橋梁工程管內(nèi)混凝土施工技術分析

摘要 混凝土結構是橋梁工程結構施工的重要形式，規(guī)范化的控制混凝土施工技術，能有效保證橋梁結構的穩(wěn)定性、安全性。橋梁的施工環(huán)境較為復雜，整體專業(yè)性較強，且具有施工要求高的特點，文章以某工程為例分析了工程重點配合比設計、工藝試驗及灌注施工等關鍵施工技術，包括施工過程中的管內(nèi)混凝土泵送及灌注質(zhì)量檢測等，旨在為同類施工項目提供一定的數(shù)據(jù)參考與理論支持。

關鍵詞 橋梁工程；管內(nèi)混凝土施工；泵送技術

中圖分類號 U445.57 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2025）02-0063-03

0引言

隨著科技的進步和工程實踐的不斷積累，橋梁工程管內(nèi)混凝土施工技術也在不斷創(chuàng)新和完善。新型混凝土材料、先進的施工設備及精細化的施工工藝不斷涌現(xiàn)，為橋梁工程的建設提供了更加可靠的技術保障。然而，在實際施工中，管內(nèi)混凝土施工仍然面臨諸多挑戰(zhàn)和難點，如混凝土材料的選擇、配合比的優(yōu)化、澆筑與振搗工藝的控制等，都需要施工人員具備豐富的經(jīng)驗和精湛的技術。該文旨在對橋梁工程管內(nèi)混凝土施工技術進行全面的分析和探討，以期為同類工程提供有益的參考和借鑒。

1 工程概況

該文引用標段沿大樁號方向的主要構筑物為蘇壩馬邊河特大橋、爛泥灣1號大橋、爛泥灣2號大橋、和平寨1號隧道、和平寨2號隧道、越勝村大橋、碑坪村大橋，其余為結構物區(qū)間路基。主橋凈跨徑為350 m，矢跨比為1/4.2，拱軸系數(shù)為2.1。主拱采用等截面懸鏈線無鉸拱。拱圈采用兩拱肋，兩拱肋間以橫聯(lián)連接，每拱肋為單箱雙室截面，橫向采用外形等寬8 m，縱向采用外形等高5.8 m，拱圈標準段頂、底板厚0.4 m，腹板厚0.3 m，拱腳位置設置2 m長的實心段和2 m長的過渡段；過渡段至第一根立柱間設兩個漸變段，拱圈頂、底板厚度分兩次漸變，分別由0.8 m漸變至0.6 m，再漸變至0.4 m，漸變段長度均為4.5 m；邊腹板厚度由0.55 m一次漸變至0.3 m，漸變段長度為4.5 m。沿拱圈中軸線設置Φ8 cm的通風孔，且貫通邊、中腹板，每隔板間布置三道通風孔（雙隔板位置布置一道）。拱肋主弦管需灌注C120混凝土，單根上弦管長度為41.146 m，左右幅合計6根上弦管；單根下弦管長度為402.98 m，左右幅合計6根下弦管。C120混凝土設計總方量為852 m3。

2 配合比設計

管內(nèi)灌注的C120自密實混凝土為超高標號混凝土，對施工中的混凝土制備要求較高，工作性能要求如下：坍落度為240～280 mm，擴展度為680 mm，擴展時間T500（s）為5～20 s，初凝時間12～18 h，終凝時間14～20 h，28 d的配置強度為132 MPa，軸心抗壓強度為72.3 MPa，劈裂抗拉強度為3.22 MPa，彈性模量為4.1×104 MPa，體積穩(wěn)定性（密閉環(huán)境自由膨脹率）為2×10-4～6×10-4?；炷晾碚撆浜媳热绫?所示：

3 工藝試驗

為達到試驗目的，試驗研究的具體內(nèi)容如下：

（1）在研究混凝土灌注過程中，根據(jù)各階段混凝土的工作性能、泵送性能變化情況及影響因素，通過測試對比混凝土在入泵管前、入鋼管前、出鋼管后的混凝土各項性能指標，研究管內(nèi)混凝土的性能變化規(guī)律。測試的主要對比量化指標如下[1]：坍落度、擴展度、保坍時間、黏度、含氣量、收縮率、抗壓強度、溫度。

（2）通過此次試驗，測試采集管內(nèi)混凝土的泵送壓力數(shù)據(jù)，研究高流動性混凝土在φ150 mm泵管和大直徑鋼管的沿程阻力規(guī)律和影響因素。

（3）通過試驗采集管內(nèi)混凝土的動態(tài)運動視頻，研究管內(nèi)混凝土的運動規(guī)律。

（4）研究管內(nèi)混凝土的灌注密實度，通過試驗過程的材料取樣，測試混凝土試件的收縮率，以及灌注完成后，開展試驗鋼管內(nèi)的混凝土脫空超聲波檢測，檢驗管內(nèi)混凝土的補償收縮性能。

4 管內(nèi)混凝土灌注施工

4.1 施工準備

平整場地后進行混凝土泵送布置，具體內(nèi)容見表2所示：

進漿管采用φ150×6 mm鋼管，進漿管應與混凝土輸送泵管相匹配，進出漿管與主管焊接，要求進漿管伸入主管內(nèi)10 cm；進出口布置時，應避開節(jié)點位置。上弦管進漿口設置在弦管上部，距離拱座面1 m；下弦管進漿口設置在弦管側面，距離拱座面1 m。

出漿管采用φ150×6 mm鋼管，拱頂中心點位置設置出漿口，出漿口鋼管應設置透明軟管將溢出的混凝土收集，避免混凝土漫流。

4.2 混凝土拌和及運輸

拌制混凝土時，每盤料凈攪拌時間不得少于2 min，混凝土坍落度符合配合比要求。拌制混凝土期間，每一工作班應至少測定砂、石含水率兩次，遇雨天則增加測定次數(shù)；應及時根據(jù)砂、石含水率調(diào)整攪拌所用砂、石和水的用量，使混凝土配合比、水灰比符合設計要求；所用骨料宜分級堆放，并按級配需要分級計量，使骨料級配合格，保持混凝土拌和物應有的和易性及均勻性。在拌和摻有摻和料（如粉煤灰等）的混凝土時，宜先以部分水、水泥及摻合料在機內(nèi)拌和后，再加入砂、石及剩余水，并適當延長拌和時間[2]。

4.3 混凝土的泵送

（1）泵送順序

管內(nèi)混凝土灌注采取兩岸對稱、一級到頂?shù)姆绞竭M行澆筑，嚴格按照圖紙要求的順序進行，以左幅為例：中下弦管內(nèi)灌混凝土—中上弦管內(nèi)灌混凝土—內(nèi)側下弦管內(nèi)灌混凝土—外側下弦管內(nèi)灌混凝土—內(nèi)側上弦管內(nèi)灌混凝土—外側上弦管內(nèi)灌混凝土[3]。全橋單幅拱肋分6次對稱灌注，在前一次混凝土灌注完畢、下一次混凝土開始灌注時，要求己灌管內(nèi)的混凝土強度應達到設計強度的100%后方可進行，如圖1所示：

（2）泵送時間。根據(jù)泵送長度計算出每級混凝土的泵送方量及施工時間，以提前掌握大致泵送的施工過程?？紤]中途監(jiān)控數(shù)據(jù)采集的臨時停泵等時間，單根弦管泵送施工時間約3 h。詳見表3和表4所示：

（3）施工步驟

步驟一：準備工作。在拱肋設計位置上開設進漿口、出漿口、排渣孔、振搗孔，并焊接灌注管（含閘閥），管口開孔開成30°坡口，焊縫高度不小于8 mm，確保焊接穩(wěn)固。拱頂布置出漿管、輸送管。

步驟二：清洗鋼管內(nèi)壁。首先清洗拱腳預澆筑段，安裝高揚程抽水機，抽水機出水口與拱頂出漿管對接；然后進行抽水作業(yè)，將大量清水從拱頂注入主鋼管內(nèi)部，沖洗鋼管內(nèi)壁，水流攜帶鐵銹及其他雜物通過拱腳開設的排渣孔排出，直到排渣孔處的水流清澈無雜物帶出后停止抽水；最后用塑料軟管吸出管內(nèi)拱腳預埋段內(nèi)的殘余水，使用電焊封閉排渣孔。

步驟三：進漿口以下（拱腳處）鋼管混凝土澆筑。泵送砂漿潤滑輸送管道，砂漿泵完后，使用卡箍連接輸送管與灌漿管。進漿口以下段的鋼管長度為2～3 m，每根管澆筑方量約0.4～0.6 m3。灌注管無法伸入該段鋼管底部，故需采用人工振搗密實。在鋼管上開設φ150 mm的振搗（兼排氣）孔，輸送泵泵入混凝土后，將振搗棒伸入混凝土進行振搗密實。在澆筑過程中，還可通過振搗孔觀測混凝土面高度，混凝土面到達振搗口時應暫停泵送混凝土，使用電焊封閉振搗排氣孔[4]。

步驟四：泵送管內(nèi)混凝土。進漿口以下段的混凝土澆筑完成，并封閉振搗孔后，泵入1 m3的砂漿（與C120高性能混凝土相同的配合比）作為鋼管內(nèi)壁的潤滑劑，并減少混凝土上升過程中的漿體損失，增加混凝土在拱肋管內(nèi)的流動性。隨后泵入C120高性能混凝土，當混凝土（含砂漿）液面到達拱頂時，將進入拱頂排漿管并流出，繼續(xù)泵送混凝土直至含有大量粗骨料的混凝土從拱頂排漿管流出時暫停泵機。靜置10 min，當排漿管內(nèi)混凝土面沒有氣泡排出且不再下降時，關閉進漿口閘閥和泵機，完成鋼管的混凝土澆筑[5]?；炷帘盟蜁r間為早上7時～9時或晚上8時～10時。避免溫度較高時進行C120混凝土的拌和運輸和泵送作業(yè)。晚上泵送時，可提前采用拱肋上布置的水管對鋼管進行灑水降溫。

5 質(zhì)量檢測

鋼管混凝土灌注完畢、硬化后，應進行管內(nèi)密實性檢測，可以采用人工敲擊法[6]、超聲波檢測法[7]、鉆芯取樣法等三種方式，保證其脫空率不大于1.2%（脫空面積與全截面積的比值）。

人工敲擊法檢測管內(nèi)混凝土達到設計強度后，項目質(zhì)檢人員采用鋼錘進行全面敲擊檢測。檢測時，要求沿縱向敲擊點之間的距離不得超過40 cm。檢測回音沉啞，說明鋼管內(nèi)混凝土填充飽滿，混凝土與鋼管壁結合緊密；檢測回音清脆，則可能是混凝土與鋼管壁存在脫空現(xiàn)象，此時需要做出標記以便進一步檢查。

超聲波檢測間距應按不超過80 cm進行控制，并檢測徑向截面。超聲波檢測時，對人工敲擊法檢測結果有疑問的斷面可加密檢測，且檢測間距不超過10 cm。

鉆芯取樣法在檢測混凝土內(nèi)部質(zhì)量時，會造成管內(nèi)混凝土的局部損傷，從而影響結構受力，故不適用于大量采用此法檢測，采用此種方式應用于人工敲擊及超聲波兩種檢測方法均無法判斷結果的部位。在鉆取直徑為φ5 mm的孔后，利用高壓空氣吹除孔內(nèi)塵渣，直接觀測管內(nèi)混凝土是否有脫空情況[8]。

6 脫空處理

管內(nèi)混凝土檢查完畢，對于脫空率大于1.2%（脫空面積/截面面積）的脫空部分進行壓漿處理。壓漿采用的漿體為水泥復合材料，采用自制壓漿桶和小型空壓機進行壓漿。壓漿后再用人工敲擊法進行檢查，直到確保密實為止。同時，應確保壓漿后的壓漿孔補焊牢固，并打磨光滑。

7 灌注孔修復

修復鋼管壁上的各進漿孔、出漿孔、排渣孔等，在混凝土達到設計強度后，對其進行補焊牢固[9]。對于進漿管和出漿管，應用氧炔焰將其割除，割除時火焰切割位置應高于弦管外壁至少1 cm，再用砂輪打磨至弦管表面平齊，目的是防止火焰燒壞管內(nèi)混凝土。在進漿口和冒漿口處，應將混凝土鑿去一定深度，再用同材質(zhì)同厚度的鋼板封補孔洞。

8 結論

在施工過程中，必須嚴格控制混凝土材料的選取、配合比的設計及澆筑與振搗等關鍵環(huán)節(jié)，以保證混凝土達到設計要求的強度、耐久性和抗裂性。溫度、濕度及管內(nèi)環(huán)境的清潔度等因素，對混凝土施工質(zhì)量具有顯著影響。在施工中，需要密切關注這些因素的變化，并采取相應的措施進行調(diào)控，通過不斷優(yōu)化施工工藝、提高施工人員技能水平，以及積極應用新型材料和技術，可以進一步提升橋梁工程管內(nèi)混凝土施工的技術水平。

參考文獻

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