下承式鋼管拱橋混凝土頂升施工工藝

鄧志成

（香格里拉市交通運輸局，云南香格里拉650199）

1 引言

下承式鋼管混凝土拱橋不僅造型優美，且外部為靜定結構，環境適應力強，造價也較為低廉，在我國的新建橋梁項目中，下承式鋼管混凝土拱橋的比例也越來越大，為了保證下承式鋼管混凝土拱橋的質量，需要對其重要工序采取質量控制措施，而混凝土頂升施工工藝就是其中的關鍵環節。

2 施工準備

2.1 泵送混凝土技術性能及配合比

下承式鋼管拱橋采用泵送頂升法灌注混凝土，首先，要合理確定混凝土的配合比，不僅要考慮混凝土的高強、早強以及可泵送性，還要考慮其凝結時間、自密實性以及微膨脹性，所以，確定配比的過程中，需要經過嚴密的分析，并經過反復的試驗和試配確定。

2.2 鋼管拱的要求

鋼管拱安裝完成后，需要對鋼管拱的線型和鋼管焊接進行審查和驗收。核查時，應嚴格按照相關質量驗收標準進行，并采用100%超聲波和大于10%的X 射線對全熔透焊縫以及熔透性焊縫進行檢測，要求焊接質量滿足GB 50205—2001《鋼結構工程施工質量驗收規范》，并且其強度應與母材相同。

2.3 鋼筋混凝土頂升施工設備

因為鋼筋混凝土的施工采用頂升灌注法施工，從下弦管到上弦管一次性完成，所以，泵送過程中，梁頂面兩拱腳處需要分別設置1 套混凝土泵機和1 臺汽車泵，將混凝土通過運輸車運送到施工場地后，由汽車泵朝著梁面輸送泵輸送混凝土，因此，在梁面還需要設置拖式輸送泵以及弦管內泵。

3 施工方法

3.1 混凝土頂升施工

在鋼管拱橋的施工中，鋼筋混凝土的泵送采用頂升加節的方法進行，施工過程中，分3 次加載完成，要保證加載的對稱性。頂升過程中，將左右兩邊的主拱分開并同時對下弦管進行施工，混凝土強度達到設計強度的80%后，轉而對上弦管進行施工。

3.2 泵管、注漿孔、排氣孔的布置

由于注漿孔的位置需要根據輸送泵的主管道確定，所以，一般先進行輸送泵主管道的安置，然后對注漿孔進行施工。一般來說，注漿孔和鋼管軸線的角度要小于45°，這樣有利于在輸送時減小泵機壓力，使輸送更加順暢。混凝土進漿口設置完成后，需要在該位置設置回流柵，在鋼管的上半部分進行施工，開設3 個平行的直徑為30mm 的孔，并在該孔上與適配型號的螺帽進行焊接，泵送混凝土時，先用相應的螺栓進行封閉，且完成混凝土的輸送工作后要先把螺栓拆除，植入鋼筋后再拆除泵送管，并安裝泵管蓋，防止其回流。

3.3 出漿管、振搗孔的布置

為了觀察混凝土的頂升情況，需要將弦管內的空氣排除干凈，并在頂升前在弦管的最高處開設排氣孔，以一定的距離為間隔布置漿管，并將一定規格的鋼管用彎頭將其引出主拱范圍。另外，為了使管內的混凝土同時到達出漿管，需要在兩側設置振搗孔，并在振搗孔上焊接一定高度的鋼管用于封堵。

3.4 排氣措施

首先，要對拱頂的排氣孔進行編號，并且當混凝土傳輸到一定高度后，對混凝土的泵送高度進行控制，保證泵機傳輸混凝土時，其排氣孔冒漿同時進行。其次，需要對混凝土面的高度進行精確計算，當混凝土上升到離振搗孔一定距離時，需要利用振搗棒插入振搗孔進行振搗工作，進行混凝土中空氣的排除；最后，兩側的振搗孔同時冒漿后，要停止混凝土的傳送，并封閉振搗孔[1]。

3.5 清洗和灌注工作

對多級泵管進行沖洗，及時將各類殘留泥漿和混凝土排出，該過程應使用高壓水泵通過排氣孔進行作業。在灌注過程中，先設置為低速狀態，傳輸狀態穩定后，調整泵機速度至普通檔。提供泵送壓力前，地泵料斗內應充滿混凝土以排出空氣。如果存在空氣，需要先使用低壓狀態進行泵送，混凝土上升到一定高度后轉為高壓狀態。灌注完成后，待漿孔中連續排除質量合格的混凝土20s 以上才可以進行封堵，完成升頂施工。

3.6 人員安排

泵機開始運作時，需要在每一個拱腳都安排一個工作人員實時檢查混凝土的狀態與質量，還需要專門的施工小組檢查地泵管理中混凝土上升的情況與其固定清理，在拱肋處需要安排施工人員采用錘擊的方式檢測混凝土頂升面的位置，并與地面的管理指揮組進行實時溝通，保證兩邊弦管的混凝土對稱。

4 質量控制和檢驗

4.1 溫度與配料

在混凝土泵送頂升施工過程中，要密切注意混凝土的溫度變化，因為在溫度較高的情況下會導致鋼管拱線型的變化以及混凝土的坍塌，會造成較大的工程損失，且不利于后續的頂升施工，所以，混凝土泵送頂升施工應選擇溫度較低的時間段完成。在配料方面，要嚴格對混凝土原材料的摻入量進行計量，要保證混凝土的可泵性，控制粗骨料的最大半徑與攪拌時間，并檢測其坍落度，只有當其坍落度處于規定范圍內才可以進行泵管輸送。

4.2 混凝土輸送狀態

施工過程中，要對混凝土輸送過程中的對稱性、時間、混凝土容量、輸送速度、兩側弦管長度等輸送狀態進行嚴格的檢查。首先要保證兩側弦管、排氣口、灌注口等的對稱性，在檢測對稱性后，需要保證每2 個注口的混凝土輸送時間間隔小于3h，且每次輸送的混凝土量要小于料斗容量的2/3，以避免空氣的摻入，而兩側弦管長度要盡量相同，要保證其差值在5m 之內[2]。

4.3 混凝土輸送流程

混凝土每2 個注口的混凝土輸送完畢后，都需要在其注口設置回流柵并植入鋼筋，利用泵機消除鋼管內壓力后才可以拆除泵管，并進行封口。進行混凝土的頂升灌注時，需要保證其連續排除20s 的合格混凝土才可以封閉。在混凝土輸送過程遭遇到問題時，要立即停止工作，馬上派檢修人員對泵管進行檢查，還要安排專門人員對拱肋和支架進行檢查，一旦發現異常必須停止泵送工作。

4.4 質量檢測

在鋼管混凝土灌注完成后，應對泵管中的混凝土質量進行檢查，首先應采用擊打鋼管的方式進行試探性的檢查，該過程需要經驗較豐富的技術人員進行。若發現某處異常，需要采用超聲波技術進行檢測，且最后的異常分析也要根據超聲波檢測的結果進行。若經檢測，一些部位的混凝土不夠密實，需要用鉆孔壓漿夯實，然后等強度補焊鋼管。

5 結語

綜上所述，混凝土拱橋的橋型在我國的應用已經有很長的歷史，這種橋型在跨度上和結構上具有一定的優勢。隨著時代的發展，新型材料和技術的應用為拱橋施工提供了有力的支持，如下承式鋼管混凝土拱橋施工技術的應用，相信在日后工作中，會有更多的新技術應用到拱橋建設中。