòng),一旦焊縫松動(dòng)開(kāi)裂極易釀成質(zhì)量事故；拱頂排漿管直徑適當(dāng)小于進(jìn)料管直徑可以有效提高拱頂混凝土密實(shí)度。

4 混凝土質(zhì)量檢測(cè)

混凝土泵送完成后,收縮趨于穩(wěn)定,應(yīng)對(duì)混凝土與鋼管的密實(shí)情況進(jìn)行檢查。檢查方法以超聲波無(wú)損檢查為主,錘擊敲打?yàn)檩o。若存在部分脫空現(xiàn)象通過(guò)鉆孔壓水泥漿的辦法來(lái)填補(bǔ)空隙。

5 結(jié)語(yǔ)

官盛渠江大橋全橋共12根弦管全部一次泵送成功,研究設(shè)計(jì)的鋼管混凝土工作性能及力學(xué)性能優(yōu)良,各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求。工程完工后對(duì)弦管內(nèi)混凝土密實(shí)度逐一進(jìn)行超聲波檢測(cè),通過(guò)檢測(cè)結(jié)果可以看出鋼管拱肋內(nèi)混凝土密實(shí),無(wú)脫空現(xiàn)象,其采取的泵送施工工藝是切實(shí)可行的。

[1]亢繼龍.鋼管混凝土拱橋拱肋混凝土頂升灌注工藝[J].山西建筑,2005,31,(9)：105-106.

[2]田培霞,魏星.鋼管混凝土拱橋拱肋灌注混凝土的配制與施工[J].公路交通技術(shù),2010(4)：63-66．

[3]嚴(yán)勝紅.拱橋常見(jiàn)病害及其加固措施[J].江西建材,2017(6)：174-175.