钢管混凝土拱桥施工技术 在桥梁工程中的应用

白宏光

以钢管混凝土拱桥施工技术作为研究背景，对该技术在桥梁工程建设中的应用要点进行研究。阐述工程项目的基本资料，对钢管混凝土拱桥施工技术的方案进行分析，分别从钢管混凝土工程施工技术准备、工艺应用过程、施工要点等方面深入探讨该技术的操作情况。希望在通过本文论述后，能够给类似工程提供参考，从而推进桥梁工程项目事业的不断发展。

对于当前的桥梁工程来说，钢管混凝土施工技术变得越来越普遍，而所达到的施工效果也比较理想。本文主要对相关工程项目中的此类技术的应用进行探究分析，以期能对类似工程的技术处理提供一定的参考。

一、桥梁概况

本文所引述的案例是一处总长700m，宽28.5m 的桥梁工程。相应的设计主要通过钢筋混凝土施工技术进行，钢管等的布置都做了精细的部署，砼相关的设计也有着精细规范的控制。就拿拱肋部分来说，宽度和跨度都采用统一的标准，钢管内填充的是C40 微膨胀砼，而这也是相关技术处理的重要基础。

二、施工方案确定

确定通过钢管混凝土进行拱桥的施工以后，相关的技术人员就应根据现实的施工环境以及水文地质情况制定具体的施工方案。就本文所引述的案例来说，其共制定了两套方案。其一：通过连续抛落的混凝土进行浇筑施工，这样的处理无须振捣，相对来说比较方便，但是后续的施工难度较大，且很难保证施工质量的达标。其二：通过压注顶升法进行。具体来说，其主要是在拱轴线部位钻开相互对称的压注孔的条件下进行，而后借助于输送泵将混凝土压注到钢管中。相对来说，这样的施工效果较好，但应有较高性能的输送泵。经过对以上两套施工方案的综合对比，相关的技术人员决定采用第二套施工方案。

三、施工准备工作

确定施工方案以后，还应做好前期的准备工作，例如对施工现场的观测以及相应的机具和设备的准备。对于所要进行的观测来说，主要是确保桥梁拱轴线标高与既定的要求保持一致，这样后续的混凝土浇筑即能更为高效地推进。由于压注顶升法对混凝土输送泵有着较高的要求，因此在正式施工前务必要确保相关设备性能的达标，这样后续的处理才能高效地推进。

四、施工工艺

在钢管混凝土拱桥技术施工阶段，要按照工程项目的施工标准对施工工艺过程进行控制，以下对该技术的应用要点进行探讨。

1.二级压注，一次成型

通常情况下，以混凝土产生压力和扁钢管抗变形能力的计算为准，混凝土会呈现为从拱脚一直压到拱顶的情况，这样一来势必会影响到扁钢管的正常作用，例如出现弯曲的不良情况。而通过“二级压注，一次成型”的方法则可有效地规避，但应做好精细的布置，。通常应在原有的拱脚底部预留出焊接的泵管接头，而后在拱高的1/2 处增加对称且型号相同的接头，同时还应增设直径20cm、高1.5m 的排气增压钢，以使其与拱顶吊杆处于紧靠的状态。

2.钢管拱的观测方法

要想切实地保障所获测量数据的完整与精细，就应加强混凝土压注过程的全程观测。通常情况下，混凝土每进行一个控制点的压实都应利用BIM 技术对拱轴线进行观测，且应将观测的结果绘制成曲线图，以为后续的泵送混凝土提供一定的参考。

3.压注顶升的施工步骤

在进行混凝土灌注之前，应先对泵管和输送泵进行精细地检查，以免出现漏气和漏浆的不良情况，这样后续的处理才能稳定高效地推进。为确保混凝土泵送过程的稳定与顺畅，还应预先通过水泥搅拌的砂量对泵车和泵管进行润滑。混凝土的灌注应对称进行，且应由专人对混凝土的泵送情况进行观察，以确保相关处理的稳定与高效，对于存在问题的情况，应及时进行调整。相应的观察通常以“锤击法”为准，借助于铁锤敲击钢管拱，以通过声音的清脆度判定混凝土压注的具体情况，从而为混凝土的同步浇筑提供切实的保障。对于具体操作中存在的速度不一致的情况，应及时联系相关的管理人员进行处理，根据既定的设计方案做好精细合理的调整。

通常情况下，如果灌注超过K3、K4 压注孔，相应的泵送就应立即停止，且应关闭K1、K2 的闸板阀，同时将泵管接至K3、K4 压注孔，接着进行二级压注。混凝土的灌注应做好速度的精细控制，同时还应注意对称泵送的科学调整，从而为相关处理的稳定与高效提供切实的保障。在完成以上处理以后，还应对泵管和泵车进行精细的清洗，以方便后续的泵送施工，而相关施工的质量也能得到有效地保障。

五、施工技术要点

在桥梁工程项目施工环节针对钢管混凝土拱桥技术的应用，需要做好混凝土配比的优化控制，同时在混凝土的压铸环节需要做好相关压力以及质量的管控，并且保证混凝土的施工具备连续性，这样才能够提高技术的应用效果，以下对该技术的应用要点进行全面分析。

1.混凝土配合比的优化

对于钢管混凝土的施工来说，混凝土的性能务必要重点关注，特别是流动性和密实性，这些指标直接关系到相关的施工质量。而要想切实地保障这些指标的适宜，就应做好前期的混凝土的配合比设计，以综合多方面因素优化实施。就本文引述的案例来说，其所采用的是一种微应力的混凝土，具体使用的过程加入了一定的膨胀剂，目的就是提升混凝土的性能。而膨胀剂的添加也应注意量的把控，尤其应注意膨胀率的准确和合理，通常应在前期做好精细科学的实验，这样才能高质量地推进混凝土的施工。

2.混凝土的压注

对于采用压注顶升处理的方式来说，混凝土的灌注主要是借助于一定的压力进行，而所进行的浇筑应确保两边对称，这样所达到的施工效果才会更为理想。而要想达到这样的效果，就应重点落实好以下的处理。首先，所进行的开孔应做好精密的测量，且应使其处在对称的状态。其次，在具体施工的过程中还应做好实时的观测，以为焊接等的高效处理提供切实的保障，这样后续所进行的压注等的处理才能稳定地推进。对于本工程中涉及的的压注施工来说，拱下存在的各段标高不一的情况应重点关注，一旦存在类似的情况应及时做好处理。具体来说，应由相关的技术人员先从偏高的一侧进行混凝土压注，在这个过程中应对拱的变形情况严密观察，等拱两侧的控制点标高达到设计的要求以后方可进行浇筑。需要注意的是，两侧的浇筑应同步进行，同时还应注意两侧混凝土压注量的适宜。另外还应注意的是，即便混凝土压注到了拱顶，也不可停止浇筑，只有等排气孔不再冒气才可停止，而后关闭混凝土止回阀。整个处理应保证精细严谨，这样才能切实地保障技术施工的稳定与高效。

3.确保混凝土压注的连续性

对于钢管混凝土的施工来说，压注应确保一次成型。但应注意现实性的施工环境，因扁拱形的桥梁极易发生变形，因而本文引述的案例中所涉及的的压注主要分两级进行，而仍然是一次成型的推进效果。而要想达到这样的效果，就应做好两级压注的时间分配，且应保证混凝土浇筑的连续。

六、钢管混凝土拱桥稳定性

1.拱的面内失稳

在外部荷载与自重的同时影响之下，拱桥截面中会有剪力、弯矩、轴向压力的作用，同时以轴向压力的作用为主，并且会形成合力拱轴线的形式，对于桥梁结构会产生较大的作用。在某些特殊运行条件以及工况之下，比如在设计拱轴线与荷载应力作用线处于完全重合的条件之下，拱截面的内力也会有轴向应力的存在。在拱截面设计完全达到理想的条件之下，即使只有轴向压力的存在，此时也会导致拱桥的截面内的稳定性和结构的线形、矢跨比有直接的关系，所以必须综合分析这些参数，以满足正常的运行标准要求。

2.拱的侧倾失稳

拱桥结构因为内部有吊杆连接拱肋与系梁的结构，所以吊杆的存在对于面内屈曲的发生会产生较大的抵抗性作用，所以一般的情况下并不会出现面内屈曲失稳的问题。经过对比发现，系杆拱桥侧向失稳的分析就成为人们关注的重点。在具体的系杆拱桥的设计中，拱肋的结构形式很多都采用二次抛物线的设计形式，而横撑通常会设计为平式或者立式的形式，且桥面系对系杆拱桥侧稳定性造成影响也是人们研究的重点，如果不做出必要的分析，容易导致结构性能难以满足要求。

从实际情况分析，拱的外曲面临界荷载所产生的影响是非常严重的中。因此，根据这一方面的设计要求，需要对拱轴线的线形、荷载性质、荷载分布、拱横截面侧向抗弯强度等方面展开分析，了解到拱支座的约束情况，通过采取合理的处理措施以消除这些负面的影响，对于提高拱桥结构的性能存在直接的影响，以达到拱桥运行安全性、稳定性的标准。

七、结语

由以上论述可以看出，钢管混凝土在桥梁工程的施工中确实有着极为重要的作用，而具体的施工务必要做好精细的设计，尤其是混凝土压注的处理。只有做好科学合理的规划，整个的技术施工才能更为高效地推进下去。