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钢管拱混凝土施工工艺及要点

陈磊

中铁二十局集团六公司

【摘要】宝鸡市广元路渭河大桥是我国西北首座连续五孔无风撑、双承载面下承式的钢管混凝土系杆拱桥，现以本桥为例，介绍钢管拱混凝土的施工工艺及要点。

关键词 钢管拱混凝土施工工艺要点

1前言

钢管混凝土结构自60年代初就已引入我国，最近几年我国在钢管拱应用方面发展较快，许多大跨度的桥梁设计采用了钢管拱技术。因其具有以下优点，该桥型目前在我国得以流行：

1.1形态优美。

1.2跨度大，施工简便。

1.3抗震、抗压、抗裂性能显著提高

钢管拱混凝土充足运用了钢管的套箍作用，采用了微应力混凝土，其抗压、抗裂性能显著提高。三向应力混凝土的重要特性是强度高，变形性好，在外荷载作用下，由于钢管约束其内部核心混凝土的横向变形，使在三向应力作用下的核心混凝土的强度比普通浇注的混凝土提高了2～3倍。普通混凝土受压的压缩应变≥0.002时，出现纵向裂缝而破坏。三向应力作用下的混凝土可看作弹塑性材料，当压缩应变达0.002时，不仅仍有承载能力，并且表面不发生裂缝，它是一种很好的抗震材料。

2工程简介

宝鸡市广元路渭河大桥桥宽28.5m，全桥总长585.56m。两端引桥部分为8跨32m后张法预应力大孔板梁，主桥部分由五孔无风撑、双承载面下承式的钢管混凝土系杆拱组成（64m+64m+72m+64m+64m）。拱的矢跨比为1/5，拱轴线为二次抛物线，拱肋采用圆端形扁钢管结构。拱肋高度72m跨为0.9m，64m跨为0.8m，宽均为1.8m，钢管内填充C40微膨胀砼。拱肋钢管材质Q345d，厚度为16mm。截面见下图：

900

900

450

1800

900

400

1000

800

1800

72米跨 （mm） 64米跨(mm)

3准备工作

3.1方案比选

3.1.1方案一采用连续抛落无振捣浇注混凝土的施工方法，混凝土由拱顶连续抛落。但对距拱顶4m以下的混凝土仍需开天窗用插入式振动器进行振捣，且所浇注混凝土不易密实，施工难度较大。

3.1.2方案二压注顶升法。即在距离拱脚1.5-2米处的拱轴线处,两侧对称各开压注孔，运用混凝土输送泵的压力将混凝土从压注孔处焊接好的泵管连续不断地自下而上压入钢管拱内，并达成砼自密实的效果。这种施工工艺简便易行。但必须选用压力大、性能好的输送泵。

我们采用压注顶升法施工，取得了满意的效果。并学习总结出了施工中需注意的一些问题。

3.2施工前的观测

观测的目的是为了拟定拱轴线、控制点的标高是否对的。假如轴线有偏差可用预先设立好的风揽进行调整；假如因焊接、拼装等因素导致一侧的控制点高程偏大，而另一侧的高程偏小，则可在压注混凝土的过程中调整，具体操作见下文。

3.3人员

工人规定能纯熟拆装混凝土泵管，责任心强。

技术人员涉及拱上混凝土压注指挥、泵车指挥、实验、测量四组，各组间通过对讲机保持联系。

3.4机具

3.4.1泵送顶升施工需要有较大的泵送压力，泵车的选择是混凝土顶升压注成功与否的关键。本工程选用了三辆三一牌HBT—60B型拖泵，其中一台备用。此泵出口泵压可达6.3Mpa，对混凝土的适应性较强。

3.4.2为保证泵送压注顶升的连续进行，施工时根据混凝土拌和站的位置和泵送速度，每台泵车配备了3辆砼运送车，并有一辆备用。

3.4.3混凝土拌和站

做好搅拌机的检查、维修工作。

3.4.4原材料

在混凝土施工前要做好原材料的进场检查工作。水泥和外加剂的质量是保证混凝土膨胀率的关键。

4施工工艺

4.1“二级压注，一次成型”

由于钢管为扁形，加劲肋布置较远，且矢高较大，根据混凝土所能产生的压力及扁钢管的抗变形能力计算，若混凝土从拱脚一直压到拱顶，则混凝土的压力将把扁钢管的直线部分压弯，所以采用“二级压注，一次成型”的方法，即除原有拱脚底预留焊接的泵管接头外，在拱高1/2处（拱高含拱顶排气管1.5m），两边对称，增设型号一致的泵管接头，在紧靠拱顶吊杆位置两侧设两根Ф20cm，高1.5m的排气增压钢管。示意图如下：

K0K0

K3 K4

K1 K2

K0：排气增压管

K1、K2、K3、K4：混凝土压注孔（带混凝土止回闸板阀）

4.2施工中钢管拱的观测

为了获得较完整的测量数据，混凝土压注过程要进行全程观测。混凝土压至每一个控制点，都对拱轴线及标高施测一次，并将测量结果绘制成随时间或工况变化曲线图，根据这一曲线，可以较直观地了解钢管拱在泵送混凝土各阶段变化情况。

4.3压注顶升施工程序

4.3.1灌注前认真检查泵管及输送泵的各个接头，接头之间应垫像皮圈防