李积祥

摘要：根据拱肋混凝土顶升浇灌法在颍河大桥主桥钢管拱肋施工中的应用，阐述拱肋混凝土顶升浇灌法的施工技术。

关键词：钢管；砼拱桥；施工技术；

中图分类号：TU74文献标识码： A

一、工程概述

1.颍上县颍河大桥是颍上县北外环跨越颍河的一座市政桥梁，双向6车道，主桥全宽34.1m，引桥全宽30.5m。桥梁全长389m，纵坡3%，横坡双向2%，主跨跨中设置竖曲线。主桥为101.92m下承式钢管混凝土系杆拱桥。引桥由多跨连续大箱梁组成。

拱肋采用竖向双肋式哑铃形钢管混凝土拱，钢管外径1.1m，壁厚16mm管内每2m设置一道16mm厚环形钢板加强箍。哑铃形截面总高度2.6m，上下游拱肋间在1/4跨以及拱顶处设置三道K形钢管横撑，拱肋所有钢材材质均为Q345D，壁厚全长不变。

2.2拱肋混凝土顶升浇灌法施工工艺流程的制定

为保证主桥拱肋的整体稳定性和受力的均衡，本桥拱肋C40微膨胀混凝土灌注以拱顶中心拱肋内横隔板为界对称进行浇灌，从拱脚向拱顶连续浇注，同一道钢管拱肋混凝土浇筑一次成型，先浇注下钢管，再浇中间肋板，最后浇上钢管。考虑本工程实际情况，待7根风撑直管安装完成后开始拱肋混凝土灌注。灌注总体分为两次，第一次灌注下弦管，第二次灌注中间腹腔和上弦管。

拱肋混凝土灌注采用2台SY5122THB90型和1台SY5122THB型高压混凝土输送泵（要求最高泵送压强达到30.0MPa），其中1台备用。第一次拱肋混凝土灌注分为两步，第一步灌注上游拱肋下弦管，两台输送泵自东、西侧拱脚对称顶升灌注，步调一致。第二步灌注下游拱肋下弦管，同样对称顶升。上、下游拱肋下弦管混凝土灌注完毕后等强，待下弦管混凝土强度达到设计强度的90%后进行第二次浇筑，第二次拱肋混凝土灌注分为4步，依次顺序为：上游腹腔→下游腹腔→下游上弦管→上游下弦管。

2.3.拱肋混凝土砼配合比设计

本桥钢管拱肋内灌注C40微膨胀混凝土，根据《公路桥涵施工技术规范》中有关规定，灌注混凝土要求具有低泡、大流动性、收缩补偿、延后初凝和早强的性能，同时根据经验混凝土配制强度应比设计强度提高10%～15%。要满足混凝土强度要求及泵送性能，混凝土配制主要从混凝土基本材料和外掺剂（混合材料）两方面着手。

二、现场实际情况调查

①施工工艺、方法：无现成的施工工艺可供参考，虽然目前公司有高邮二桥以及杭州南连接线施工的范例，但先梁后拱的条件下施工如此宽幅、大跨度的钢拱肋经验甚少；且施工条件各有不同，可供参考的经验不多。

②现场安装条件：颍河大桥主桥采用先梁后拱法施工，主桥及两岸各50m引桥均位于水中，且颍河目前通航受限，大型水上起吊设备无法到达桥位，主跨现浇支架河床顶至梁顶25m左右，钢管桩自由长度大，支架高度大。已现浇完成的梁结构顶承载能力受限，拱肋现场安装条件差。

③现场测量条件：颍河大桥主桥完全位于水中，两岸平坦，均为杨树林，通视效果差，控制网布设困难，且上、下游拱肋相互遮挡，安装测量困难。

三、施工步骤

1灌注步骤

拱肋混凝土浇筑采用顶升法施工，即混凝土从拱脚处向拱顶方向顶升压注。顶升过程中， 由于混凝土自重不断增加，混凝土内部压力也不断增大，使得混凝土密实饱满。同一道钢管拱肋混凝土浇筑一次成型，考虑本工程实际情况，待7根风撑直管安装完成后开始拱肋混凝土灌注。灌注总体分为两次，第一次灌注下弦管，第二次灌注中间腹腔和上弦管。

拱肋混凝土灌注采用3台高压混凝土输送泵（要求最高泵送压强达到30.0MPa），其中1台备用。第一次拱肋混凝土灌注分为两步，第一步灌注上游拱肋下弦管，两台输送泵自东、西侧拱脚对称顶升灌注，步调一致。第二步灌注下游拱肋下弦管，同样对称顶升。上、下游拱肋下弦管混凝土灌注完毕后等强，待下弦管混凝土强度达到设计强度的90%后进行第二次浇筑，第二次拱肋混凝土灌注分为4步，依次顺序为：上游腹腔→下游腹腔→下游上弦管→上游下弦管。

2.灌注工艺

经监控单位计算复核，在钢拱肋合拢，7根风撑直管安装完毕后，即可顶升灌注钢管砼。施工选择在天气晴好的上午进行，首先要求商品混凝土生产迅速，严格控制混凝土从搅拌站运出到入泵的时间，防止混凝土坍落度损失。以减小泵送压力。灌注过程做到拱脚两端同步对称，两侧砼顶面高差不大于1.5m。保证拱肋两侧重力大体相当。进行砼灌注时，先压入约0.5m3等强度水泥砂浆，以润滑输送管及钢管内壁，然后进行砼顶升灌注，过程中注意控制混凝土顶升速度，上、下弦管砼压注量均在100m3以内，按每端每小时灌注量20m3计，单管拱灌注时间约需2.5小时。要做到混凝土灌注缓慢、均匀、顺畅，保证混凝土的自密实。待排气口冒出正常的混凝土后（观察混凝土中石子的含量）暂停泵送，停止25分钟，使钢管内的混凝土拌合物沉实，25分钟后再次进行泵送，待排气口再次排出一定量的混凝土拌合物后，停止泵送，封闭了排气孔，混凝土泵再进行泵送若干次直至泵送压力太大无法泵送为止，此时关闭泵送管道的阀门，确保拌合物不会倒流入泵送管道。泵送过程至此全部结束。

四、混凝土灌注故障处理措施及注意事项

1事故处理

⑴砼输送管堵塞

当灌注过程发生堵管时，先用砼输送泵的反泵功能疏通，如反泵处理无效，应立即停机并查出堵塞部位，关闭灌注口闸阀，将堵塞管节拆下，清除堵塞砼，重新接好管道，继续开机泵送砼。

⑵砼输送管爆裂

立即停机并关闭灌注口闸阀，更换损坏的管道后即可继续开机泵送砼。

⑶钢管阻塞

钢管砼泵送必须保证连续进行，并应在3小时内完成单管砼灌注。当发生堵塞现象，并经检查确认堵管部位不在输送管段内后，立即停机并关闭灌注口闸阀，拆开管道与闸阀接头，将管道内砼全部排出管外，同时在钢管内砼顶面以下一定距离（约2m）位置开孔将顶部的砂浆全部排出管外，从孔口插入振捣器将顶部一定范围内的砼振捣密实，接着在孔口焊接备好的灌注管口，并与事先铺好的备用管道接好，按初始开机灌注的要求继续灌注砼直至拱顶。

⑷钢管或腹板胀裂

经验算，在正常灌注情况下，钢管管壁的焊缝抗拉及抗剪强度均安全。在泵送砼过程中应严格控制顶升压力和灌注速度，一旦发生胀裂，应立即停止灌注，关闭灌注口闸阀，在弦管内距砼顶面以下一定距离部位开孔将顶部的砂浆完全排出管外，再插入振捣器将顶部一定范围的砼振捣密实，待已灌砼达到一定强度后再在开孔处接好灌注管口，重新灌注未灌注部分砼直至拱顶（平联板在原灌注孔处接好灌注管口，继续由上向下灌注砼）。裂缝的修补应将胀出的砼凿掉，尽量将胀裂部位变形的钢管复原，再将裂缝焊好。裂缝修补时应留压浆孔，待焊接处理完后将等强度水泥浆压满内部空隙。

⑸机械故障

如砼输送泵出现故障立即停机检查，找出故障部位并尽快排除。如故障严重，估计短时内无法处理时立即更换备用泵。

如砼拌和设备出现故障，亦立即停机处理，尽快恢复供料。如处理时间超过砼初凝时间，则改用同级配的商品砼（提前同供应商联系，并提供配合比设计，灌注前通知其做好准备）。

2钢管混凝土灌注施工注意事项

在钢管砼施工前对所有的砼拌和、输送设备进行全面的检修，确保施工时设备保持良好的工作状态。对备用发电机组进行全面检修，以便电网发生临时停电时能立即恢复供电。

主送管道选用新管节，并根据现场情况铺设备用管道，备用管道也应选择较新，并且铺设时应将较好的管节放在下面。砂、石材料需经工地试验室严格按有关规范抽检合格。