鋼管拱混凝土灌注方案

1、衡水市榕花大街（和平路大慶路）上跨京九、石德鐵路高架橋工程 鋼管拱混凝土灌注方案 一、工程概況 衡水市榕花大街（和平路大慶路）上跨京九、石德鐵路高架橋工程，位于衡水市區(qū)，榕花大街北端與省道S282相接，并與大廣高速形成互通，南端止于人民東路（省道S231),是衡水市中心城區(qū)最重要的南北向城市主干道之一。本工程設(shè)計(jì)范圍為大慶路至和平路路段，道路總長1133.741m，主線為新建上跨京九、石德鐵路高架橋，輔路為利用既有下穿鐵路框架橋形式。主橋采用80m下承式鋼管混凝土系桿拱橋，拱肋采用4管桁架式拱，桁架截面高2.4m，寬2.1m，拱肋理論跨徑L=77.8m，理論矢高f=13.0m（未考慮拱肋受力變

2、形影響），拱肋中心線采用懸鏈線，線方程y=fchk(2x/L)-1/m-1，式中k=lnm+（m²-1，拱軸系數(shù)m=1.01。拱肋共分七個(gè)制作節(jié)段，各拱段采用全焊式連接方法，弦桿采用800×22mm和800×18mm鋼管，直腹桿和橫聯(lián)桿采用406×13mm無縫鋼管，斜腹桿采用273×9.5mm無縫鋼管，拱肋與主梁連接拱腳處采用2.5mm厚鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，弦桿伸入鋼筋混凝土拱腳段采用直線形式，上弦桿長3.5m，下弦桿長2.5m，弦管內(nèi)灌注C50微膨脹混凝土，其他桿件內(nèi)不灌注混凝土?；炷凉嘧⒎搅繛?35.3m³。2、 施工方法論證 本工

3、程拱肋外徑均為 800mm，在封閉的鋼管中灌注混凝土，同時(shí)又要保證混凝土在鋼管中能密實(shí)成型，存在以下施工難點(diǎn)：1、拱形鋼管中的混凝土在施工時(shí)無法進(jìn)行振搗，混凝土必須實(shí)現(xiàn)免振搗自密實(shí)性能，普通混凝土在硬化時(shí)會(huì)出現(xiàn)收縮現(xiàn)象，為保證混凝土在鋼管中能密實(shí)成型，混凝土要實(shí)現(xiàn)無收縮或微膨脹 性能。2、鋼管全部封閉，如采用常規(guī)施工方法在拱頂開口泵送混凝土入鋼管，會(huì)造成空氣滯留鋼管內(nèi)造成施工缺陷（產(chǎn)生氣泡或斷層），常規(guī)施工方法無法保證工程質(zhì)量。根據(jù)以上問題確定采用：1、根據(jù)設(shè)計(jì)采用C50微膨脹混凝土，結(jié)合商用混凝土攪拌站，采用可滿足施工要求的混凝土配合比。2、混凝土灌注時(shí)采用泵送頂升壓注施工。 3、 工序組織

4、本工程鋼管拱設(shè)計(jì)為一跨，鋼管拱共四根拱肋，上下各二根，每根拱肋分由中分為兩個(gè)封閉弦管，四根拱肋共需灌注八次混凝土。設(shè)計(jì)鋼管拱的灌注順序必須遵循先下弦管，后上弦管，灌注兩岸（上游下游）兩側(cè)（東側(cè)西側(cè)）對稱灌注的原則，鋼管拱混凝土灌注順序?yàn)?234，灌注順序如下圖：鋼管拱混凝土的灌注是一項(xiàng)工序要求比較復(fù)雜和嚴(yán)格的工程。具體施工流程如下：施工過程中為了快速有效的灌注好鋼管拱混凝土，項(xiàng)目部將以上可同步施工的工序進(jìn)一步優(yōu)化，施工現(xiàn)場施工時(shí)主控四個(gè)步驟：1、支架搭設(shè)。2 輸送泵管架設(shè)，輸送泵車轉(zhuǎn)場，輸送泵管加固。3、輸送泵車送混凝土。4、拆除輸送泵管，清洗輸送泵車及輸送泵管。這四個(gè)環(huán)節(jié)，項(xiàng)目部派專人專職負(fù)

5、責(zé)，同時(shí)由生產(chǎn)經(jīng)理統(tǒng)一協(xié)調(diào)指揮。 四、機(jī)械配置及施工現(xiàn)場準(zhǔn)備工作 1、機(jī)械配置施工機(jī)械配置為確保工期和混凝土的連續(xù)灌注質(zhì)量，項(xiàng)目部進(jìn)行計(jì)算論證： 輸送泵額定揚(yáng)程大于1.5倍灌注頂面高度，單跨灌注頂面高度最大為13m，額定揚(yáng)程200m1.5×13m。輸送泵的額定速度v1.2Q/t（v為輸送泵車的額定速度，Q為要求灌注的混凝土量，t為混凝土的終凝時(shí)間），同一循序一根管混凝土量最大為34m³，兩臺(tái)泵灌注，單泵灌注量為17m³，混凝土終凝時(shí)間按8h計(jì)算，HBT60型號(hào)輸送泵車額定速度60m³/h1.2×17m³/8h。根據(jù)計(jì)算論證，項(xiàng)目部配置

6、了兩臺(tái)HBT60輸送泵車，兩臺(tái)HBT60備用泵車。分別布置在單側(cè)拱肋兩端，在保證了兩岸對稱施工的情況下保障有兩臺(tái)輸送泵車備用。 運(yùn)輸車輛配置 灌注前準(zhǔn)備七輛混凝土罐車，同時(shí)到達(dá)灌注現(xiàn)場，六輛混凝土罐車裝載混凝土，一輛混凝土罐車裝載砂漿，一臺(tái)輸送泵車配備三輛混凝土罐車，兩臺(tái)輸送泵車共用一輛砂漿灌車，如發(fā)生突發(fā)情況，隨時(shí)根據(jù)施工實(shí)際情況作出調(diào)整，以保證拱肋鋼管混凝土連續(xù)澆筑。 混凝土攪拌設(shè)備配置 因施工現(xiàn)場不具備攪拌條件，采用商品混凝土攪拌站混凝土供應(yīng)。 2、 其他配置 施工前檢修好電路，同時(shí)與供電部門提前聯(lián)系，施工現(xiàn)場準(zhǔn)備一臺(tái)功率為 120KW 發(fā)電機(jī)備用。為了防止拱頂加壓孔處砼不密實(shí)，準(zhǔn)備好氣

7、焊、灰斗、塑料袋及振搗棒，一旦發(fā)現(xiàn)有意外，要及時(shí)用氣焊割開加壓管，邊振搗邊用塑料袋裝上混凝土向孔內(nèi)灌注，直至混凝土密實(shí)為止。 機(jī)械設(shè)備配置表序號(hào)設(shè)備名稱噸位容量數(shù)量備注1高壓固定輸送泵車60m³/h4臺(tái)2臺(tái)備用2混凝土運(yùn)輸車6m³/輛7輛1輛為砂漿3吊車25t1臺(tái)4對講機(jī)6個(gè)5榔頭4把敲擊鋼管6照明燈10個(gè)滿足照片需要7裝載機(jī)50t1臺(tái)機(jī)械倒運(yùn)3、泵送混凝土灌注前準(zhǔn)備工作 輸送泵管的安裝在施工方案確定的位置焊接輸送甭管，為減小泵送壓力，泵送管道與拱形鋼管側(cè)壁必須成不大于 30 度角進(jìn)行焊接，焊接前應(yīng)在鋼管側(cè)壁選定的開口位置進(jìn)行開口，開口應(yīng)畫好形狀與尺寸，保證與泵送管焊接時(shí)尺

8、寸相符，密封良好。泵管采用內(nèi)徑為 125mm 鋼管，在壓注孔的位置及管道線路上，搭設(shè)支架專門用于架設(shè)混凝土輸送泵管，保證管道的穩(wěn)固性，盡量減少彎頭。在泵管對接前，仔細(xì)檢查管內(nèi)壁是否清潔，接頭和密封圈是否完好，確保在泵送過程中不發(fā)生堵塞、 爆裂和泄露現(xiàn)象。對接好后，對輸送管要逐節(jié)檢查，確保管節(jié)接口嚴(yán)密，杜絕混凝土頂升過程中發(fā)生脫管現(xiàn)象。在現(xiàn)場配備同樣長度數(shù)量的泵管、彎頭和密封圈一套作為備用。對備用管道的更換要先進(jìn)行試驗(yàn)，熟練掌握。泵管安裝好后，禁止人員在管道上行走。采用厚塑料布將加壓管附近的拱肋 （含排氣管） 處覆蓋，以免混凝土污損鋼管涂裝。 防回流閥門設(shè)置在混凝土灌注前，在灌注管上設(shè)置防回流截

9、止板閥（法蘭盤） ，并對壓漿管與拱肋鋼管及法蘭盤接口的焊縫作加勁處理。閥板洞口的尺寸應(yīng)不小于泵送管道的內(nèi)徑，以避免增加泵送壓力。加工閥板時(shí)兩面應(yīng)平整并涂以黃油以保證閥門處的密封。商用攪拌站檢查及混凝土質(zhì)量檢測項(xiàng)目部試驗(yàn)部門提前對商用攪拌站備所有的生產(chǎn)原材料，施工配合比，攪拌設(shè)備進(jìn)行檢查。考慮到連續(xù)泵送。試驗(yàn)室人員對生產(chǎn)過程進(jìn)行全程監(jiān)控，隨時(shí)反饋現(xiàn)?；炷临|(zhì)量檢測：要求混凝土具有低泡、大流動(dòng)性、收縮補(bǔ)償、延緩初凝和早強(qiáng)的性能，骨料應(yīng)微呈懸浮狀態(tài)，不能下沉，防止離析。 混凝土出罐坍落度為 2425 cm，入泵坍落度在 2021cm 之間，確定其可泵性，和易性，坍落度， 強(qiáng)度均滿足鋼管拱灌注的要求。

10、施工完后要用錘擊和超聲波檢測砼密實(shí)程度及與鋼管之間是否密貼。5、 鋼管拱管內(nèi) C50 微澎脹混凝土灌注施工 灌注前，閥門螺栓先用生膠帶纏繞，再擰緊螺栓，防止泄氣，導(dǎo)致壓力損失。連接法蘭與輸送泵，連接處用泵卡上緊。灌注時(shí)，打開閥門，將汽泵到鋼管間的泵管用適量水及水泥砂漿潤滑。根據(jù)計(jì)算的砼方量，接通閥門，然后壓入 C50 微膨脹混凝土，從兩拱腳處對稱灌注混凝土，灌注至灌注孔位置后停止泵送混凝土，兩端分別泵入1m³高標(biāo)號(hào)水泥砂，潤滑泵管。繼續(xù)灌注混凝土，在灌注過程中通過計(jì)算壓入混凝土的方量，由專人用人工敲擊管壁來控制兩邊壓注的速度，兩端進(jìn)度相差不大于2m，以達(dá)到兩邊高度相同，排氣孔同時(shí)出漿

11、，待加壓管頂部排出至少1m³混凝土后，擰緊法蘭螺栓，拆除輸送泵管，接入同一步驟的下一拱肋對應(yīng)灌注。灌注時(shí)要嚴(yán)格檢查，防止管壁爆裂。六、鋼管拱拱肋線型測量及控制 鋼管拱灌注過程中利用全站儀和拱軸線上緣貼反光片進(jìn)行拱肋軸線偏位及標(biāo)高測量。鋼管拱拱肋線形的控制主要是高程和軸線左右的偏移變形的控制。1、線形發(fā)生變化產(chǎn)生的原因重力變成水平推力，造成拱身變形?；炷恋乃療釤崦浽斐射摴芄暗臏囟茸冃巍鉁刈兓斐傻淖冃??；炷猎诠嘧⑦^程中不對稱灌注產(chǎn)生重力不平衡造成的變形。2、灌注過程中針對可能出現(xiàn)的變形采取的措施在灌注過程中嚴(yán)格控制混凝土的灌注數(shù)量，達(dá)到兩側(cè)混凝土升速度一致。  調(diào)整配

12、合比中的水泥用量，降低水化熱。采用仰索預(yù)先固定在拱肋1/3處，交叉固定，防止混凝土在灌注過程中冒頂。同時(shí)，為防止軸線偏位，采用風(fēng)纜預(yù)先將拱肋固定。由于施工處于夏秋季，溫度變化較小，氣溫的影響較小，不做考慮。3、 鋼管拱拱肋線型數(shù)據(jù)測量選擇相同氣溫條件下進(jìn)行監(jiān)控測量，以達(dá)到測量數(shù)據(jù)統(tǒng)一。 每根鋼管在灌注混凝土前、灌注至混凝土量 1/2 時(shí)、灌注完成時(shí)、灌注完成 24 小時(shí)，在此四個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行測量，觀察變化情況。 七、施工時(shí)的質(zhì)量控制措施及問題處理 1、質(zhì)量控制項(xiàng)目部在施工前對每一工序做技術(shù)交底。 原材料經(jīng)試驗(yàn)人員檢驗(yàn)合格后方能用于施工，控制大粒徑或超粒徑的砂石料；攪拌設(shè)備及泵送設(shè)備和現(xiàn)場

13、的機(jī)械設(shè)備在每次灌注前系統(tǒng)的檢查和維修；鋼管拱混凝土嚴(yán)格按照配合比施工，控制混凝土和易性、可泵性 良好，無泌水現(xiàn)象，嚴(yán)格控制攪拌時(shí)間，確保攪拌到位，坍落度嚴(yán)格控制。 泵管布設(shè)時(shí)，盡量減少彎管的數(shù)量，接頭連接緊密，不漏漿，不漏氣；注漿管與弦管、截止閥與注漿管的焊接應(yīng)焊加勁肋加強(qiáng)，泵管立管接 頭處應(yīng)拉倒鏈固定；洗泵用水不能壓入弦管內(nèi)，泵送砂漿與砼必須相同水灰比，避免砂漿與砼混合同時(shí)泵入，砂漿的稠度嚴(yán)格控制。確?；炷恋倪B續(xù)供應(yīng)，施工前優(yōu)化施工方法，充分利用現(xiàn)有設(shè)備，使混凝土的灌注在最短的時(shí)間內(nèi)連續(xù)。泵車料斗內(nèi)必須有足夠的混凝土，防止無混凝土空泵而泵入空氣導(dǎo)管中，引起堵管。拱頂排氣孔冒漿時(shí)，應(yīng)繼續(xù)壓注混凝土，直到浮漿全部排完，出現(xiàn)有石子的混凝土 1m³時(shí)，方可停止泵送混凝土,