李軍

摘要：鋼管混凝土拱橋主拱肋混凝土灌注施工是繼主拱肋安裝合攏后又一關(guān)鍵程序，其施工質(zhì)量不僅關(guān)系到主拱肋的強(qiáng)度和受力性能，而且影響到拱軸線(xiàn)形能否滿(mǎn)足規(guī)范和設(shè)計(jì)要求。為確保成橋后的實(shí)際拱軸線(xiàn)符合設(shè)計(jì)和規(guī)范的要求，施工過(guò)程中必須有效地采取相應(yīng)措施控制拱肋混凝土灌注。以下將主要針對(duì)鋼管混凝土拱橋拱肋混凝土灌注可能存在的問(wèn)題以及解決方法進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞：鋼管混凝土拱橋；拱肋；灌漿

一、概述

鋼管混凝土拱橋是將鋼管內(nèi)填充混凝土而形成的構(gòu)件，由于鋼管的徑向約束作用限制了受壓混凝土的膨脹，使混凝土處于三向受壓狀態(tài)，從而顯著提高混凝土的抗壓強(qiáng)度。同時(shí)鋼管兼有縱向主筋和橫向套箍的作用，可作為施工模板，方便混凝土澆筑，施工過(guò)程中，鋼管可作為勁性承重骨架，其焊接工作簡(jiǎn)單，吊裝重量輕，從而能簡(jiǎn)化施工工藝，縮短施工工期。此外，鋼管混凝土拱橋還具有承載力強(qiáng)，結(jié)構(gòu)自重小，造價(jià)低，造型美觀等優(yōu)點(diǎn)，近幾年來(lái)得到了普遍的推廣和應(yīng)用。鋼管混凝土拱橋真正的發(fā)展是在20世紀(jì)90年代的中國(guó)。我國(guó)第一座鋼管混凝土拱橋是1990年建成的四川旺蒼東河大橋，跨徑110m。目前，鋼管混凝土拱橋的最大跨徑已達(dá)到400m，是坐落于重慶的巫山長(zhǎng)江大橋。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，十多年來(lái)在我國(guó)己建的和在建的鋼管混凝土拱橋約有200多座，其中跨徑超過(guò)200m的有30多座。由此可見(jiàn)，鋼管混凝土拱橋在交通方面已起到越來(lái)越重要的作用。本文主要針對(duì)鋼管混凝土拱橋施工過(guò)程中拱肋混凝土灌漿這一環(huán)節(jié)進(jìn)行研究。

二、主要施工方法

鋼管混凝土拱橋拱肋鋼管內(nèi)混凝土的澆注方法主要有兩種，即吊斗澆搗法和泵送頂升澆灌法。由于鋼管混凝土拱橋的跨度普遍較大，拱肋高度也較高，采用吊斗澆搗法無(wú)法保證灌漿的質(zhì)量，因此現(xiàn)在廣泛采用頂升灌注法。頂升灌注法的施工流程主要為：第一階段（現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備階段）：包括鋼管拱驗(yàn)收、設(shè)備的定位、管道的連接試運(yùn)行、材料到場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)、試驗(yàn)、計(jì)量設(shè)施的常規(guī)檢查、設(shè)計(jì)配合比的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整和施工配合比確定等。第二階段（壓注施工階段）：濕潤(rùn)管道，壓注首盤(pán)水泥凈漿。續(xù)壓混凝土，隨時(shí)綜合混凝土頂升情況、裸肋變形狀況、入料情況分析，控制兩拱腳混凝土泵送速度。泵送時(shí)，要求拱肋兩拱腳混凝土泵送速度協(xié)調(diào)一致，盡量對(duì)稱(chēng)頂升。第三階段（壓注完成階段）：混凝土壓注到拱頂，待流出原漿一定時(shí)間后，方可停止泵送，利用混凝土截止閥對(duì)導(dǎo)入孔封閉，完成壓注過(guò)程。此階段，應(yīng)避免單側(cè)混凝土上升過(guò)快，引起弦管的縱向振動(dòng)?；炷连F(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)護(hù)試件強(qiáng)度達(dá)到2.5MPa后，方可拆除拱頂泄?jié){孔管和拱腳混凝土截止閥。由于混凝土凝結(jié)過(guò)程因素的不確定性，截止閥松出過(guò)程宜謹(jǐn)慎進(jìn)行。

三、頂升灌注法施工常見(jiàn)問(wèn)題

1.堵管問(wèn)題

鋼管拱肋混凝土頂升施工中最常出現(xiàn)的問(wèn)題是堵管，然而混凝土的配合比設(shè)計(jì)又是影響堵管問(wèn)題的一個(gè)非常重要的因素。另一個(gè)影響堵管問(wèn)題的重要因素就是機(jī)械的選擇和人工的操作因素?；炷另斏械亩鹿軉?wèn)題很多是機(jī)械和人工原因引起的。泵管進(jìn)入角宜保持在30～35°。角度太小，泵管與主管連接相慣線(xiàn)太長(zhǎng)，易引起開(kāi)口長(zhǎng)的強(qiáng)度問(wèn)題；角度太大混凝土直沖拱肋鋼管壁會(huì)增大頂升阻力。

2.拱頂混凝土脫空

產(chǎn)生脫空存在多方面的原因，主要包括拱肋承受軸向壓力、溫度變化（包括溫升和溫降）、混凝土本身的質(zhì)量、核心混凝土收縮徐變、施工過(guò)程中的泵送質(zhì)量、添加劑的選擇及用量等都有可能引起鋼管與混凝土的脫空。

四、檢測(cè)灌注質(zhì)量的主要方法

目前，在鋼管混凝土拱橋質(zhì)量檢測(cè)中使用的方法比較多，如人工敲擊法、鉆芯取樣法、超聲波法表面波法以及光纖監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等。在對(duì)鋼管混凝土拱橋進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)時(shí)，首先采用敲擊法，摸清全部拱肋鋼管的脫空程度，然后采用超聲波法對(duì)脫空的區(qū)域進(jìn)行超聲定量檢測(cè)，最后選取部分超聲波測(cè)試結(jié)果顯示脫空嚴(yán)重的部位進(jìn)行鉆孔驗(yàn)證。

五、加固解決措施

依據(jù)超聲波檢測(cè)的結(jié)果，加固措施根據(jù)工程實(shí)際情況采用稀漿和稠漿兩種注漿材料，對(duì)微小縫隙或滲透性要求高的部位采用稀漿，對(duì)縫隙在0.1mm以上及某些貫通性較好的部位采用稠漿，一般情況下兩種漿材配合使用。具體注漿的原則如下：1）試壓空氣后，對(duì)較大縫隙部位灌注稠漿；2）縫隙很少的部位或要求滲透路徑較遠(yuǎn)的部位，灌注稀漿；3）根據(jù)工程需要，有些部位可采用先灌稠漿后灌稀漿或兩者穿插配合，使用的方法交替進(jìn)行；4）灌漿壓力灌漿量依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工程情況調(diào)整，灌漿壓力先小后大，逐步加壓，灌漿量以起壓情況控制；5）根據(jù)灌漿壓力進(jìn)漿量等情況，在灌漿過(guò)程中適當(dāng)調(diào)整有關(guān)灌漿參數(shù)改變漿液稀稠程度及類(lèi)型；6）為保證漿材的滲透性及灌漿效果，注意做好穩(wěn)壓工作在一片連通脫空區(qū)域的上部及下部各鉆一個(gè)孔，注漿從下孔口注入，至上孔口往外大量溢漿時(shí)，即停止注漿。

六、小結(jié)

由于鋼管混凝土拱橋拱肋是整個(gè)橋梁的主要承重結(jié)構(gòu)，因此無(wú)論是在施工過(guò)程中還是在以后很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)的養(yǎng)護(hù)和檢測(cè)過(guò)程中，都應(yīng)予以充分的重視，否則帶來(lái)的損失將是巨大而且慘重的。在施工過(guò)程中，為了減少堵管，應(yīng)精心選擇混凝土配合比，泵送頂升施工過(guò)程中維持混凝土活動(dòng)芯道不被阻塞并且鋼管內(nèi)加勁板和定位板不能阻擋混凝土的上升通道；拱頂空隙主要是混凝土在壓力作用下泌水和骨料下沉引起的，運(yùn)營(yíng)中混凝土的收縮、鋼管混凝土的表里溫差和泊松比都會(huì)造成鋼管與混凝土脫空，應(yīng)及時(shí)注漿補(bǔ)實(shí)。（作者單位：重慶交通大學(xué)土木建筑學(xué)院）

參考文獻(xiàn)（references）：

[1]吳斌.論橋梁主拱肋關(guān)注施工.建材與裝飾，2008：176-177

Bin Wu.Focus on theory of bridge main arch rib construction .Journal of building materials and decoration，2008：176-177

[2]楊新航，黃金文?；ㄖ艽髽蚬軆?nèi)混凝土灌注施工工藝。西部交通科技。2010：94-98

Jinwen Huang，Xinhang Yang.Hua Zhou Daqiao tube of concrete construction technology .The western traffic science and technology.2010：94-98

[3]甘鴻，楊洪舉。廣東南海市三山西大橋主橋鋼管混凝土灌注工藝。西南公路。1997.6：11-13

GanHong，Hongju Yang.Guangdong nanhai San shanxi bridge concrete filled steel tube perfusion process .Southwest road.1997.6：11-13

[4]程澤兵，胡忠宏，鋼管混凝土拱橋泵送頂升灌注施工常見(jiàn)問(wèn)題分析[M]?，F(xiàn)代交通技術(shù)。2007.6：56-58

Zebing Cheng，Zhonghong Hu，pumping concrete filled steel tubular arch bridge jack-up perfusion construction common problem analysis [M].Modern transport technology.2007.6：56-58