拱肋填充混凝土顶升施工关键技术

2019-02-14史亮生张腾飞

山西建筑 2019年5期

史亮生刘杰张腾飞朱征

(中国建筑第七工程局有限公司，河南郑州 451100)

1 工程概况

跨梅河干渠苑陵西路桥为单跨78 m的三索面钢管混凝土系杆拱桥，上部结构采用拱梁组合结构体系。拱肋为3根直径1.5 m钢管组成的空间拱肋，拱肋内均填充C50微膨混凝土。中拱位于竖直面内，拱肋轴线采用二次抛物线，起拱点间距离75 m，拱肋矢高25 m，矢跨比1/3。边拱拱肋位于斜平面内，与竖直平面间夹角18.925°。边拱拱轴线平面内亦为二次抛物线，起拱点间距离75 m，拱平面内矢高37 m，矢跨比1/2.027。边拱与中拱间采用斜拉杆连接，边拱与边拱间通过水平拉索相连。拱肋内设置环向加劲构造为内孔828 mm的20 mm加劲板，周边设8孔直径为50 mm的半圆过浆孔，加劲板常规间距为2 m，在吊耳部位加密。

2 施工关键技术

拱肋内设置环向加劲板间距较密，会增大泵送阻力。一方面在选用泵送设备时，选择泵送工作压力较大的输送泵，泵送管路选择最优，减少泵管弯头数量，以减小泵送过程中的压力损失；一方面在设计同意的情况下，根据计算在一定高度设置送料口，以防泵送过程中堵管作为备用送料口。混凝土顶升采取一次对称顶升的方式，先中拱2台泵车对称顶升，待养生7 d后进行边拱混凝土顶升。顶升过程中随着混凝土高度的增加，混凝土势能增加，存在回流趋势，因此在混凝土泵与拱肋输送口处铺设一定长度的水平管道，以保证有足够的阻力阻止混凝土回流。

泵车选用：本车数量满足对称顶升，且备用2台。泵车性能良好，每小时泵送混凝土75 m3，泵口压力18 MPa以上，压力计算时考虑了钢管拱内摩擦系数大于输送管且混凝土在钢拱内坍落度随时间增长而减小，鉴于目前尚无顶升混凝土压力的相关计算方法，本项目参见JGJ/T—2011混凝土泵送施工技术规程中输送管道压力损失计算公式，并根据经验总结计算泵送所需压力值。

混凝土在水化过程中会放出大量的热量，对拱肋表面的油漆有很大的影响，加之混凝土内部散热不好，会形成混凝土内部缺陷。在施工中一定要有相应的表面降温措施，我部采用在拱肋表面用土工布全面覆盖，顶升后立即用水将土工布淋湿的方法降低拱肋表面温度，以减小混凝土的水化热对拱肋油漆的损害。

3 关键参数确定

3.1 混凝土的选择

拱肋填充混凝土配合比除满足设计强度和耐久性的要求外，在混凝土拌合时应加入减水剂、膨胀剂，使混凝土拌合物泌水率减小，含气量增大，和易性改善，减小混凝土的干缩，从而满足可泵性要求，减少混凝土失水后的干缩而在拱肋中形成空隙。

3.2 输送泵的选择

顶升过程中，混凝土在拱肋中呈泉涌状提升，泵的工作压力与泵的性能、状况、泵送高度、泵送水平距离、混凝土拌合物的坍落度及和易性有关。施工前根据现场实际情况计算泵送压力，本工程选用泵送压力为100 MPa的10018型,9018型输送泵。

3.3 泵管安装

在两侧拱脚以上30 cm处设置一个送料口，送料口比泵管大5 mm，采用泵管与拱角焊接牢固。在泵管的设置时，泵送管路选择最优，减少泵管弯头数量，以减小泵送过程中的压力损失。泵管进送料口后设置弯头，使进料与拱肋平行，以防进料时混凝土拌合物直接冲击拱肋，而减小泵送压力。

为防止混凝土拌合物回流，在进料口处设置一个插契式止流装置并加设密封圈。在拱肋顶部正上方按设计要求设置直径为20 cm的排气孔高1.5 cm，以保证拱肋内气体排放以及浇筑最后拱肋顶部混凝土密实。

4 施工阶段

1)施工顺序：根据图纸要求，先施工中拱后两侧边拱同时施工。中拱采用两台输送泵从拱脚同时泵送，边拱同时采用四台输送泵从两侧拱脚同时泵送(现场备用一台输送泵)。

2)施工过程：混凝土顶升前检查输送泵的状态、性能，混凝土拌合物的坍落度及和易性是否满足要求，以确保施工正常进行。泵送过程中安排人员在拱肋上检查浇筑高度，保证两侧浇筑同步。泵送时禁止外部振捣，以防泵压急剧上升影响泵送。混凝土拌合物供应要及时，确保泵送过程连续无中断，供应也不能过快，防止拌合物坍落度损失过大。泵送至拱肋顶部排气孔外溢均匀混凝土拌合物后停止泵送，并持压5 min以上后关闭止流装置，顶升施工完毕。

3)施工测量监控：采用一台检定合格的TS06型莱卡全站仪、一台检定合格的PSZ1苏一光水准仪进行测量监控。测量人员按经监理工程审批后的测量方案中的布点要求布设测量点，在顶升前、顶升过程中、顶升后测量数据并做好记录，如发现问题及时分析原因。

4)养护：结构表面用土工布覆盖，顶升后立即用水将土工布淋湿并保持7 d以上，养护15 d以上。