鋼筋混凝土拱橋拱肋內灌C100混凝土施工工藝

龔 進

(四川路橋華東建設有限責任公司,四川 成都 610200)

傳統的鋼筋混凝土拱橋在我國一直都得到了大力的發(fā)展,尤其是在出現勁性骨架成拱工藝后,其適用跨度實現了巨大的突破,成為綜合競爭力很強的一種橋型,具有跨越能力強、建造成本低、后期維護方便、觀賞性高等諸多優(yōu)點[1]。官盛渠江大橋采用C100超高強混凝土提高勁性骨架強度,本文結合工程建設實例對其勁性骨架內灌C100混凝土材料的制備技術和灌注工藝進行探討。

1 工程概況

官盛渠江大橋是廣安環(huán)城公路東南端跨越渠江的一座特大型橋梁,主橋采用320米跨徑鋼筋混凝土中承式拱橋一跨過江,拱圈由C100鋼管砼勁性骨架外包C50砼形成,橋面梁為“工”型格子梁,橋面板為鋼-混凝土組合橋面板。拱肋為鋼筋混凝土單箱單室截面,主孔凈跨徑為300米變截面懸鏈線無鉸拱,凈矢跨比為1/4,拱軸系數為1.5。

2 混凝土配合比設計

2.1 高強微膨脹頂升鋼管混凝土技術性能

本項目采用的C100超高強鋼管混凝土,兼顧自密實與微膨脹的特性,由于當地天然河砂缺乏,以人工破碎篩分的機制砂為集料,采用P.O 52.5水泥、復摻礦物摻合料、聚羧酸系減水劑和膨脹劑等,以達到工程實際所需的超高強度、自密性和微膨脹特性。

2.2 原材料的選擇

原材料的選擇具體：①水泥：四川峨勝水泥廠生產的PO。52.5R水泥；②微珠：天津筑成新材料有限公司；③硅灰：成都明凌科技有限公司；④膨脹劑：天津豹鳴HCSAII型高性能混凝土膨脹劑；⑤細集料：工地用機制砂,細度模數為2.68,石粉含量8%；⑥粗集料：峨眉山玄武巖碎石,大石粒徑10～16mm,小石粒徑5～10mm；⑦外加劑：上海三瑞化學有限公司生產的聚羧酸高性能減水劑。

2.3 混凝土配合比實驗及結果分析

通過實驗室大量的配合比試驗,得出機制砂C100鋼管混凝土膠凝材料宜為680～700kg/m3,硅灰摻量10%左右,水膠比0.19左右,砂率宜為40%～41%。根據實驗室試驗結果對施工配合比進行微調如表1、表2所示。

表1 鋼管混凝土配合比

表2 鋼管混凝土性能

通過以上對比試驗發(fā)現,第一組7d強度即可達到混凝土設計強度的95%以上,28d強度超過115Mpa,混凝土工作性能及力學性能優(yōu)異,完全能夠滿足本工程所需機制砂C100鋼管混凝土的泵送頂升施工及結構承載要求,施工采用表1中第1組配合比。

3 混凝土泵送施工工藝

3.1 灌注方法

官盛渠江大橋采用泵送頂升壓注法自拱腳向拱頂壓注C100砼,根據對稱與均衡加載的原則,即以拱頂為對稱線兩半跨對稱加載,以橋軸線為對稱線上下游拱肋同時加載。

3.2 進料管和排漿管布置

單根拱肋鋼管兩側拱腳處各設一處進料管,進料管與拱肋鋼管軸線夾角小于30°,夾角越小泵送阻力越小,對鋼管壁的沖擊力亦越小。進料管材質、管徑與輸送管相同(Φ150mm),進料管設防回流閥門,并與主拱鋼管焊接加勁處理。在拱頂處設置Φ100mmX1000mm排漿管。

3.3 泵送清水

清水必須濕潤所有的輸送泵管。檢查輸送泵工作情況是否正常、輸送管道有無滲漏[2]。

3.4 泵送水泥凈漿

清水灌注完畢后,緊接著泵送水泥凈漿,主要作用是潤滑管道減小混凝土泵送阻力,同時避免影響混凝土塌落度。

3.5 泵送C100混凝土

C100混凝土由罐車輸送到4臺HBT-80型拖泵料斗后,沿泵送管道進行泵送施工。料斗應裝滿混凝土,使泵送混凝土的壓送頂升連續(xù)進行,盡量避免停泵。當混凝土供應不足時,宜降低壓送速度,以免中斷。混凝土泵送頂升時,應嚴格遵循兩岸對稱的要求進行；可通過混凝土產量、泵送量及敲擊檢查結果和標志部位等來判斷,兩岸管內混凝土長度差不大于2m。必須隨時聯系,以保證兩岸混凝土頂升速度同步對稱。當排漿孔開始排漿時,放慢泵送速度,每泵一下需停一下。停留時人工配合用振動棒在排漿口抽插,使多余的氣體和浮漿排出,直至混凝土噴出為止。然后穩(wěn)壓,關閉壓注口處截止閥,防止混凝土回流,最后封閉排漿口,完成單根弦管混凝土泵送[3]。

3.6 施工注意事項

由于灌注時間較長、灌注距離及高差較大,為保證灌注順利進行,最大程度減緩混凝土初凝時間,灌注時間選擇在一天中溫度較低的時間段,盡量避免陽光照射,盡量使主弦鋼管溫度與大氣溫度相同；鋼管拱肋安裝前一定要派專人對弦桿進行檢查及清理,避免因為弦桿內部有雜物引起堵管；混凝土遇水時,極易造成離析,導致堵管,因此泵前用水濕潤管道后,再泵送1m3高標號水泥凈漿將混凝土與水分開；壓注口與拱肋之間的焊接一定要牢固可靠,混凝土泵送時會對此處產生非常大的振動,一旦焊縫松動開裂極易釀成質量事故；拱頂排漿管直徑適當小于進料管直徑可以有效提高拱頂混凝土密實度。

4 混凝土質量檢測

混凝土泵送完成后,收縮趨于穩(wěn)定,應對混凝土與鋼管的密實情況進行檢查。檢查方法以超聲波無損檢查為主,錘擊敲打為輔。若存在部分脫空現象通過鉆孔壓水泥漿的辦法來填補空隙。

5 結語

官盛渠江大橋全橋共12根弦管全部一次泵送成功,研究設計的鋼管混凝土工作性能及力學性能優(yōu)良,各項性能指標均達到設計要求。工程完工后對弦管內混凝土密實度逐一進行超聲波檢測,通過檢測結果可以看出鋼管拱肋內混凝土密實,無脫空現象,其采取的泵送施工工藝是切實可行的。

[1]亢繼龍.鋼管混凝土拱橋拱肋混凝土頂升灌注工藝[J].山西建筑,2005,31,(9)：105-106.

[2]田培霞,魏星.鋼管混凝土拱橋拱肋灌注混凝土的配制與施工[J].公路交通技術,2010(4)：63-66．

[3]嚴勝紅.拱橋常見病害及其加固措施[J].江西建材,2017(6)：174-175.