钢拱桥钢管混凝土泵送砼施工技术应用

结合云溪县舍家湾70米跨钢管混凝土拱桥的实际施工,详细介绍了单跨钢管混凝土拱桥肋管混凝土浇筑的施工工艺,通过施工方案的确定,指出了其优缺点。EME及施工技术的阐述,可为类似工程提供参考。关键词桥梁工程拱肋混凝土浇筑施工技术简介项目1云溪县舍家湾钢管拱桥设计为1-70m预应力混凝土梁系杆拱梁。主桥采用人字形斜坡。桥梁纵坡4%,竖曲线半径r=1000m,主拱肋由两根钢管组成,高14.00m,矢跨比1/5。

每根拱肋由两根直径800*16 mm的钢管组成。弦杆采用内C50微膨胀混凝土,上弦杆与下弦杆之间用扁钢板(厚度delta=l6 mm)连接,内C50微膨胀混凝土灌入平面连接板。桁架拱肋由桥面板以上和上下弦杆之间的PES7-73索组成。拱肋高2.00 m,宽0.80 m。两座主拱门的拱肋中心距为17.40米,有两组“I”形横撑和两组“K”形横撑。每个横撑都是一个空钢管桁架。它由拱肋上下弦之间的腹杆上的800 16 mm(直撑)和800 16 mm(斜撑)组成。

拱肋钢结构分为主拱钢结构、横撑、K撑和辅助钢结构,总重量约165吨。桥梁总体布置如图1所示。根据对称平衡加载原理,在拱顶对称中线上组织钢管混凝土(CFST)的填筑施工。为保证拱肋混凝土的密实度,在拱肋两端用钢管拱肋灌注混凝土时,采用泵送顶升升压法。在浇筑过程中,用泵将混凝土自下而上连续压入钢管拱内,待混凝土从钢管顶出使钢管内混凝土密实后,方可进行振捣。钢管混凝土施工顺序为C50微膨胀混凝土制备口出浆口焊接下料短管敷设输送泵管敷设人工下料管压力浇筑清水湿输送泵管泵送优质砂浆对称泵送C50微膨胀混凝土-第节。

膨胀混凝土振捣混凝土由拱顶排水孔关闭防回流截止阀清洗泵送管道完成泵送。根据实际进度,钢管填充拱肋混凝土的顺序为左上拱肋右上拱肋左下拱肋右下拱肋左缀板右缀板。单拱肋必须在1.5小时内填充。全桥钢管混凝土拱肋在8小时内完成。_ 2.2关键技术(1)拱肋混凝土在浇筑过程中不能中断和连续浇筑。(2)浇筑混凝土时,应严格做到纵向对称。在泵压过程中,应注意泵的压力和压头。泵的压力一般控制在16兆帕以下。(3)泵送单拱肋时,应保证混凝土初凝前完成一侧上下弦杆的混凝土,因此泵送一根时,应及时连接下一根钢管的输送管,以缩短泵送时间。

(4)当钢管拱的混凝土强度达到50%以上时,可将钢管拱肋的充、排气孔清除。所有孔应采用原切割钢板焊接密封。切割和焊接时,应进行冷却处理,以免烧坏混凝土。封孔应光滑,不得有突出物或漏焊。(5)当拱肋混凝土强度达到设计强度的80%时,检查拱肋混凝土是否密实。利用超声波检测管内混凝土的浇筑质量。(6)为了承受混凝土产生的水平力,需要对纵梁的预应力筋进行分期张拉。(7)端横梁变形控制是桥梁施工的关键。在主墩两侧做测量标记,全站仪观测各阶段墩顶水平位移。

_施工工艺3.1 C50微膨胀混凝土的配制,为保证混凝土能用钢管填充,密实,混凝土必须具有无收缩补偿性能,即微膨胀性。钢管拱混凝土的特殊施工工艺是在不振捣的情况下,发现自密实成型混凝土气泡小、流动性高、坍落度大,达到18~22cm。粗集料在提升过程中不能因自身重力而下落,否则会造成提升压力过大而失效。在混凝土配合比设计过程中,应使碎石稍有悬浮,不得有下沉现象,防止离析。2小时坍落度损失小于3cm。为了连续泵送,计算出混凝土初凝时间大于8小时。

考虑到施工周期和现场施工的张拉要求,希望混凝土浇筑后尽快达到张拉要求。混凝土具有早期强度,可获得5天强度(>90%)的混凝土设计强度。_ 3.2泵送设备的配置及在泵送设备两端设置高压固定式混凝土泵的能力,以便同步泵送。每辆泵车平均每小时泵送30立方米混凝土。考虑到其他一些因素,每个拱肋计划在2小时内泵送。输送泵系统的泵压一般在8兆帕左右,不超过16兆帕,以防爆管。考虑到以上因素,选用3台HBT-60型高压混凝土固定泵作为泵送机械,其中1台作为备用泵。

五台混凝土搅拌车配备运输车辆。为避免填料不连续,配置备用车1辆,随时根据实际施工情况进行调整。混凝土搅拌设备设有搅拌站。开始搅拌前,对所有搅拌设备、发电设备和水处理设备进行施工前的检查和调试,并在施工前满足施工条件。另外,出浆口混凝土冒出后,需要两支高压水枪立即对拱进行清理。3.3装填管、排气管、灌浆孔的布置,吊装前应将混凝土灌浆管、排气管、拱肋灌浆孔焊接在拱肋上。一侧单拱肋设两个灌浆孔,拱肋对称中心线对称布置在拱肋上部管壁上。

灌浆孔与拱肋轴线成30度角。沿拱肋轴线靠近跨中位置设置两个灌浆孔。排气管和制浆孔直径为20cm。混凝土浇筑时,应立即用木楔将混凝土留设密封。当钢管拱混凝土强度达到设计强度的50%时,可将钢管拱肋上的填充管、排气管和灌浆孔拆除。所有施工孔均采用原切割钢板修复焊接。3.4高压管道直径为125mm的泵管布置由搅拌站专职技术人员布置。在压力灌浆孔和管线的位置,支架专门用于安装混凝土泵管,以确保管道牢固,并尽量减少弯管数量。

为避免泵送过程中的堵塞、爆裂和泄漏,在泵管对接前应仔细检查管道内壁是否清洁,接头和密封圈是否完好。对接后,对输送管进行分段检查,以保证管接头的紧密性,防止混凝土顶升过程中出现管道脱落现象。另外,现场还配备了一套相同长度的泵管、弯管和密封圈,以避免事故的发生,并对备用管道的更换进行了试验,熟练掌握。泵管安装完毕后,严禁人在管道上行走。混凝土浇筑前,在灌浆管上安装防回流截止阀(法兰),并加强灌浆管与拱肋钢管、法兰的焊缝。

3.5灌浆管下人工浇筑混凝土;灌浆管(低端灌浆管)下人工浇筑混凝土,即第二次浇筑拱脚时,应浇筑2米拱肋钢管混凝土拱肋。本段混凝土采用输送泵直接输送,插入式振动器振捣。施工前在拱背轴线距拱肋与拱脚接触面50cm处开一个直径为25cm的圆孔,作为拱肋的混凝土填充钢管通过孔运输。插入式振捣棒通过孔伸入振捣中,保证拱肋混凝土的密实度。混凝土浇筑后,顶面应比灌浆管孔低40-50cm,以免在随后的钢管混凝土泵送过程中出现集料分离现象,造成混凝土不密实、蜂窝、麻面等质量问题。

3.6泵管水密性试验及管内废渣清除。泵送混凝土前,关闭灌浆管上的防回流截止阀,在泵的漏斗内安装清水泵,检查泵管是否漏气。另外,从拱顶排气管中注入清水,彻底清除钢管内的所有废渣和铁锈,并在二次混凝土浇筑时,在拱背轴线50 cm处开一个直径为10 cm的圆孔(直接用拱脚)排出拱脚段的渣孔。拱肋和拱脚为排渣孔,清理后将排渣孔密封。3.7泵送高标号砂浆,泵送混凝土前,泵送2立方米高标号砂浆湿润泵管。湿润管的主要作用是降低混凝土泵送阻力,注意砂浆不应进入钢管拱。

3.8一天内气温较低时,选择泵送C50微膨胀混凝土浇筑时间。拱肋从整个跨度两侧的拱脚对称连续浇筑,均在拱脚混凝土初凝前完成。钢管拱填充时,应遵循以下步骤:(1)混凝土搅拌时,应准确测量各种成分,并将掺合料搅拌均匀,搅拌均匀,每块板的净搅拌时间不应少于2分钟。(2)泵送混凝土搅拌时,实验室人员随时从施工现场取样,并根据施工情况调整混凝土配合比。(3)混凝土坍落度必须大于20cm,泵送必须大于18cm,不得离析泌水,严禁向搅拌车加水,防止质量事故;对于坍落度过大的混凝土,应立即返回搅拌站,并通知搅拌站进行适当调整。

控制措施:(4)钢管拱肋混凝土施工应选择在室温下进行。施工期间应准备土工布和水管。在钢管拱上铺设土工布,以备养护,防止突然升温,对浇筑产生不利影响。顶升混凝土时,应测量拱肋表面温度。如果温度过高,应在拱肋表面覆盖土工布,并浇水降温。(5)拱肋混凝土由拱脚压力注射管高压固定泵自拱肋底部向顶部浇筑,无振动。启动泵送时,泵应处于低速压力状态,注意观察泵的压力及其部件的工作情况。只有在压力平稳泵送后,才能提高政策压力速度。

(6)泵送混凝土时,尽量避免泵停现象。在施工中,如果混凝土供应不足,应尽快降低和减速,以防中断。(7)当混凝土压力困难时,泵压升高,管道振动,降低压力输送速度或使泵反转,检查管道,避免堵塞。(8)压混凝土时,漏斗应灌满混凝土。在混凝土压制过程中,如果有空气,应立即泵送,直到空气和混凝土从管道中排出,然后才能继续正向工作。(9)当泵的管路堵塞时,关闭防回流截止阀,用木棍轻敲管路,找到堵塞的部位,压下混凝土泵后,将管路拆下,拆下堵塞的部位,并在接管前检查其余管路是否堵塞。

再压混凝土时,应打开防回流截止阀,重新泵送。(10)泵送单拱肋钢管混凝土时,应严格遵守拱肋两侧的施工要求,防止因一侧上升过快而引起拱环纵向振动。由混凝土产量、混凝土泵送能力、冲击检测结果判断,两侧混凝土长度差不大于1米,施工人员随时保持联系,保证两端混凝土同步对称提升速度。(11)出料孔出料时,减慢泵送速度,每次停泵,用竹竿手动泵入出料孔,使多余的气体和泥浆排出,直至干净的混凝土(排气管中的混凝土浓度与泵送公司中的混凝土浓度相同)为止。

ncrete)溢流,然后稳定压力并关闭防回流切断阀。(12)注入设计标高后,用堵板塞住喷嘴,关闭止回阀,防止混凝土溢出,然后清洗泵管。泵送过程中应随时注意泵送压力,发现泵送困难时应及时更换备用接头。(13)在钢管混凝土(CFST)达到80%强度之前,每隔2-3小时对钢管表面进行浇水和冷却。3.9清理设备及堵压、排浆孔;清理、拆除输送泵管;混凝土排水停止后,将泥浆管切除,并与原切割钢板焊接,恢复密封,防止雨水进入,防止碳化反应。

钢管混凝土灌注是钢管拱桥施工中的关键工序,保证钢管混凝土灌注质量是保证钢管拱肋安全的关键环节。钢管混凝土(CFST)采用输送泵输送,采用提升法泵送。必须保证一次顺利完成。为使钢管混凝土密实,混凝土的补偿收缩和强度满足设计要求,必须从钢管混凝土的制备、制作和填充等方面认真组织,科学施工。本工程的施工经验是钢拱桥混凝土施工关键技术的积累,也是钢拱桥施工的关键工序之一。参考文献1。《钢管混凝土结构设计与施工规程》(DL/T5089-99)。

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