劉長松

(中國鐵工建設(shè)有限公司,北京豐臺 100071)

綿江大橋鋼管拱混凝土施工技術(shù)

劉長松

(中國鐵工建設(shè)有限公司,北京豐臺 100071)

針對鋼管混凝土系桿拱橋的結(jié)構(gòu)特點,結(jié)合江西省瑞金市綿江大橋的施工實例,詳細論述拱肋及拱腳混凝土施工方法和施工控制技術(shù)。

鋼管混凝土; 系桿拱橋; 拱肋; 施工控制

1 工程概況

綿江大橋橋址位于江西省瑞金市昌夏公路紅都大橋下游 1 117m,距瑞金市紅都大道的瑞金大橋 1 293m,是瑞金市跨越綿江河的第三大橋。綿江大橋全長203.72m,全橋均處于平坡直線段。引橋橋?qū)?32.5m,主橋?qū)?36.1m,橋孔布置為2×30m預(yù)應(yīng)力混凝土空心板+73.6m下承式鋼管混凝土系桿拱 +2×30m預(yù)應(yīng)力混凝土空心板,主橋的橋面橫行布置為:0.25m(欄桿)+2.5m(人行道)+1.4 m(拱肋) +0.4m(防撞欄)+11.25m(行車道)+0.4 m(防撞欄)+ 1.4m(拱肋)+0.9m(中央分隔帶)+1.4m(拱肋)+0.4m (防撞欄)+11.25m(行車道)+0.4m(防撞欄)+1.4m(拱肋)+2.5m(人行道)+0.25m(欄桿)。線條流暢,橋型對稱,如圖 1所示。

圖1 綿江大橋主孔總體布置示意圖

主橋上部結(jié)構(gòu)分兩幅,分別由兩條啞鈴型鋼管混凝土拱肋、吊桿、系桿、橫梁和橋面系構(gòu)成。主孔計算跨徑 70.6 m下承式鋼管混凝土系桿拱,矢跨比 f/L=1/5,拱肋拱軸線為懸鏈線,m=1.168,矢高f=14.4m,拱肋截面由上下兩根鋼管,中部用鋼板焊成啞鈴型斷面,豎向轉(zhuǎn)體施工前,每條拱肋分成兩半拱片焊成,鋼管外徑為 800 mm,壁厚為 14 mm (16Mnq),腹板厚為14mm(16Mnq);吊桿采用91 7碳素高強鋼絲外包PE成品索,高強鋼絲標(biāo)準(zhǔn)強度1670MPa;系桿為柔性系桿,采用 27 15.24高強低松弛鋼絞線外包PE成品索,鋼絞線標(biāo)準(zhǔn)強度為 1860MPa;下部結(jié)構(gòu)采用3.0m厚的實體墩,基礎(chǔ)為擴大基礎(chǔ)。

2 鋼管拱肋混凝土灌注施工

2.1 鋼管混凝土灌注順序

綿江大橋鋼管拱肋為啞鈴型截面,采用 C50微膨脹泵送混凝土進行填充,先中腔 ,再下腔,然后上腔,從拱腳兩側(cè)對稱向拱頂灌注,并采取可靠措施保證混凝土的不間斷供應(yīng),中途不得停泵,確保鋼管拱的填充工作一次性完成。拱肋的施工是全橋的關(guān)鍵,拱肋的填充工作是拱肋施工的重要一個環(huán)節(jié),混凝土填充施工工藝流程見圖 2。

2.2 質(zhì)量控制要點

(1)拱肋預(yù)留備用灌注孔,需經(jīng)設(shè)計同意; (2)拱肋預(yù)留一定數(shù)量排氣孔,孔徑 20,以排除鋼拱肋鋼板與加勁鈑之間形成氣室,影響混凝土密實度,同時也可隨時排出泌水;(3)鋼拱肋上的各種孔洞最后均應(yīng)補焊并打磨光滑。

圖2 混凝土填充施工工藝流程

2.3 進料管焊接控制要求

深入 800的主管內(nèi)不少于20 cm,外露部分不得少于0.8m; 125管與 800管必須滿焊,確保焊接質(zhì)量。由于泵送管線路較長且多轉(zhuǎn)折,為保證在泵送混凝土?xí)r管子的穩(wěn)定,每隔一定距離,用扣索從兩邊對泵送管進行固定。

2.4 拱頂排氣管焊接控制要求

拱頂排氣管長度 1.5～2.0m。為了安裝便利,下層管的排氣管可加長到 2.5m,上口盡可能靠近上管,以使操作便利、安全。混凝土在到達拱頂后會噴灑在下面的系桿上或?qū)γ娴墓袄呱?現(xiàn)場用白鐵皮臨時把系桿、吊桿包裹防護好。拱頂排氣管仍然采用 125混凝土輸送泵管,此管可以使用舊料,但是要有接頭,泵送混凝土之前應(yīng)安裝彎頭,控制噴出混凝土的方向。排氣管和輸送進料管布置見圖 3。

圖3 混凝土輸送泵的布置示意圖

2.5 鋼管混凝土填充時應(yīng)考慮的問題

由于吊桿護筒處拱肋內(nèi)截面變化較大且受力集中,因此在泵送混凝土?xí)r,每根吊桿護筒處安排兩名工人用木錘錘擊腹腔鋼板,保證混凝土順利通過護筒。當(dāng)混凝土壓送困難,泵壓升高,管路產(chǎn)生振動時,不可勉強壓送,應(yīng)對管路進行檢查,并放慢泵送速度或使泵反轉(zhuǎn),以防堵塞。壓送混凝土?xí)r,泵機的料斗應(yīng)始終裝滿混凝土。混凝土的泵送頂升應(yīng)連續(xù)進行,盡量避免停泵。當(dāng)混凝土頂面升至與拱頂相差 1 m時,要放慢混凝土的泵送速度,每泵 5～6次停 1min,以利混凝土的排氣。直到頂部溢流管的流出物經(jīng)檢驗確實為混凝土,且排出連續(xù)、穩(wěn)定后,方可認定拱肋鋼管內(nèi)混凝土泵送完成,關(guān)閉壓注孔法蘭口,封堵灌注孔。為保證外添劑與混凝土的充分?jǐn)嚢枞诤?同時使在拌合過程中產(chǎn)生的氣體充分排出,有效地保持混凝土的坍落度,從開始拌合到混凝土灌注,時間最好不要少于20min不超過30m in,以利泵入鋼管混凝土的密實和泵送的順利。

3 拱腳混凝土施工控制

3.1 拱腳混凝土特點

(1)鋼筋密集,且有鋼絞線波紋管穿插其中,施工工人難以對混凝土進行振搗作業(yè)。

(2)拱腳混凝土不是單獨一塊鋼筋混凝土,它下面與端橫梁連在一起,上部與鋼拱拱腳段澆筑在一起,施工要與拱腳鋼拱安裝結(jié)合,部分支承鋼拱腳的型鋼支架要澆入拱腳混凝土內(nèi)。

(3)拱腳混凝土為三向預(yù)應(yīng)力混凝土,其縱橫向預(yù)應(yīng)力由主跨箱梁縱橫向預(yù)應(yīng)力張拉而產(chǎn)生,另外拱腳兩側(cè)面豎向布置了 2×2×9根 32預(yù)應(yīng)力精軋筋。在混凝土達到 80%設(shè)計強度后張拉。由于拱腳混凝土施工工序復(fù)雜,工藝要求較高。因此,對拱腳混凝土的施工應(yīng)給予特別關(guān)注,以確保拱腳混凝土的施工質(zhì)量。

3.2 質(zhì)量控制要求

(1)拱腳澆搗必須預(yù)留進入洞,使振搗工可進入拱腳內(nèi)部作業(yè)。

(2)拱腳鋼筋密集,要求混凝土級配石子最大粒徑不超過25mm。

3.3 拱腳混凝土施工

拱腳鋼筋綁扎,拱腳部分鋼筋自端橫梁內(nèi)伸出,有豎直向、斜向及曲線形,豎向及斜向筋成插筋形式伸出,伸出長度以使鋼筋接頭錯開 30 d,錯開數(shù)量 50%為準(zhǔn);曲線筋先分為直線部分插入 0號塊頂面混凝土內(nèi),曲線部分與直線部分焊接,接頭數(shù)量及錯開距離按規(guī)范實施。由于拱腳鋼筋層數(shù)、排數(shù)較多,綁扎時應(yīng)自內(nèi)向外分層分排綁扎。當(dāng)鋼筋與波紋管沖突時,應(yīng)保證波紋管位,鋼筋適當(dāng)彎折通過。鋼拱腳四面鋼筋按設(shè)計要求與鋼拱點焊。

4 結(jié) 論

在鋼管拱內(nèi)灌注 C50微膨脹混凝土過程中,通過有效監(jiān)測和控制,綿江大橋鋼管拱混凝土的施工性能、強度、體積、穩(wěn)定性完全符合設(shè)計要求和規(guī)范要求,質(zhì)量全部達到優(yōu)良標(biāo)準(zhǔn)。

[1] 向中富.橋梁施工控制技術(shù)[M].北京:人民交通出版社,2001

[2] 陳寶春.鋼管混凝土拱橋設(shè)計與施工[M].人民交通出版社,2000

[3] JTJ 071-98公路工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)[S]

[4] 高吉才.鋼管混凝土拱橋主拱肋混凝土灌注施工質(zhì)量控制[J].華東公路,2003(2)

U455.47

B

2010-01-27

劉長松(1977～),男,主要從事工程技術(shù)及現(xiàn)場施工管理工作。