錢 偉 孔凡孟

（中交三航局第三工程有限公司， 江蘇 南京 210011）

1 工程概況

內(nèi)江三元沱江公鐵兩用大橋（鐵路部分）（70+3×144+70）m 橋梁為預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁-鋼管混凝土拱組合結(jié)構(gòu)橋。邊拱拱肋采用等截面啞鈴形截面，截面高度3.0m，拱軸線采用二次拋物線，計(jì)算跨徑L=144m，計(jì)算矢高f=28.8m，矢跨比為f/L=1/5。主拱拱肋拱腳15m 范圍為啞鈴形截面，其余區(qū)域采用空腹結(jié)構(gòu)，截面高度3.3m~5.2m，拱肋采用二次拋物線，計(jì)算跨徑L=144m，設(shè)計(jì)矢高f=36m，矢跨比為f/L=1/4。邊主拱拱肋弦管及綴板內(nèi)均壓注C50 微膨混凝土，全橋總方量為1878.7m3。

2 泵送壓注工藝

2.1 拱肋混凝土泵送壓注總體方案

拱肋混凝土壓注是本橋鋼管拱施工過程中一道極為關(guān)鍵的工序，拱肋混凝土的壓注質(zhì)量直接影響后期拱肋乃至全橋受力安全。

拱肋混凝土采取泵送頂升法進(jìn)行壓注，按照同步、平衡頂升原則，兩側(cè)拱肋混凝土壓注以拱頂為中心對(duì)稱進(jìn)行，合攏拱頂、固結(jié)拱腳后，即可進(jìn)行拱肋混凝土泵送，根據(jù)圖紙本橋弦管混凝土一次泵送到位、綴板混凝土須分三次泵送，每側(cè)拱肋上下弦管在拱頂位置設(shè)隔倉一處，腹板在距離拱腳28m、50m 位置及跨中位置分別設(shè)置隔倉，在每一分倉段低端設(shè)壓注孔管（泵口設(shè)止?jié){閥），高端設(shè)排氣孔管，最下方設(shè)泄水孔管。設(shè)計(jì)圖紙規(guī)定拱肋混凝土壓注順序?yàn)椋荷舷夜?下弦管-中間腹板，分倉、自下而上、左右前后同步壓注，待已壓注混凝土的強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%且不少于5 天,方可灌注下一節(jié)段的混凝土。

2.2 泵送準(zhǔn)備工作

2.2.1 灌注孔及防回流止流閥安設(shè)

灌注孔采用125mm 孔徑無縫高壓泵管，管口朝上，與拱肋軸線成30°～50°的交角，焊接牢固，并設(shè)止?jié){閥。每段灌注入口設(shè)在澆筑段根部，弦管灌注孔位于近拱腳處，腹板灌注孔位于近拱腳處和腹板下隔倉板上部。

2.2.2 止流閥安設(shè)

混凝土壓注前須在進(jìn)料短管上安裝止流閥，并在短管與弦管接口的焊縫處焊接4 塊三角形加勁板及2 塊固定板?；炷帘盟颓绊氂寐菟ü潭ê媚z墊和壓板，檢查螺栓是否緊固，防止漏氣。砼泵過程中安排專人檢查止流閥是否漏氣，泵送完成并穩(wěn)壓一段時(shí)間后關(guān)閉止流閥，防止混凝土回流。

2.2.3 出漿孔安設(shè)

出漿口設(shè)置在每段分界線下部。上下弦管、腹板在拱頂隔倉板（分界線）兩側(cè)500mm 處安裝直徑100mm 的出漿管，豎直高度1.5~2.0m 之間，腹板在下隔倉板（分界線）下部也設(shè)有出漿管。

2.2.4 混凝土供應(yīng)

C50 微膨混凝土對(duì)于原材的質(zhì)量要求較一般混凝土要求更高。我分部拌和站專門設(shè)置高標(biāo)號(hào)混凝土原材料倉進(jìn)行備料，按全橋方量一次性備齊，做到同一廠家、同一批次、同一料源地，確保各材料尤其是外加劑與其它材料間相互匹配，配合比選定后需進(jìn)行室內(nèi)室外分別進(jìn)行試拌、檢測確保配置的壓注混凝土性能指標(biāo)穩(wěn)定。

分部拌和站提供的拱肋C50 微膨混凝土，須進(jìn)行工地材料試驗(yàn)，確定其工作性能（大流動(dòng)性、低泡、收縮補(bǔ)償、延后初凝、早強(qiáng)）滿足要求。

微膨混凝土的技術(shù)要求：

細(xì)骨料選用細(xì)度模數(shù)大于2.5 的中砂，不得使用高堿膨脹劑，混凝土水膠比不宜大于0.50；

含氣量<2.0%;

入泵時(shí)塌落度范圍:20~26cm;

坍落擴(kuò)展度550mm～650mm;

T500 時(shí)間宜控制為≥2s，V 形漏斗通過時(shí)間宜控制為10s~25s；

初凝時(shí)間初凝時(shí)間≥6h（大于完成澆筑一次所需時(shí)間（預(yù)計(jì)3 小時(shí)~4 小時(shí)））；

坍落擴(kuò)展度損失3h≤30mm(規(guī)范要求如采用泵送頂升應(yīng)在6h 內(nèi)完成)；

混凝土水中14d 限制膨脹率≥0.02%,水中14d 轉(zhuǎn)空氣中28d 膨脹率要求≥-0.030%；

2.2.5 輸送泵選型

連續(xù)梁鋼管拱拱肋混凝土壓注需要2 臺(tái)混凝土輸送泵，兩側(cè)各設(shè)置1 臺(tái)。輸送泵的型號(hào)規(guī)格應(yīng)根據(jù)泵送高度、間距、泵送速率來計(jì)算最大泵送壓力及泵送功率?；炷凛斔捅庙毚_保性能良好并準(zhǔn)備一臺(tái)同規(guī)格型號(hào)備用泵；輸送泵的額定揚(yáng)程應(yīng)大于1.5 倍灌注到頂面的高差（由于主跨鋼管拱最高為38.65m，因此其輸送泵的額定揚(yáng)程約為57.98m）；輸送泵的每小時(shí)額定速率要求如下：V≥1.2Q(砼方量)/t(澆筑時(shí)間且小于砼終凝時(shí)間，澆筑時(shí)間按最大3 小時(shí)考慮)，主跨上弦管單側(cè)長80.8m（方量59.46m3）,內(nèi)徑96.8cm,經(jīng)計(jì)算V≥1.2Q=1.2*3.14*0.968*0.968/4*8 0.8/3=23.78m3。

混凝土泵的泵送能力驗(yàn)算:

L實(shí)max=Hmax×4+L水+L彎+L斜 =57.98×4+15+12×4+8×（cos60°+4sin60°）=326.63m

L 實(shí)max——實(shí)際中混凝土泵的最大折算水平輸送距離；

Hmax——本工程中混凝土的最大輸送高度；

L 水——水平管的長度，本工程取15m；

L 彎——彎管的水平折算長度（傾角按60°考慮）；

L 斜——斜管的長度，本工程取8m；

n 彎——彎頭的個(gè)數(shù)，取4 個(gè)；

其中，t2/t1 取0.3；a2 取0.9;

K1=300-S1=300-26=274;

K2=400-S1=400-26=374;

混凝土輸送泵最大水平泵送長度為：能滿足要求。通過以上計(jì)算，該泵自身功能遠(yuǎn)大于實(shí)際中混凝土泵的最大水平輸送長度及換算壓損，因此該地泵符合現(xiàn)場施工需求。

以主拱肋壓注為例，混凝土泵送時(shí)先在62#和63#墩拱腳處配置2 臺(tái)中聯(lián)ZLJ5140THBE-1022R（18Mpa）輸送泵。工作時(shí)高壓可達(dá)12 MPa，每小時(shí)輸送混凝土量大于50m3/h（高壓--12Mpa），額定功率195KW，滿足現(xiàn)場需求。

配套泵管采用內(nèi)徑φ125 mm高壓無縫鋼管，根數(shù)須滿足現(xiàn)場實(shí)際要求，泵管安裝時(shí)卡箍與螺栓須緊固并專人檢查，彎頭處須采用倒鏈等設(shè)備固定牢靠，還需配備兩臺(tái)高壓水槍，以便混凝土從出漿孔冒出后，及時(shí)沖洗拱肋。

混凝土配合比與添加劑的選擇應(yīng)事先通過試驗(yàn)確定。及時(shí)檢查焊接完成且拱腳混凝土已凝固的鋼管拱拱肋的焊接質(zhì)量、幾何尺寸、高程、軸線偏位等，為后續(xù)混凝土壓注時(shí)拱肋產(chǎn)生的變形值提供對(duì)比依據(jù)。

2.3 泵送壓注順序及注意事項(xiàng)

設(shè)計(jì)圖紙規(guī)定壓注順序?yàn)橄壬舷夜堋⒑笙孪夜?、再綴板，左右對(duì)稱灌注。待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%后，方可泵送下一節(jié)段混凝土?；炷翂鹤㈨樞蛳聢D所示：

鋼管拱混凝土灌注順序圖

混凝土壓注的主要流程為：清洗管內(nèi)油污→濕潤內(nèi)壁→安設(shè)壓注頭和閘閥→泵送高標(biāo)號(hào)先導(dǎo)砂漿→泵送壓注管內(nèi)混凝土→拱頂排漿孔振搗混凝土→關(guān)閉壓注口處閘閥→拆除閘閥完成泵送。

根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際施工進(jìn)度以及自然條件合理選擇壓注時(shí)間，鋼管拱節(jié)段間焊接完成，準(zhǔn)備工作工作就緒后，宜選擇在溫度穩(wěn)定且較低的夜間或者早上進(jìn)行壓注，同時(shí)避開甜城隧道、老沱橋等交通擁堵時(shí)段，確保天氣溫度穩(wěn)定、混凝土供應(yīng)連續(xù)進(jìn)而保證壓注質(zhì)量。

混凝土泵送壓注注意事項(xiàng)：

（1）泵送時(shí)兩側(cè)混凝土頂升速度須保持同步一致，且混凝土初凝前須完成泵送。

（2）鋼管拱拱肋泵送時(shí)，應(yīng)按設(shè)計(jì)圖紙規(guī)定的順序進(jìn)行，并應(yīng)嚴(yán)格檢測、控制混凝土的泵送速度和泵送壓力，嚴(yán)防弦管和腹板脹裂傷人事故。

（3）每段灌注入口設(shè)在澆筑段根部，出漿口設(shè)置在每段分界線下部，從兩拱腳向拱頂同步澆筑。混凝土灌注口外接管應(yīng)設(shè)封口柵板，以便混凝土到位后立即封口，防止混凝土倒流。灌注管安裝時(shí)外露部分長約1200mm，并焊好與泵管配套的法蘭盤。

（4）弦管、腹板的灌注、出漿孔設(shè)加強(qiáng)襯板，待混凝土施工完畢后及時(shí)封焊蓋板，蓋板利用原位割下的拱肋鋼管壁修整坡口后復(fù)位使用。

（5）所設(shè)灌注孔、出漿孔等應(yīng)設(shè)置封口裝置，避免鋼管中雨水流入。

（6）拱肋混凝土施工應(yīng)避免在冬季施工，澆筑時(shí)環(huán)境溫度應(yīng)大于5℃。當(dāng)環(huán)境溫度高于40℃，鋼管表面溫度高于60℃時(shí)，應(yīng)對(duì)鋼管進(jìn)行灑水降溫后方能施工。

（9）在各分段澆筑的頂端設(shè)置溢流管或設(shè)置振搗孔，其構(gòu)造可與出漿孔類似。對(duì)鋼管混凝土不密實(shí)部位，采取鉆孔壓漿進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，壓漿后鉆孔補(bǔ)焊牢固。施工中要采取措施保證密實(shí)度滿足要求，混凝土頂升后應(yīng)進(jìn)行全拱肋密實(shí)性檢測。

（10）頂升泵送混凝土過程中，全程對(duì)拱肋軸線變形進(jìn)行觀測調(diào)整，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)分析原因并采取措施處理。

3 鋼管拱拱肋泵送壓注混凝土質(zhì)量檢測標(biāo)準(zhǔn)

待拱肋混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%且確?；炷潦湛s穩(wěn)定后，對(duì)拱肋混凝土密實(shí)度進(jìn)行檢測，檢測次數(shù)不少于3 次，宜為澆注7 天后、28 天后和驗(yàn)收前。拱肋混凝土的密實(shí)度質(zhì)量檢測方式有兩種：

①人工錘擊敲打：沿拱肋四周選取等間距的若干點(diǎn)，從拱腳依次往拱頂進(jìn)行，根據(jù)聲音判斷密實(shí)情況，探明不密實(shí)部位。當(dāng)人工錘擊敲打檢查結(jié)果異常時(shí)，應(yīng)加大檢測密度，確定超聲波檢測范圍；

②超聲波無損檢測：當(dāng)超聲波無損檢測發(fā)現(xiàn)異常時(shí)，應(yīng)采取鉆孔方式進(jìn)行復(fù)檢。

本項(xiàng)目主要采取以上2 種方法檢查，當(dāng)檢測發(fā)現(xiàn)鋼管混凝土拱肋脫粘（角度）率大于20%或脫粘空隙厚度大于3mm 時(shí)，對(duì)脫粘及不密實(shí)部位，采用鉆孔壓漿的方式壓注與混凝土等強(qiáng)度的微膨水泥漿進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，然后將鉆孔補(bǔ)焊封閉。

4 結(jié)束語

隨著連續(xù)梁-拱組合結(jié)構(gòu)跨度越來越大，鋼管拱拱肋泵送壓注混凝土也愈漸復(fù)雜，合格的材料、優(yōu)秀的配比、成熟的工藝才能滿足質(zhì)量要求，本橋鋼管拱拱肋混凝土壓注通過上述工藝得以順利完成。