绵江大桥钢管拱混凝土施工技术

2010-01-15刘长松

四川建筑 2010年6期

关键词：系杆泵送拱顶

刘长松

(中国铁工建设有限公司,北京丰台 100071)

绵江大桥钢管拱混凝土施工技术

刘长松

(中国铁工建设有限公司,北京丰台 100071)

针对钢管混凝土系杆拱桥的结构特点,结合江西省瑞金市绵江大桥的施工实例,详细论述拱肋及拱脚混凝土施工方法和施工控制技术。

钢管混凝土; 系杆拱桥; 拱肋; 施工控制

1 工程概况

绵江大桥桥址位于江西省瑞金市昌夏公路红都大桥下游 1 117m,距瑞金市红都大道的瑞金大桥 1 293m,是瑞金市跨越绵江河的第三大桥。绵江大桥全长203.72m,全桥均处于平坡直线段。引桥桥宽 32.5m,主桥宽 36.1m,桥孔布置为2×30m预应力混凝土空心板+73.6m下承式钢管混凝土系杆拱 +2×30m预应力混凝土空心板,主桥的桥面横行布置为:0.25m(栏杆)+2.5m(人行道)+1.4 m(拱肋) +0.4m(防撞栏)+11.25m(行车道)+0.4 m(防撞栏)+ 1.4m(拱肋)+0.9m(中央分隔带)+1.4m(拱肋)+0.4m (防撞栏)+11.25m(行车道)+0.4m(防撞栏)+1.4m(拱肋)+2.5m(人行道)+0.25m(栏杆)。线条流畅,桥型对称,如图 1所示。

图1 绵江大桥主孔总体布置示意图

主桥上部结构分两幅,分别由两条哑铃型钢管混凝土拱肋、吊杆、系杆、横梁和桥面系构成。主孔计算跨径 70.6 m下承式钢管混凝土系杆拱,矢跨比 f/L=1/5,拱肋拱轴线为悬链线,m=1.168,矢高f=14.4m,拱肋截面由上下两根钢管,中部用钢板焊成哑铃型断面,竖向转体施工前,每条拱肋分成两半拱片焊成,钢管外径为 800 mm,壁厚为 14 mm (16Mnq),腹板厚为14mm(16Mnq);吊杆采用91 7碳素高强钢丝外包PE成品索,高强钢丝标准强度1670MPa;系杆为柔性系杆,采用 27 15.24高强低松弛钢绞线外包PE成品索,钢绞线标准强度为 1860MPa;下部结构采用3.0m厚的实体墩,基础为扩大基础。

2 钢管拱肋混凝土灌注施工

2.1 钢管混凝土灌注顺序

绵江大桥钢管拱肋为哑铃型截面,采用 C50微膨胀泵送混凝土进行填充,先中腔 ,再下腔,然后上腔,从拱脚两侧对称向拱顶灌注,并采取可靠措施保证混凝土的不间断供应,中途不得停泵,确保钢管拱的填充工作一次性完成。拱肋的施工是全桥的关键,拱肋的填充工作是拱肋施工的重要一个环节,混凝土填充施工工艺流程见图 2。

2.2 质量控制要点

(1)拱肋预留备用灌注孔,需经设计同意; (2)拱肋预留一定数量排气孔,孔径 20,以排除钢拱肋钢板与加劲钣之间形成气室,影响混凝土密实度,同时也可随时排出泌水;(3)钢拱肋上的各种孔洞最后均应补焊并打磨光滑。

图2 混凝土填充施工工艺流程

2.3 进料管焊接控制要求

深入 800的主管内不少于20 cm,外露部分不得少于0.8m; 125管与 800管必须满焊,确保焊接质量。由于泵送管线路较长且多转折,为保证在泵送混凝土时管子的稳定,每隔一定距离,用扣索从两边对泵送管进行固定。

2.4 拱顶排气管焊接控制要求

拱顶排气管长度 1.5～2.0m。为了安装便利,下层管的排气管可加长到 2.5m,上口尽可能靠近上管,以使操作便利、安全。混凝土在到达拱顶后会喷洒在下面的系杆上或对面的拱肋上,现场用白铁皮临时把系杆、吊杆包裹防护好。拱顶排气管仍然采用 125混凝土输送泵管,此管可以使用旧料,但是要有接头,泵送混凝土之前应安装弯头,控制喷出混凝土的方向。排气管和输送进料管布置见图 3。

图3 混凝土输送泵的布置示意图

2.5 钢管混凝土填充时应考虑的问题

由于吊杆护筒处拱肋内截面变化较大且受力集中,因此在泵送混凝土时,每根吊杆护筒处安排两名工人用木锤锤击腹腔钢板,保证混凝土顺利通过护筒。当混凝土压送困难,泵压升高,管路产生振动时,不可勉强压送,应对管路进行检查,并放慢泵送速度或使泵反转,以防堵塞。压送混凝土时,泵机的料斗应始终装满混凝土。混凝土的泵送顶升应连续进行,尽量避免停泵。当混凝土顶面升至与拱顶相差 1 m时,要放慢混凝土的泵送速度,每泵 5～6次停 1min,以利混凝土的排气。直到顶部溢流管的流出物经检验确实为混凝土,且排出连续、稳定后,方可认定拱肋钢管内混凝土泵送完成,关闭压注孔法兰口,封堵灌注孔。为保证外添剂与混凝土的充分搅拌融合,同时使在拌合过程中产生的气体充分排出,有效地保持混凝土的坍落度,从开始拌合到混凝土灌注,时间最好不要少于20min不超过30m in,以利泵入钢管混凝土的密实和泵送的顺利。

3 拱脚混凝土施工控制

3.1 拱脚混凝土特点

(1)钢筋密集,且有钢绞线波纹管穿插其中,施工工人难以对混凝土进行振捣作业。

(2)拱脚混凝土不是单独一块钢筋混凝土,它下面与端横梁连在一起,上部与钢拱拱脚段浇筑在一起,施工要与拱脚钢拱安装结合,部分支承钢拱脚的型钢支架要浇入拱脚混凝土内。

(3)拱脚混凝土为三向预应力混凝土,其纵横向预应力由主跨箱梁纵横向预应力张拉而产生,另外拱脚两侧面竖向布置了 2×2×9根 32预应力精轧筋。在混凝土达到 80%设计强度后张拉。由于拱脚混凝土施工工序复杂,工艺要求较高。因此,对拱脚混凝土的施工应给予特别关注,以确保拱脚混凝土的施工质量。

3.2 质量控制要求

(1)拱脚浇捣必须预留进入洞,使振捣工可进入拱脚内部作业。

(2)拱脚钢筋密集,要求混凝土级配石子最大粒径不超过25mm。

3.3 拱脚混凝土施工

拱脚钢筋绑扎,拱脚部分钢筋自端横梁内伸出,有竖直向、斜向及曲线形,竖向及斜向筋成插筋形式伸出,伸出长度以使钢筋接头错开 30 d,错开数量 50%为准;曲线筋先分为直线部分插入 0号块顶面混凝土内,曲线部分与直线部分焊接,接头数量及错开距离按规范实施。由于拱脚钢筋层数、排数较多,绑扎时应自内向外分层分排绑扎。当钢筋与波纹管冲突时,应保证波纹管位,钢筋适当弯折通过。钢拱脚四面钢筋按设计要求与钢拱点焊。