下承式钢管拱桥混凝土顶升施工工艺

邓志成

（香格里拉市交通运输局，云南香格里拉650199）

1 引言

下承式钢管混凝土拱桥不仅造型优美，且外部为静定结构，环境适应力强，造价也较为低廉，在我国的新建桥梁项目中，下承式钢管混凝土拱桥的比例也越来越大，为了保证下承式钢管混凝土拱桥的质量，需要对其重要工序采取质量控制措施，而混凝土顶升施工工艺就是其中的关键环节。

2 施工准备

2.1 泵送混凝土技术性能及配合比

下承式钢管拱桥采用泵送顶升法灌注混凝土，首先，要合理确定混凝土的配合比，不仅要考虑混凝土的高强、早强以及可泵送性，还要考虑其凝结时间、自密实性以及微膨胀性，所以，确定配比的过程中，需要经过严密的分析，并经过反复的试验和试配确定。

2.2 钢管拱的要求

钢管拱安装完成后，需要对钢管拱的线型和钢管焊接进行审查和验收。核查时，应严格按照相关质量验收标准进行，并采用100%超声波和大于10%的X 射线对全熔透焊缝以及熔透性焊缝进行检测，要求焊接质量满足GB 50205—2001《钢结构工程施工质量验收规范》，并且其强度应与母材相同。

2.3 钢筋混凝土顶升施工设备

因为钢筋混凝土的施工采用顶升灌注法施工，从下弦管到上弦管一次性完成，所以，泵送过程中，梁顶面两拱脚处需要分别设置1 套混凝土泵机和1 台汽车泵，将混凝土通过运输车运送到施工场地后，由汽车泵朝着梁面输送泵输送混凝土，因此，在梁面还需要设置拖式输送泵以及弦管内泵。

3 施工方法

3.1 混凝土顶升施工

在钢管拱桥的施工中，钢筋混凝土的泵送采用顶升加节的方法进行，施工过程中，分3 次加载完成，要保证加载的对称性。顶升过程中，将左右两边的主拱分开并同时对下弦管进行施工，混凝土强度达到设计强度的80%后，转而对上弦管进行施工。

3.2 泵管、注浆孔、排气孔的布置

由于注浆孔的位置需要根据输送泵的主管道确定，所以，一般先进行输送泵主管道的安置，然后对注浆孔进行施工。一般来说，注浆孔和钢管轴线的角度要小于45°，这样有利于在输送时减小泵机压力，使输送更加顺畅。混凝土进浆口设置完成后，需要在该位置设置回流栅，在钢管的上半部分进行施工，开设3 个平行的直径为30mm 的孔，并在该孔上与适配型号的螺帽进行焊接，泵送混凝土时，先用相应的螺栓进行封闭，且完成混凝土的输送工作后要先把螺栓拆除，植入钢筋后再拆除泵送管，并安装泵管盖，防止其回流。

3.3 出浆管、振捣孔的布置

为了观察混凝土的顶升情况，需要将弦管内的空气排除干净，并在顶升前在弦管的最高处开设排气孔，以一定的距离为间隔布置浆管，并将一定规格的钢管用弯头将其引出主拱范围。另外，为了使管内的混凝土同时到达出浆管，需要在两侧设置振捣孔，并在振捣孔上焊接一定高度的钢管用于封堵。

3.4 排气措施

首先，要对拱顶的排气孔进行编号，并且当混凝土传输到一定高度后，对混凝土的泵送高度进行控制，保证泵机传输混凝土时，其排气孔冒浆同时进行。其次，需要对混凝土面的高度进行精确计算，当混凝土上升到离振捣孔一定距离时，需要利用振捣棒插入振捣孔进行振捣工作，进行混凝土中空气的排除；最后，两侧的振捣孔同时冒浆后，要停止混凝土的传送，并封闭振捣孔[1]。

3.5 清洗和灌注工作

对多级泵管进行冲洗，及时将各类残留泥浆和混凝土排出，该过程应使用高压水泵通过排气孔进行作业。在灌注过程中，先设置为低速状态，传输状态稳定后，调整泵机速度至普通档。提供泵送压力前，地泵料斗内应充满混凝土以排出空气。如果存在空气，需要先使用低压状态进行泵送，混凝土上升到一定高度后转为高压状态。灌注完成后，待浆孔中连续排除质量合格的混凝土20s 以上才可以进行封堵，完成升顶施工。

3.6 人员安排

泵机开始运作时，需要在每一个拱脚都安排一个工作人员实时检查混凝土的状态与质量，还需要专门的施工小组检查地泵管理中混凝土上升的情况与其固定清理，在拱肋处需要安排施工人员采用锤击的方式检测混凝土顶升面的位置，并与地面的管理指挥组进行实时沟通，保证两边弦管的混凝土对称。

4 质量控制和检验

4.1 温度与配料

在混凝土泵送顶升施工过程中，要密切注意混凝土的温度变化，因为在温度较高的情况下会导致钢管拱线型的变化以及混凝土的坍塌，会造成较大的工程损失，且不利于后续的顶升施工，所以，混凝土泵送顶升施工应选择温度较低的时间段完成。在配料方面，要严格对混凝土原材料的掺入量进行计量，要保证混凝土的可泵性，控制粗骨料的最大半径与搅拌时间，并检测其坍落度，只有当其坍落度处于规定范围内才可以进行泵管输送。

4.2 混凝土输送状态

施工过程中，要对混凝土输送过程中的对称性、时间、混凝土容量、输送速度、两侧弦管长度等输送状态进行严格的检查。首先要保证两侧弦管、排气口、灌注口等的对称性，在检测对称性后，需要保证每2 个注口的混凝土输送时间间隔小于3h，且每次输送的混凝土量要小于料斗容量的2/3，以避免空气的掺入，而两侧弦管长度要尽量相同，要保证其差值在5m 之内[2]。

4.3 混凝土输送流程

混凝土每2 个注口的混凝土输送完毕后，都需要在其注口设置回流栅并植入钢筋，利用泵机消除钢管内压力后才可以拆除泵管，并进行封口。进行混凝土的顶升灌注时，需要保证其连续排除20s 的合格混凝土才可以封闭。在混凝土输送过程遭遇到问题时，要立即停止工作，马上派检修人员对泵管进行检查，还要安排专门人员对拱肋和支架进行检查，一旦发现异常必须停止泵送工作。

4.4 质量检测

在钢管混凝土灌注完成后，应对泵管中的混凝土质量进行检查，首先应采用击打钢管的方式进行试探性的检查，该过程需要经验较丰富的技术人员进行。若发现某处异常，需要采用超声波技术进行检测，且最后的异常分析也要根据超声波检测的结果进行。若经检测，一些部位的混凝土不够密实，需要用钻孔压浆夯实，然后等强度补焊钢管。

5 结语

综上所述，混凝土拱桥的桥型在我国的应用已经有很长的历史，这种桥型在跨度上和结构上具有一定的优势。随着时代的发展，新型材料和技术的应用为拱桥施工提供了有力的支持，如下承式钢管混凝土拱桥施工技术的应用，相信在日后工作中，会有更多的新技术应用到拱桥建设中。