公路橋梁建設中鋼管混凝土拱橋的施工技術分析

孟玉梅

(石河子公路管理局花園鎮分局)

公路橋梁建設中鋼管混凝土拱橋的施工技術分析

孟玉梅

(石河子公路管理局花園鎮分局)

摘 要:伴隨我國橋梁公路事業的飛速發展，鋼管拱也全面的應用到建設中。就公路橋梁的建設中使用鋼管混凝土拱橋的施工要點、施工技術和工藝等進行分析，提出一些觀點，為具體的公路橋梁建設作以參考。

關鍵詞:橋梁;鋼管混凝土;搭橋施工;技術分析

1 模擬工程的簡述

模擬的拱橋設計為橋總長585.56 m，橋寬28.5 m。橋的主體部分是由雙承載面下承式的鋼管混凝土系桿拱、五孔無風撐組成(64 m+64 m+72 m+64 m+64 m)。橋梁的拱矢跨比為1∶5，拱的軸線設計為二次拋物線，橋梁的拱肋采用的用圓端形扁鋼管結構。橋拱肋跨為0.9 m，高度為72 m，寬都是1.8 m，在鋼管內填充的是C40微膨脹混凝土。橋拱肋的鋼管材質是Q345D，其厚度是16 mm，。

2 施工的前期準備

2.1 對施工方案的遴選

通過對橋梁設計要求的研究，可制定出以下兩種方案:一是通過連續拋落無振搗澆注混凝土的方法，讓混凝土從拱頂進行連續的拋落。但是，距拱頂四米以下混凝土還需要打開天窗通過插入式振動器對其進行搗振，而且澆注的混凝土不能太過密實。顯然這種施工方案的難度比較大。二是壓注頂升法。就是在距離拱腳1.5～2 m地方的拱軸線處，從兩側對稱分別開壓注孔，通過混凝土輸送泵壓力把混凝土由壓注孔處的泵管不斷地從下向上壓入鋼管的拱內，最終達到了混凝土自密實效果。顯而易見，第二種施工的工藝更加簡便且容易實施。在用方案二是必須要選用性能好用壓力大的輸送泵。在實際的施工中，采用方案二獲得了滿意的施工效果，也總結了一些施工中注意的問題。

2.2 施工之前對拱橋的觀測

施工前進行觀測是為了驗證拱軸線和控制點的標高是不是正確，假如因為拼裝或者焊接等原因導致一邊的控制點高程稍大，另一邊的偏小，那么就要在壓注混凝土時不斷地調整。假如軸線出現了偏差，就要那事先設置完好的風攬來調整。具體的操作方法下文中將詳細敘述。

2.3 施工機具

施工中需要很大泵送壓力，所以，選擇混凝土輸送泵是混凝土頂升壓注能否成功的關鍵。在這里，選用了三輛HBT-50B型拖泵，兩臺主用，一臺作為備用。HBT-50B型拖泵出口泵的壓力能達到6.3 MPa，拖泵對混凝土適應性也比較強。確保泵送壓注頂升的進行連貫，在施工時，要根據泵送速度和混凝土的拌和站位置，給每一臺泵車要配備三輛專門的混凝土運輸車，還應該安排一輛作為備用。在這過程中，混凝土的拌和站要重點做好混凝土攪拌機的維修和檢查工作。

3 拱橋的施工工藝

3.1 采用“二級壓注，一次成型”的方法

因為鋼管形狀是扁形的，且加勁肋的布置比較遠，矢高比較大。這時要根據混凝土產生出的壓力和扁鋼管抗變形的能力進行計算，假如混凝土要從拱腳壓至拱頂，那么混凝土所產生的壓力會把鋼管直線部分給壓彎，因此，需要采取二級壓注、一次成型的方法，就是除了原有的拱腳底處預留的泵管接頭之外，要在拱高的1/2處(拱高包含拱頂的排氣管1.5 m)，使其兩邊可以對稱，要增設泵管接頭，且要型號一致的，還要在靠近拱頂吊桿的位置兩邊增設兩根20 cm、高1.5 m的排氣和增壓的鋼管。

3.2 施工過程中對鋼管拱的觀測

要取得完整的觀測數據，要針對混凝土的壓注過程進行觀測。在混凝土壓到每個控制點時，都要對拱軸線和標高進行一次測量，還得把測量的結果繪制成圖，要標出隨工況和時間變化的曲線。通過曲線能直接了解泵送混凝土的各個階段的變化情況。

3.3 壓注頂升的施工程序

在灌注前要認真檢查泵管和輸送泵的每一個接頭，在每一個接頭中間應該墊好橡皮圈，以防漏漿漏氣。開啟K1和K2兩個止回閘閥，用于混凝土的相同標號水泥攪拌出的砂漿對泵車和泵管進行潤滑，用以減小泵送混凝土時摩阻力，必須讓砂漿在鋼管拱外面排出。最實用又簡單的觀測辦法是錘擊法，就是拿鐵錘去敲擊鋼管拱，當聽到沉悶聲音和清脆聲音的交界處就代表混凝土已經壓注到的具體位置。通過這種觀測可以確保所有的混凝土對稱同步進行澆注。在這過程中，假如發現兩邊壓注的速度不同，就應及時和泵車的指揮人員進行聯系，并及時調整。混凝土灌注超過K3和K4壓注孔的時候，就應該立即停止泵送，關閉K1和K2閘板閥，以最快速度把泵管接到K3和K4壓注孔，再打開K3和K4閘板閥，進行二級混凝土壓注。

4 施工中的技術要點

4.1 優化混凝土的配合比

對混凝土的要求是可泵性好、緩凝和高流態。這過程中最關鍵的就是鋼管混凝土是微應力混凝土。要在混凝土里面摻入一定的膨脹劑，使其滿足收縮補償的要求，要求坍落度作業面要到達18～20 cm。對于初凝的時間，要依據奔流的速度來計算，一般要控制在6 h以上。對微應力進行設置，能提高構件承載力，還可以改善普通的混凝土澆注時和鋼管之間的縫隙現象。配合比的設計中，對微膨脹率的確定是個關鍵的因素。所以，對混凝土進行配合比時需要不停的實驗，以實現更好的膨脹率。

4.2 壓注混凝土時要兩側同步對稱進行

壓注混凝土全程的觀測結果表明:灌注橋拱的下半部分混凝土時，第一到第三段的標高呈現明顯的下降，而第五段到拱頂段的標高會明顯上升。反之，泵送完拱頂的混凝土以后，標高也明顯的下降。而此時，第一段到第三段的標高又自動回升。由此可以看出，混凝土自重將對鋼管的拱線形的影響很明顯。因此壓注時一定要對同步稱進行。當混凝土澆到拱頂的時候，則要繼續進行壓注，使混凝土自氣增的壓孔里排出來1～2 m3。如果排氣孔沒有氣泡時，則應立即停止澆筑，同時關閉混凝土的止回閥。

4.3 對鋼管混凝土的保溫

如果鋼管和混凝土之間有空隙，那么就會失去微膨脹混凝土優勢，繼而影響到拱的有效承載力。產生空隙的直接原因就是做好鋼管混凝土保溫。所以，要采用麻袋把鋼管包起來或其他的方法，縮小內外的溫差。

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［2］陳永生.試論鐵路橋梁建設中樁基基礎的施工［J］.科技創新導報，2009，(10).

［3］王偉.淺議小型橋梁建設與施工［J］.科技風，2010，(7).

［4］侯耀華.混凝土橋梁施工裂縫的成因及防治對策［J］.陜西建筑，2010，(11).

中圖分類號:U445

C

1008-3383(2011)06-0151-01

收稿日期:2011-04-11