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　　摘要：鋼管混凝土拱橋是我國(guó)近年來(lái)橋梁建設(shè)發(fā)展的新技術(shù),具有自重輕、強(qiáng)度大、抗變形能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn),是大跨度拱橋的一種比較理想的結(jié)構(gòu)形式。隨著跨徑的增大,鋼管本身的架設(shè)難度也越來(lái)越大。本文結(jié)合武漢軌道交通工程一號(hào)線(xiàn)工程實(shí)例，對(duì)跨江岸貨場(chǎng)槽形梁拱組合橋鋼管拱施工技術(shù)進(jìn)行了探討。

　　關(guān)鍵詞：武漢某工程,鋼管拱施工,技術(shù)要點(diǎn)

　　一、工程概況

　　武漢市軌道交通一號(hào)線(xiàn)二期工程跨越江漢鐵路江岸貨場(chǎng)，由于受地形、地物的限制，采取了盡量降低梁高的槽形梁結(jié)構(gòu)，主橋采用跨度（49.9+104.983+49.9）米預(yù)應(yīng)力混凝土槽形梁與鋼管混凝土拱組合結(jié)構(gòu)。該橋采用“先梁后拱”施工方法，即先利用掛籃懸臂灌注槽形梁，槽形梁合龍后在橋面上架設(shè)支架，拼裝鋼管拱肋，然后灌注拱肋混凝土，之后安裝和張拉吊桿，使槽形梁和鋼管拱組合起來(lái)共同工作。

　　目前槽形梁正在按施工計(jì)劃有條不紊地施工，邊跨已經(jīng)合龍，將進(jìn)行鐵砂混凝土配重，然后中跨繼續(xù)懸臂灌注2個(gè)節(jié)段，預(yù)計(jì)4月6日中跨合龍，即將進(jìn)行鋼管拱的施工。現(xiàn)主要介紹鋼管拱的工程情況。

　　二、鋼管混凝土施工要點(diǎn)

　　1、混凝土灌注時(shí)間選擇在晚上進(jìn)行，灌注速度不宜過(guò)快，控制在25～30m。／h左右，頂升至橫梁底部時(shí)，由于橫梁內(nèi)部隔板及肋板較多，待表面水份及浮漿從排氣孔中排出后，使用振搗棒對(duì)邊角位置的混凝土進(jìn)振搗。

　　2、混凝土灌注到橫梁后，關(guān)閉混凝土的進(jìn)料閥門(mén)，更換輸送車(chē)進(jìn)行橫梁內(nèi)部混凝土的灌注，將混凝土輸送管從橋面上拱肋人孔伸入拱肋內(nèi)送料，采用振搗棒進(jìn)行振搗密實(shí)。

　　3、混凝土灌注過(guò)程要做到連續(xù)泵送完成，其間不宜停頓，如果必須中斷，時(shí)間盡量縮短，最多不能超過(guò)0．5h，否則，由于混凝土在輸送管及鋼管柱內(nèi)停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，有可能導(dǎo)致管內(nèi)混凝土假凝而堵管，造成工程質(zhì)量事故。

　　4、在混凝土澆注過(guò)程中，安排人員在拱肋周邊用錘子敲擊鋼板，以判別拱肋內(nèi)混凝土是否已澆灌密實(shí)。若出現(xiàn)明顯的空洞時(shí)，如果發(fā)生在拱座正上方，可以臨時(shí)開(kāi)Ol6lam排氣孔如發(fā)生在拱肋豎向位置，可采用振動(dòng)棒從上方插入對(duì)該處進(jìn)行振搗密實(shí)。

　　5、灌注第二層混凝土?xí)r，采用頂升法灌注，當(dāng)灌注至發(fā)計(jì)盲板位置時(shí)，頂部水分及浮漿先從排氣口排出，當(dāng)排氣孔及出漿孔有漿排出時(shí)，放慢泵送速度，每次泵送一下，停頓20s，如此多次反復(fù)，最終排完水和浮漿，排氣管擠出均勻連續(xù)的混凝土為止。

　　6、管內(nèi)混凝土灌注完成后，關(guān)閉混凝土進(jìn)料閥門(mén)拆除輸送管清洗，2h后可拆除進(jìn)料閥門(mén)。24h后，用氣焊割除臨時(shí)進(jìn)料管，清洗，用孔壁鋼板封焊排漿及排氣孔。

　　7、瀑凝土質(zhì)量檢驗(yàn)及缺陷補(bǔ)強(qiáng)

　　旋工完畢后，管內(nèi)混凝土的澆灌質(zhì)量可以用敲擊拱肋鋼板的方法初步檢查，對(duì)有異常者，可用超聲波進(jìn)一步檢測(cè)。若發(fā)現(xiàn)管內(nèi)混凝土不密實(shí)，可采用鉆孔壓漿法進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。當(dāng)缺陷較小時(shí)，壓漿采用無(wú)收縮中化一798環(huán)氧樹(shù)脂化學(xué)漿液(由設(shè)計(jì)提供壓漿參數(shù)和指標(biāo))：當(dāng)缺陷較大時(shí)，壓高標(biāo)號(hào)環(huán)氧砂漿。壓漿后將鉆孔補(bǔ)焊牢固，并磨平光滑。

　　三、安裝工序

　　1、鋼管拱安裝工藝流程

　　2、鋼管拱現(xiàn)場(chǎng)拼裝胎架

　　鋼管拱拼裝胎架設(shè)計(jì)應(yīng)滿(mǎn)足下列要求：

　　⑴、胎架縱、橫向各點(diǎn)標(biāo)高按設(shè)計(jì)給定的線(xiàn)形設(shè)計(jì)。

　�、�、在胎架上設(shè)置控制點(diǎn)，縱、橫基線(xiàn)和基準(zhǔn)點(diǎn)，以控制鋼管拱及節(jié)段的位置及高度，確保各部尺寸和立面線(xiàn)形。胎架外設(shè)置獨(dú)立的放樣縱橫基線(xiàn)、基點(diǎn)，以便隨時(shí)對(duì)胎架進(jìn)行檢測(cè)。

　�、�、現(xiàn)場(chǎng)胎架應(yīng)滿(mǎn)足鋼管拱焊接和安全的要求。

　　在施工過(guò)程中，嚴(yán)格按照施工工藝執(zhí)行拼裝方法及焊接順序，焊接接頭的布置方位，反變形的調(diào)整。焊接必須保證溫度在5℃以上，相對(duì)濕度不大于80%，焊接時(shí)盡量采用平焊，避免仰角焊，盡量采用平位焊或船形焊。焊接順序從兩端由雙人從兩側(cè)對(duì)稱(chēng)同時(shí)施焊防止變形。根據(jù)設(shè)計(jì)板厚的情況和設(shè)計(jì)接頭形式編制焊接作業(yè)指導(dǎo)書(shū)。

　　3、焊縫檢驗(yàn)

　�、�、焊縫及產(chǎn)品的各項(xiàng)力學(xué)性能指標(biāo)必須滿(mǎn)足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

　�、�、焊縫的外觀(guān)質(zhì)量和內(nèi)部質(zhì)量滿(mǎn)足規(guī)范要求，不得有裂紋、未熔合、焊瘤、夾渣、未填滿(mǎn)弧坑等缺陷。

　�、�、不合格的焊縫經(jīng)報(bào)工程師同意修補(bǔ)后方能進(jìn)行修補(bǔ)，修補(bǔ)次數(shù)不宜超過(guò)兩次，若第二次返修后仍不合格，應(yīng)查明原因，報(bào)工程師批準(zhǔn)后方可進(jìn)行第三次返修。經(jīng)返修的焊縫應(yīng)隨即打磨勻順，并按原質(zhì)量要求復(fù)檢，對(duì)環(huán)、縫形接口焊縫，其修補(bǔ)部位應(yīng)檢查。焊縫缺陷修補(bǔ)辦法按表下列表執(zhí)行。

　�、�、鋼管拱焊縫缺陷修補(bǔ)辦法

　　缺陷種類(lèi)修補(bǔ)辦法

　　切除臨時(shí)連接板時(shí)留下的缺陷傷及鋼材表面深度大于0.1mm且小于1mm的缺陷應(yīng)用砂輪磨平；深度超過(guò)1mm者，手工補(bǔ)焊后用砂輪修磨平順。

　　咬邊深度小于0.5mm的用砂輪磨順；

　　深度大于0.5mm的手工補(bǔ)焊后用砂輪修磨勻順。

　　焊縫裂紋或熱影響區(qū)裂紋應(yīng)查明原因，用碳弧氣刨清除缺陷，提出防止措施。用原焊接方法進(jìn)行返修焊（焊縫長(zhǎng)度小于200mm可用手工焊）。

　　氣孔、夾渣、未熔透、凹坑等缺陷用碳弧氣刨清除缺陷，手工焊返修，焊后磨平順。

　　自動(dòng)焊、半自動(dòng)焊起弧或落弧的凹坑如要繼續(xù)施焊或補(bǔ)焊時(shí)，必須將原來(lái)弧坑部分或被清除部位的焊縫兩端刨成不陡于1：5的斜坡，再繼續(xù)焊接。

　　四、拱肋混凝土的灌注

　　根據(jù)設(shè)計(jì)拱肋混凝土采用泵送頂升法，弦管混凝土采用一級(jí)泵送、綴板內(nèi)混凝土采用二級(jí)泵送。每榀拱肋上下弦管各設(shè)隔倉(cāng)板1處，腹板內(nèi)設(shè)隔倉(cāng)板3處。

　　1、混凝土制備

　　本橋管內(nèi)混凝土設(shè)計(jì)為C50微膨脹混凝土，管內(nèi)混凝土為便于澆筑，要求坍落度大，和易性好，且不泌水不離析。同時(shí)為充分發(fā)揮鋼管套箍作用，要求混凝土的收縮率小，填充飽滿(mǎn)。

　　為滿(mǎn)足混凝土強(qiáng)度和坍落度、和易性要求，常采用減水劑和高效減水劑，以降低用水量，減小水灰比，增大混凝土流動(dòng)性，提高混凝土強(qiáng)度和耐久性。本次混凝土制備中采用武漢格瑞林建材科技股份有限公司高效減水劑。其減水和分散作用較大，引氣性不大，適宜于配置高強(qiáng)混凝土。

　　為保證管內(nèi)混凝土的密實(shí)性，減小混凝土收縮系數(shù)和孔隙率，在混凝土中加入膨脹劑。為改善混凝土性能，降低干縮變形和水化熱，減水水泥用量，鋼管混凝土的管內(nèi)混凝土還摻入粉煤灰。由于粉煤灰顆粒很小，填充于混凝土的部分氣孔和毛細(xì)孔管，可改善混凝土組成的顆粒級(jí)配，增加致密性；粉煤灰的球形顆粒的滾珠作用可改善混合料的可澆筑性，從而可進(jìn)一步減少用水量。粉煤灰中的活性氧化硅和活性氧化鋁能和水泥水化產(chǎn)生的氫氧化鈣起二次水化反應(yīng)，生成不溶性的膠結(jié)性能更佳的水化硅酸鋁凝膠，增強(qiáng)硬化混凝土的密實(shí)性且改善其抗侵蝕、水腐蝕能力。

　　2、泵送頂升法工藝

　�、疟盟晚斏�法基本原理

　　鋼管混凝土拱橋鋼管內(nèi)的混凝土采用泵送頂升澆灌法。泵送頂升法是在鋼管拱腳部接近地面適當(dāng)位置處開(kāi)壓注孔并將設(shè)有閘閥的鋼管進(jìn)料口與泵管相連，混凝土在泵壓力作用下，由下而上頂升，靠自重?cái)D壓密實(shí)充填管腔，與鋼管共同工作。

　�、票盟蜏�(zhǔn)備工作

　　對(duì)進(jìn)場(chǎng)的設(shè)備、材料進(jìn)行檢查，保證質(zhì)量和足夠的數(shù)量，操作人員必須進(jìn)行工作前的演練，同輸送泵進(jìn)行聯(lián)動(dòng)試車(chē)，施工用電采用雙回路供電或備發(fā)動(dòng)機(jī)組。

　�、禽斔捅眠x型

　　泵送混凝土前，要進(jìn)行混凝土輸送泵的選型。應(yīng)根據(jù)泵送高度、距離、輸送速度計(jì)算最大泵送壓力及泵送功率，確定選用輸送泵的型號(hào)規(guī)格，與之相匹配的混凝土拌和設(shè)備。混凝土輸送泵應(yīng)當(dāng)性能可靠，保證能連續(xù)灌注，且備有備用泵；輸送泵的額定揚(yáng)程應(yīng)大于1.5倍灌注頂面高度；輸送泵的出口泵壓不宜超過(guò)規(guī)范要求，以免鋼管被壓裂；輸送泵的額定速度滿(mǎn)足下式要求

　　V≥1.2Q/t

　　式中，v-輸送泵的額定速度（m3/h）；

　　t-混凝土終凝時(shí)間（h）；

　　Q-要求灌注的混凝土方量（m3）。

　　我部C50膨脹混凝土的終凝時(shí)間為7小時(shí)，一次灌注C50膨脹混凝土的最大方量為100m3，采用兩臺(tái)輸送泵同時(shí)開(kāi)始灌注，每臺(tái)輸送泵要求灌注的混凝土量為50m3。則要求選用輸送泵的額定速度≥1.2*50/7=8.6m3/h。

　　為確保膨脹混凝土的質(zhì)量，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)位于武漢租用輸送泵比較方便等實(shí)際情況，選用三一重工HBT60A型拖式混凝土泵，其最大理論輸出梁為60立方米/小時(shí)，最大泵送混凝土壓力為10.6MPVa，最大水平輸送距離1000米，最大垂直輸送距離為150米，電動(dòng)機(jī)功率為75kw，完全可以滿(mǎn)足要求。拱肋對(duì)稱(chēng)施工配備兩臺(tái)，另外施工現(xiàn)場(chǎng)放置一臺(tái)備用。

　　⑷泵送工藝

　　影響管內(nèi)混凝土灌注質(zhì)量的因素主要是泵送混凝土的配合比設(shè)計(jì)以及泵送工藝的設(shè)計(jì)。合理的泵送工藝設(shè)計(jì)是混凝土灌注質(zhì)量的重要保證之一。泵送工藝主要有以下流程：清洗管內(nèi)油污→濕潤(rùn)內(nèi)壁→安裝壓注頭和閘閥→泵送高標(biāo)號(hào)砂漿→泵送壓注管內(nèi)混凝土→拱頂排漿孔振搗混凝土→關(guān)閉壓注口處閘閥→拆除閘閥完成泵送。

　　五、吊桿施工

　　吊桿造價(jià)在全橋造價(jià)中件占很小的比例，然而它卻是影響結(jié)構(gòu)安全的關(guān)鍵構(gòu)件。本橋吊桿順橋向間距8米，全橋共設(shè)11對(duì)吊桿，吊桿采用PES(FD)7-37型低應(yīng)力防腐拉索（平行鋼絲索），外套復(fù)合不銹鋼管，配套使用LZM7-37型冷鑄墩頭錨，吊桿上端穿過(guò)拱肋，錨于拱肋上緣張拉底座，下端錨于吊桿吊桿橫梁下緣固定底座。

　　5.1施工工藝流程

　　備料→安裝下端螺母→牽引上端錨頭→張拉上錨頭→擰緊螺母定位→張拉吊桿→安裝減振器及防水罩→錨頭防護(hù)

　　5.2施工操作要點(diǎn)

　　5.2.1設(shè)置牽引機(jī)構(gòu)、穿吊桿。吊桿安裝時(shí)，首先設(shè)置牽引機(jī)構(gòu)；擰出吊桿上端螺母，裝到拱上待穿吊桿的預(yù)留孔道槽內(nèi)；啟動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)，將牽引鋼絲繩由待穿吊桿的拱上預(yù)留孔道放下；將牽引繩的連接頭與吊桿上端的錨杯連接起來(lái)；再啟動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)，緩慢將吊桿牽引向上，穿出拱肋預(yù)留孔道，擰上端螺母；最后卸下?tīng)恳�連接頭，完成初步安裝。依次將所有吊桿裝上。

　　5.2.2調(diào)節(jié)標(biāo)高。

　　5.2.3張拉吊桿。根據(jù)設(shè)計(jì)分次張拉吊桿。

　　5.2.4在拱肋的吊桿預(yù)留孔道下端和橫梁的吊桿預(yù)留孔道上端安裝減振塊。

　　5.2.5吊桿及錨頭防護(hù)。防腐時(shí)首先用注油泵向下預(yù)埋管內(nèi)灌注防護(hù)油脂，然后安裝上下錨頭的保護(hù)罩，往保護(hù)罩內(nèi)注入防腐油脂進(jìn)行錨頭防腐；接著檢查吊桿外防護(hù)PE是否損壞，如有損壞用PE熱焊槍進(jìn)行補(bǔ)焊；最后安裝吊桿外套管及防水罩。

　　參考文獻(xiàn)：

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