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混凝土顶升法施工技术研究

摘要：结合抚顺皇家海洋世界跨线桥110m提篮式曲钢管混

凝土拱顶升法泵送混凝土施工和质量控制方法，依据混凝土顶升的

施工原理、顶升压力，分析影响因素改进混凝土配合比，设置止回

装置和排气溢流孔，解决了钢管拱混凝土一次顶升的难题。

关键词：大跨度曲拱型钢管；混凝土顶升；泵送混凝土

1工程概况

抚顺皇家海洋世界跨线桥工程位于抚顺市高湾经济技术开发

区，是连接沈抚公路与皇家海洋世界的重要通道和标志性建筑。本

桥桥跨布置从北至南分别为22.115m连续箱梁、110m曲提篮式钢

管混凝土拱、+22.115的连续箱梁、+22m连续梁，大桥总长176.23m。

2技术要求

根据设计要求，其中110m曲提篮式钢管拱混凝土采用顶升法

泵送混凝土施工。浇筑拱圈采用免振自密实微膨胀混凝土，混凝土

设计强度为c50，每次浇筑一根弦管，两端对称进行。左右两拱肋

同时灌注，先浇灌顶圈下钢管内混凝土，一次泵送到顶，形成完整

拱圈下环。待下环混凝土达到设计强度80%后，采用同样方法，浇

灌拱圈上环钢管混凝土。至此形成整体钢管混凝土拱圈后，同样浇

筑缀板混凝土，使上下拱圈缀板混凝土共同受力。

3钢管拱混凝土顶升施工技术要求

（1）钢管拱混凝土是通过钢管对钢管内混凝土的箍套作用，

使混凝土处于三项受压状态，使混凝土承受能力大为提高，所以管

内混凝土质量直接影响拱的受力状况，因此钢管内混凝土质量要求

非常严格；

（2）管内混凝土不能出现断裂，空洞；

（3）管内混凝土不能与管壁分离，脱粘；

（4）一根管内混凝土的浇筑完成时间不得超过第一盘混凝土

的初凝时间。混凝土必须连续浇筑一气呵成，待钢管内水泥砂浆完

全排除后，钢管内混凝土稳压一定时间才拆除输送管进行其余钢管

泵送。

4钢管拱顶升混凝土施工工艺

4.1混凝土配合比设计要求

钢管拱顶升混凝土所采用的免振自密实微膨胀混凝土应满足下

列规定：

（1）水泥必须使用符合国家现行标准《硅酸盐水泥普通硅酸

盐水泥》

（2）应选用河砂，其细度模数应大于2.6，含泥量应小于2.0%

且不得含泥块。

（3）石子应选最大粒径不大于25mm且连续级配，针片状颗粒

含量不宜大于5%，含泥量应小于0.5%且不得含泥块。

（4）必须采用掺技术。

（5）混凝土配合比各参数应符合下列要求：

①水胶比不应大于0.38，不宜大于0.35；

②砂率：应选用37%-45%；

③胶凝材料总量：不应小于450㎏/m3且不应大于600㎏/m3；

④工作性指标要求：坍落度不应小于240mm，坍落度扩展度不

应小于550mm，扩展中边差不应大于25mm，用倒置坍落筒测得的排

空时间宜在5s-30s之间（最佳时间为10s-20s）不离析，不泌水；

⑤用水量：不应大于180㎏/m3不宜大于170㎏/m3。

4.2混凝土原材料使用

（1）混凝土用砂为沈阳开源产河砂，其技术指标符合

jgj52-2006。

（2）碎石采用辽阳产碎石，其技术指标符合jgj52-2006。

（3）粉煤灰为国电康平1级灰，其技术指标符合gb/t1596-2005。

（4）外加为沈阳北方外加bfj-1高效能泵送外加，其技

术指标符合gb/t8076-2008。

（5）水泥为沈阳冀东水泥42.5级普通硅酸盐水泥，其技术指

标符合gb/t175-2007。

（6）膨胀为沈阳建设科学研究院产膨胀，该膨胀在混凝

土中建立0.2-0.7mpa的预压应力，这一压应力可大致可抵消混凝

土硬化过程中产生的收缩拉应力。

4.3混凝土配合比选定

采用上述原材料，经过多次试验，最终选出配合比如下：

4.4工程工艺流程

编制作业指导书专业工序交结钢管拱开口焊接进料管安装闸

阀开放排气孔

输送泵车就位连接管路，检测混凝土坍落度混凝土顶升，直拱

顶部溢出水和砂浆

关闭闸阀混凝土稳定拆除管路，移到下一拱口连续顶升混凝

土。

4.5顶升混凝土的浇筑施工

由于施工日期紧张，