钢管拱顶升混凝土施工技术

王小波

(中铁上海工程局市政有限公司，上海 200333)

钢管拱顶升混凝土施工技术

王小波

(中铁上海工程局市政有限公司，上海 200333)

结合工程实例，对钢管拱顶升混凝土施工技术的工艺特点、工艺原理及操作要点等内容进行了总结分析，通过工程实践，积累了丰富的施工经验和工程数据，为实际工程施工提供参考。

钢管；拱顶升；混凝土；施工

襄阳长征东路跨清河桥第三联主拱桥跨主河槽为钢管混凝土系杆拱桥结构。 采用主跨80 m(计算跨度77.10 m)下承式钢管混凝土系杆拱桥，矢高15.22 m，矢跨比为1/5，主拱肋中心间距25.6 m。拱肋采用“哑铃”型实体截面，拱肋高2.2 m，宽1.0 m，采用两根直径1.0 m螺旋焊缝钢管+缀板组合而成，壁厚均为20 mm，钢管内灌注C50微膨胀混凝土。拱肋之间设两道一字横撑和两道K 撑，横撑水平间距为9.4 m。横撑截面采用圆形钢管截面，直径1.0 m，壁厚为16 mm。

1 混凝土设计

主桥钢管拱C50微膨胀混凝土方量240 m3。每侧钢管拱在正中间封堵，形成轴对称的四区域，每部分混凝土用量为60 m3，其中每根钢管内28 m3(两根)，缀板内4 m3。

混凝土配合比：(1)水泥：华新水泥P.O52.5，符合国家质量标准要求。(2)砂：河南红河道淤沙，模数2.6，符合国家质量标准要求。(3)碎石：产地东津山碎石，最大粒径20 mm、连续级配，符合国家质量标准要求。(4)掺合料：粉煤灰(襄阳天健公司Ⅱ级粉煤灰)、矿粉(华新S95 级矿粉)，均满足国家质量标准。(5)外加剂：建山科技JS-102 减水剂、武汉三源SY-G 膨胀剂，均满足国家质量标准。(6)水：采用自来水，符合国家饮用水标准。

2 施工方案概述

主桥钢管拱混凝土顶升采用2 台输送泵(另备用1 台)，施工时布置在拱脚处的钢栈桥上，每台输送泵保证2台混凝土运输车。压浆时2 台输送泵同时作业，保证混凝土顶升时对称均匀上升。为保证钢管拱自身结构受力稳定，混凝土顶升顺序先上弦管，再缀板，最后下弦管。

钢管拱混凝土顶升施工工艺：混凝土顶升前的检查、准备工作→压浆短管的安设→排气孔安设→输送泵的选型及安设顶升压浆→关闭截止阀→初凝后补焊钢管→检查验收。

3 施工组织

(1)压浆短管的安设。进料口设置在距离拱座边1 m处，进料口直径比压浆短管直径大3 mm，压浆短管孔径采用125 mm，与混凝土输送管等直径，与钢管拱轴线成30°的角度，压浆短管长度1 800 mm。混凝土输送管与弦管用法兰盘连接，并设止浆阀。

(2)排气孔的安设。每根钢管拱顶管内用钢板隔开，在此钢板两侧150 mm处对称安设直径φ150 mm，高1 300 mm 的排气管。上旋管排气管安设在拱顶正上方，缀板、下旋管排气管安设在拱顶斜上方最高点，保证拱内气压的流通。

(3)混凝土输送泵安设。2 台输送泵分别停放在拱脚附近的钢栈桥上，罐车直接卸料。

(4)顶升压浆。顶升压浆顺序：先上旋管，再缀板，后下旋管。具体顺序见图1，按1→2→3→4→5→6顺序进行浇筑，现场保持紧凑连续作业，不易停滞时间长。

图1 混凝土顶升顺序示意图

(6)关闭截止阀

混凝土泵送完后，立即关闭弦管上的止浆阀门，拆除输送管进行下个施工。进行下一个施工前必须将上一个弦管留在泵车料斗里混凝土全部清除，然后用水将泵车的料斗、泵管清洗干净。严禁将料斗里的混凝土和水泥砂浆混合在一起作为弦管的砂浆灌注到钢管拱内，这种情况十分容易导致泵管堵管的现象发生。待压浆全部完成后将料斗里混凝土全部清除，拆除管道进行彻底清洗。

(7)监控测量

点位布设：混凝土顶升前，项目测量人员与监控单位配合，现场布设钢管拱监控点，然后收集钢管拱顶升前、顶升过程中及顶升后测量数据，作好相关记录，发现问题及时分析原因。

监控测量设备：精度2 s检定合格的莱卡全站仪1台、检定合格的南方水准仪1台、监控方法：采用全站仪对拱线型进行监测，采用水准仪与钢卷尺配合进行高程的测量，测温仪进行温度测量，应力仪对内力进行测量。

(8)初凝后补焊钢管

在钢管内混凝土初凝后，立即安排电焊工割除进料口钢管，然后补焊拱肋，缺口最好使用割除下来的钢板，焊接到位后再涂装油漆，修整到位。

(9)检查验收

当拱肋混凝土强度达到设计强度后，用超声波对拱内混凝土的密实情况进行检查。根据检查情况对钢管拱进行相应的处理，保证钢管拱的质量。

3 质量保证措施

(1)加强现场统一指挥，分工明确，相互配合。项目经理负责总指挥，生产副经理负责现场指挥，钢管拱四端由四名技术人员进行指挥，各灌注口安排4名操作人员负责接管、拆管、堵塞排气孔检查、检查泵管接头与弦管的各个焊缝等。

(2)灌注混凝土前，组织指挥和操作人员进行技术交底，使每人明确自己的岗位职责和质量职责，确保技术要求的贯彻执行。

(3)派人员到混凝土搅拌站监督督促混凝土的供应，与现场密切保持联系，根据现场的需用量及时进行供应。

(4)在输送泵现场，派专人对混凝土运输车进行调度指挥，保证运输车进出场畅通。

(5)现场准备土工布及高压水泵，混凝土浇筑完成后，及时覆盖洒水降温，防止太阳暴晒和混凝土水化热使钢管拱温度过高造成拱肋涨裂。

(6)应急措施：为保证顶升混凝土的顺利进行，避免设备故障及混凝土堵管现造成的质量隐患，场备用1台地泵、20 m进料管、两套截止阀、气割及焊机等，一旦出现堵管，马上重新割口，安装进料口继续压浆。

4 结 论

本方案对襄阳长征东路跨清河桥钢管拱顶升混凝土施工过程进行了分析，认为该技术保证了工程的质量，取得了良好的效果。

通过该工程的施工，我们有两点体会。

(1)良好的工作性能是保证灌注施工正常进行的关键。

(2)在制定钢管沪宁图灌注施工工艺时，混凝土灌注过程要做到均匀连续，同时要做好施工监控，以保证工程质量。

[1] 申英桃.浅谈无风撑混凝土系杆拱桥的稳定设计[J].河南水利，2004，(1).

[2] 侯志伟.大跨度拱桥中钢管混凝土应用的探讨[J].黑龙江交通科技，2011，(9).

[3] 孙潮，杨亚林，陈宝春.钢管混凝土三跨连续下承式刚架系杆拱静力性能分析[A].中国钢结构协会钢-混凝土组合结构分会第十次年会论文集[C].2005.

Ascending concrete construction technique with steel tube concrete tied arch

WANG Xiao-bo

(Shanghai Municipal Bureau of China Railway Engineering Co., Ltd，.Shanghai 200333，China)

Combining with the actual construction, the paper summarizes and analyzes the properties of concrete construction technique with steel tube concrete tied arch. The actual construction accumulates rich experience and engineering data. We hope to provide references for other engineering constructions.

steel tube;concrete tied arch;concrete;construction

2015-12-25

王小波(1974-)，男，湖北襄阳人，工程师，主要从事道路、桥梁、隧道土建施工研究。

U445

C

1008-3383(2016)02-0058-02