高宏宇

（邢臺(tái)路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司，河北邢臺(tái) 054000）

0 引言

鋼管混凝土拱橋施工技術(shù)廣泛應(yīng)用于當(dāng)前我國公路橋梁建設(shè)工程中，能夠滿足公路橋梁對于質(zhì)量日益提升的需求。該技術(shù)的核心是利用鋼管套箍的原理，以微應(yīng)力混凝土施工技術(shù)作為基礎(chǔ)，構(gòu)成具有三向應(yīng)力的結(jié)構(gòu)，使混凝土結(jié)構(gòu)的變形能力、強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性得到全面提升。鋼管混凝土拱橋施工技術(shù)的應(yīng)用，能夠有效促進(jìn)橋梁建設(shè)質(zhì)量提升，使橋梁抗震性、穩(wěn)定性達(dá)到更高水平。

1 鋼管混凝土拱橋施工技術(shù)簡要介紹

鋼管混凝土拱橋是以鋼管作為拱圈外壁，在鋼管內(nèi)澆筑混凝土，使其能夠形成由鋼管和混凝土共同構(gòu)成的一種拱圈結(jié)構(gòu)形式，在橋梁工程中具有廣泛應(yīng)用，能夠有效提升橋梁整體性能和質(zhì)量。鋼管混凝土拱橋的結(jié)構(gòu)形式具有如下幾項(xiàng)特點(diǎn)：

（1）截面形式。鋼管混凝土拱橋結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)之一是鋼管對混凝土的套箍作用，使鋼管內(nèi)的混凝土處于三向受力狀態(tài)，提高了混凝土的抗壓強(qiáng)度和抗變能力[1]。

（2）結(jié)構(gòu)形式。鋼管混凝土拱橋結(jié)構(gòu)中，由于從橋面拱位置中心穿過，能夠牽引橋體兩端的接線所需，因此能夠?qū)ζ涓叨冗M(jìn)行調(diào)整，具有良好的適應(yīng)性，可以在多種不同地質(zhì)條件下采用該技術(shù)進(jìn)行施工。

2 工程概況

某道路橋梁工程，橋梁長度為585.55m，橋梁寬度為285.6m，采用五孔、無風(fēng)撐、鋼管混凝土系桿作為橋梁的主要結(jié)構(gòu)部分，鋼管混凝土系桿采用雙承面、下承式結(jié)構(gòu)，矢跨比設(shè)計(jì)為1∶5，該橋梁的拱肋高度為71m，拱肋寬度為1.7m，拱肋厚度為18mm，整體設(shè)計(jì)為圓端型扁鋼管結(jié)構(gòu)，鋼管材質(zhì)設(shè)計(jì)為Q346D，鋼管內(nèi)部采用微膨脹型混凝土進(jìn)行填充。

3 鋼管混凝土拱橋施工技術(shù)的具體應(yīng)用分析

3.1 施工準(zhǔn)備階段分析

3.1.1 施工方案確定

為保證本次鋼管混凝土拱橋施工順利開展，在項(xiàng)目準(zhǔn)備階段，技術(shù)人員根據(jù)前期的水文地質(zhì)勘察資料結(jié)合實(shí)際情況，設(shè)計(jì)兩種不同的施工方案：

（1）方案一。采用連續(xù)性拋落無振搗澆筑混凝土技術(shù)對拱頂進(jìn)行連續(xù)拋落混凝土施工，這種施工技術(shù)需要在拱頂打開一個(gè)天窗，采用插入式振搗棒對5m以下的拱頂區(qū)域混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行振搗，整體施工難度較大。

（2）方案二。在距離拱腳1.6～2.2m拱線區(qū)域，兩側(cè)對稱各自開挖一個(gè)壓注孔，通過輸送泵將混凝土輸送到壓注孔內(nèi)，對已經(jīng)焊接完成的連續(xù)壓入鋼管拱進(jìn)行施工，這種施工技術(shù)方案能夠提高混凝土結(jié)構(gòu)的密實(shí)性，從而使其質(zhì)量得到提升，同時(shí)該施工方案操作較為簡單，只需要確定混凝土輸送泵的壓力和性能，即可保證工程順利開展。本次鋼管混凝土拱橋施工選擇該技術(shù)方案[2]。

3.1.2 測量放線

在橋梁工程正式開展前，需要對該橋梁的拱軸線、標(biāo)高等進(jìn)行測量放線，并對相關(guān)的參數(shù)進(jìn)行觀察和檢測，在檢測期間如果發(fā)現(xiàn)某區(qū)域的實(shí)際參數(shù)與設(shè)計(jì)方案規(guī)定參數(shù)不符，則需要對誤差進(jìn)行控制，防止誤差過大引起施工質(zhì)量和施工安全問題；在確定參數(shù)全部合理后，對其進(jìn)行放線標(biāo)注，為后續(xù)的施工打下基礎(chǔ)。

3.1.3 設(shè)備選擇與管理

為了保證鋼管混凝土拱橋工程順利開展，在前期的準(zhǔn)備工作中需要做好設(shè)備采購、施工檢查以及設(shè)備管理工作，本次工程所采用的設(shè)備主要包括混凝土輸送泵、運(yùn)輸車輛等設(shè)備，需要明確混凝土輸送泵的壓力以及其他性能參數(shù)，確保該設(shè)備能夠滿足施工建設(shè)要求。

3.2 施工工藝分析

（1）二級(jí)壓注和一次成型施工技術(shù)

采用有限元分析的方式，對本次鋼管混凝土拱橋工程的加勁肋設(shè)置、扁形鋼管等進(jìn)行分析，整體工藝設(shè)計(jì)嚴(yán)格按照二級(jí)壓注和一次成型的基本施工該原則，這種施工技術(shù)能夠有效避免因拱腳持續(xù)被壓至拱頂過程中的部分扁鋼管出現(xiàn)變形問題，因此除了預(yù)留的拱腳底部焊接泵接頭之外，同時(shí)需要將泵管的接頭區(qū)域設(shè)置在拱頂高度0.5區(qū)域的兩側(cè)位置，并采用3根直徑為25cm、高度為16cm的排氣增壓鋼管，將其安裝在拱頂位置，能夠起到良好的施工效果。

（2）鋼管拱觀測技術(shù)

在本次橋梁工程施工期間，對壓注混凝土監(jiān)測工作完成后，需要收集完整的測量數(shù)據(jù)。在混凝土壓注達(dá)到相應(yīng)的控制點(diǎn)位時(shí)，必須對其拱軸線和標(biāo)準(zhǔn)高度進(jìn)行監(jiān)測，并將監(jiān)測數(shù)據(jù)完整記錄，根據(jù)數(shù)據(jù)繪制拱軸線和高度隨時(shí)間變化的曲線圖，能夠幫助施工人員更加明確其具體變化情況。

（3）壓注頂升施工技術(shù)

在混凝土灌注施工前，需要對混凝土輸送泵與泵管接頭進(jìn)行檢測，保證接頭緊密性，并確保接頭被橡膠圈覆蓋，防止?jié)仓^程中在接頭位置出現(xiàn)滲漏的問題，不僅會(huì)影響施工質(zhì)量，同時(shí)會(huì)增加混凝土原材料消耗。在檢測過程中，需要打開回閘閥，同時(shí)為了保證混凝土在泵送過程中的摩擦阻力能夠降到最低，潤滑泵車與施工泵車需要采用相同規(guī)格的混凝土，且需要保證砂漿能夠順利排出鋼管?；炷猎陉P(guān)注施工期間，需要采用對稱的方式進(jìn)行，并對送至鋼管內(nèi)的混凝土灌注情況進(jìn)行檢測，防止出現(xiàn)堵塞等問題，同時(shí)需要確保灌注泵車的灌注速度保持一致，如果發(fā)生速度存在差異的問題，需要立即對灌注速度較快的泵車進(jìn)行調(diào)節(jié)。在該鋼管混凝土拱橋工程中，灌注質(zhì)量檢測通過敲擊灌注區(qū)域回聲的方式開展，根據(jù)傳回的聲音能夠判斷是否存在漏灌以及鋼管堵塞的問題出現(xiàn)。在一次混凝土灌注施工結(jié)束后，開展二次混凝土壓注施工，在確保排氣孔有混凝土冒出后，保持勻速灌注速度，同時(shí)保持兩臺(tái)泵車前進(jìn)速度一致，從而能夠達(dá)到混凝土結(jié)構(gòu)關(guān)注手工質(zhì)量。在混凝土壓注施工接受后，立即回閘閥，并對泵車進(jìn)行清洗，防止出現(xiàn)混凝土倒流問題，能夠保證下次施工時(shí)機(jī)械設(shè)備不會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量問題。

4 本次工程中關(guān)鍵施工技術(shù)要點(diǎn)分析

通過采用上述施工技術(shù)，本次鋼管混凝土拱橋施工取得良好效果，如期高質(zhì)量完成施工建設(shè)，拱橋施工期間沒有出現(xiàn)安全事故，且施工質(zhì)量符合國家標(biāo)準(zhǔn)和施工設(shè)計(jì)要求，整體施工效果較好，以下幾項(xiàng)是通過本次工程總結(jié)的多項(xiàng)施工關(guān)鍵技術(shù)。

4.1 混凝土配比技術(shù)

本次橋梁工程施工前，根據(jù)設(shè)計(jì)方案要求，需要將混凝土材料的坍落度控制在17～20cm之內(nèi)，并根據(jù)壓注速度計(jì)算混凝土固結(jié)需要消耗的時(shí)間。為了能夠全面提高混凝土結(jié)構(gòu)承載力，防止混凝土灌注固結(jié)后出現(xiàn)開裂、與鋼管壁形成裂縫的問題，需要對其微應(yīng)力進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)通過調(diào)整各原料的比例，以及增加添加劑的方式，對混凝土性能參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，從而控制混凝土材料的膨脹率，進(jìn)而能夠有效避免多項(xiàng)混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量問題出現(xiàn)，是本次鋼管混凝土拱橋施工中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)[3]。表1為不同強(qiáng)度等級(jí)混凝土的基本配比參數(shù)。

表1 不同強(qiáng)度混凝土主要材料配比

4.2 對稱壓注施工技術(shù)

對稱壓注是本次鋼管混凝土拱橋施工中所采用的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，需要全程對泵車行進(jìn)速度、灌注速度等進(jìn)行控制，在保證灌注施工連續(xù)性的基礎(chǔ)上，確保全程能夠?qū)崿F(xiàn)對稱壓注施工目標(biāo)，從而使其能夠與設(shè)計(jì)方案保持一致，對于提高鋼管混凝土拱橋施工質(zhì)量提升具有重要的作用，在本次工程中全程關(guān)注對稱灌注施工技術(shù)應(yīng)用情況，從而取得良好的效果。

4.3 鋼管混凝土養(yǎng)護(hù)技術(shù)

鋼管混凝土養(yǎng)護(hù)，與傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)養(yǎng)護(hù)存在較大差異，傳統(tǒng)混凝土結(jié)構(gòu)一般暴露在空氣中，而本次工程中混凝土位于鋼管內(nèi)部，其養(yǎng)護(hù)難度更大，養(yǎng)護(hù)工作做不好會(huì)導(dǎo)致混凝土與鋼管壁之間出現(xiàn)空隙，從而導(dǎo)致鋼管混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量下降，對于拱橋自身結(jié)構(gòu)承載力、抗震能力等會(huì)產(chǎn)生很大影響。因此，在本次工程中，為防止因溫度變化過大引起混凝土質(zhì)量問題，采用麻袋將鋼管包圍環(huán)繞的方式，利用麻袋覆蓋的保溫作用，從而能夠有效避免溫差過大問題出現(xiàn)，起到良好的養(yǎng)護(hù)效果。

5 結(jié)語

綜上所述，本文闡述了鋼管混凝土拱橋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及技術(shù)優(yōu)勢，并結(jié)合橋梁工程實(shí)例，對其具體施工的施工技術(shù)應(yīng)用以及關(guān)鍵技術(shù)控制進(jìn)行分析，希望能夠?qū)ξ覈鴺蛄汗こ探ㄔO(shè)行業(yè)起到一定幫助作用，促進(jìn)我國橋梁施工技術(shù)水平不斷提升。