張居都

（鐘山縣交通運(yùn)輸局廣西賀州　542600）

試論公路橋梁建設(shè)中鋼管混凝土拱橋施工的相關(guān)技術(shù)

張居都

（鐘山縣交通運(yùn)輸局廣西賀州542600）

在公路橋梁等基礎(chǔ)設(shè)施大力建設(shè)的背景下，越來越多的先進(jìn)科學(xué)技術(shù)和理論知識被廣泛應(yīng)用，極大地推動了我國公路橋梁建設(shè)事業(yè)的發(fā)展，不但可以為人們的出行提供便利，而且也緩解了公路運(yùn)輸交通局勢緊張的壓力。本文主要研究在公路橋梁建設(shè)中鋼管混凝土拱橋施工的相關(guān)技術(shù)，目的在于為提升公路橋梁的承載力并延長其使用壽命提供更多參考意見。

公路橋梁；鋼管混凝土；拱橋施工

1　前言

雖然鋼管混凝土的相關(guān)技術(shù)應(yīng)用范圍小于傳統(tǒng)建設(shè)中較常使用的鋼筋混凝土技術(shù)，但前者應(yīng)用在公路橋梁中具有更強(qiáng)的抗壓性和抗震性，能夠提升公路橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，尤其是應(yīng)用在跨度大的公路橋梁建設(shè)中，其對比優(yōu)勢更能凸顯。當(dāng)前，鋼管混凝土混凝土的應(yīng)用范圍正在逐步擴(kuò)大，應(yīng)用在公路橋梁的建設(shè)中的經(jīng)濟(jì)效益明顯，可以提升公路橋梁的承載力，可以延長公路橋梁的使用壽命，能夠提升公路橋梁建設(shè)的質(zhì)量，降低其裂縫產(chǎn)生率。本文以某公路橋梁的建設(shè)為例，試論鋼管混凝土拱橋施工的相關(guān)技術(shù)。

2　工程概況

某公路橋梁的建設(shè)設(shè)計中，橋長613.25m，橋?qū)?1m，五孔無風(fēng)撐、鋼管混凝土以雙承下承式的系桿組成主橋部分，拱矢跨比為1：5，拱軸呈二次拋物線形狀，拱肋高73m，跨0.9m，寬1.8m，用C40微膨脹混凝土填充鋼管。拱肋厚16mm。

3　方案準(zhǔn)備

3.1方案選擇

第一種方案：通過不間斷拋落無振搗澆注混凝土的方法，將混凝土在拱的頂端連續(xù)拋落。第二種方案，根據(jù)力學(xué)原理，在橋拱最低端上方約2m處的拱軸線兩側(cè)各開一個壓注孔，通過輸送泵設(shè)備將混凝土壓入鋼管內(nèi)。經(jīng)過綜合分析考慮，由于第二種方案鋼管內(nèi)的混凝土密集度更大，具有較高的強(qiáng)性，可以承受更重的壓力，而且施工相對簡單，因此選定第二種方案為施工方案。

3.2施工前進(jìn)行觀察、測量工作

為了能讓方案順利進(jìn)行，在施工前應(yīng)當(dāng)反復(fù)觀察、測量公路橋梁的拱軸線，以確保選定開壓注孔的位置準(zhǔn)確、無誤，將不可避免的誤差降到最低，以盡量排除影響公路橋梁建設(shè)質(zhì)量的因素。若因操作技術(shù)不當(dāng)，使得拱軸線位置偏離標(biāo)準(zhǔn)位置，可以通過風(fēng)攬開展調(diào)整工作。

4　鋼管混凝土拱橋的具體施工工藝

4.1使用二級壓注，一次成型的方法

在公路橋梁建設(shè)的施工現(xiàn)場中，為了增強(qiáng)鋼管混凝土在跨度較大的公路橋梁中發(fā)揮的效益，使用的鋼管大部分程扁平形狀，這種形狀的鋼管加勁肋可以布置的更遠(yuǎn)。在施工過程中鋼管內(nèi)的混凝土?xí)a(chǎn)生一定的應(yīng)力，鋼管也會產(chǎn)生一定的抗形變能力，因此，應(yīng)當(dāng)重視計算混凝土的實際壓力，當(dāng)混凝土的壓力超過鋼管的抗形變能力時，鋼管會發(fā)生變形，會加大地削弱鋼管混凝土的抗震抗壓優(yōu)勢。而二級壓注，一次成型的方法能夠充分利用力學(xué)平衡原理，在拱橋頂端位置施工，可以避免上述問題。

4.2在施工過程中對鋼管拱進(jìn)行觀測

測量數(shù)據(jù)的完整性影響著鋼管混凝土拱橋施工的質(zhì)量，因此，在施工過程中應(yīng)當(dāng)全程觀測鋼管拱混凝土的壓注。每當(dāng)混凝土壓至一個基點(diǎn)，對拱軸線、標(biāo)高都進(jìn)行一次施測，得出數(shù)據(jù)后，將這些測量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變成隨施工時間長短變化而變化的圖型，可以更直觀、詳細(xì)地掌握通過機(jī)器設(shè)備在鋼管內(nèi)運(yùn)送混凝土的情況。鋼管增壓管的布置如圖1。

圖1　鋼管增壓管的布置圖

4.3壓注頂升的施工

①在往鋼管內(nèi)灌注前必須仔細(xì)連接泵管或輸送泵的各個大小接頭，為了防止混凝土在泵送至功頂?shù)倪^程中，接口因氣壓的因素斷開，出現(xiàn)漏漿問題，還應(yīng)仔細(xì)查看兩個接觸口上是否已加墊橡皮圈。②打開K1和K2的開關(guān)，將屬于同一規(guī)格的混凝和水泥進(jìn)行攪拌，形成砂漿，接著將砂漿分別放入兩臺混凝土泵車中，讓其先流一小段時間，以起到潤滑泵車與泵管的作用，達(dá)到切實降低利用泵車泵送混凝土而產(chǎn)生的阻力。③將混凝土放入泵車中進(jìn)行泵送工作，安排專人在泵車旁密切留意混凝土的泵送情況，以隨時調(diào)整兩臺泵車的泵送速度。一般情況下，當(dāng)聽到混凝土碰觸鋼管發(fā)生清脆和沉悶的兩種交替聲音時，便可以斷定泵車已將混凝土運(yùn)送至壓注點(diǎn)的位置。

5　實際施工中的操作注意事項

5.1混凝土的各項成分配比要進(jìn)行合理設(shè)計

在實際的鋼管混凝土拱橋施工過程中，混凝土必須保持高度流態(tài)，達(dá)到一定的強(qiáng)度，同時也需具備良好的自密性和可泵性，才能使混凝土順利通過泵車泵送到拱橋內(nèi)的各個位置。因此，混凝土的各項成分配比要經(jīng)過合理的計算。同時，在對混凝土各項成分配比的計算中，還應(yīng)考慮到混凝土收縮補(bǔ)償?shù)膯栴}，應(yīng)適當(dāng)加入定量的膨脹劑，且應(yīng)當(dāng)在距離水平面19cm左右的位置進(jìn)行坍落，坍落時間必須大于6h，具體時間以壓注速度為基礎(chǔ)進(jìn)行計算。另外，鋼管內(nèi)混凝土的各項成分的配比既直接決定了鋼管混凝土的質(zhì)量，也直接影響著公路橋梁建筑的安全性高低，若混凝土的各項成分的配比不當(dāng)，極容易造成公路橋梁的建筑出現(xiàn)質(zhì)量問題，也會使泵送工作出現(xiàn)困難，因此，為了提高光管混凝土的承載力和抗壓力，預(yù)防扁形鋼管發(fā)生形變，預(yù)防鋼管內(nèi)混凝土不夠密實，管內(nèi)出現(xiàn)間隙的現(xiàn)象，應(yīng)當(dāng)考慮微應(yīng)力的設(shè)置，設(shè)置好的混凝土各項成分配比必須經(jīng)過多次實驗才能投入實際使用。

5.2混凝土的壓注必須在拱橋兩側(cè)同步且對稱進(jìn)行

在鋼管混凝土拱橋施工的過程中，混凝土自身固有的重量因素對鋼管拱線的形成是否符合要求存在較大的影響，因此，混凝土的壓注必須在拱橋兩側(cè)同步且對稱進(jìn)行，在進(jìn)行混凝土泵送工作中，必須安排專人進(jìn)行全程觀測，若因澆注前的拼接或者焊接不當(dāng)?shù)仍蚨鴮?dǎo)致兩側(cè)的控制基地不在同一水平線上，可以采用非對稱澆注的方法進(jìn)行調(diào)整。例如：可以先對壓注偏高的一側(cè)進(jìn)行混凝土的壓注，在這個過程中，仔細(xì)觀察變化情況，當(dāng)拱的兩側(cè)控制點(diǎn)達(dá)到設(shè)計中的高度時，便可以繼續(xù)兩邊同步壓注混凝土了。

5.3為保證橋梁建筑的質(zhì)量而采取相應(yīng)的技術(shù)措施

在實際的鋼管混凝土拱橋施工過程中往往會出現(xiàn)較多干擾因素，影響混凝土壓注的連續(xù)性，因此，應(yīng)當(dāng)以施工原理為基礎(chǔ)，采取相應(yīng)的措施排除影響混凝土連續(xù)性的相關(guān)影響因素。一方面，在混凝土壓注的過程中，橋梁的鋼管拱形必須要保證一次成型，而鋼管呈扁形，受壓力和應(yīng)力影響，極容易發(fā)生形變，因此，應(yīng)當(dāng)采用二級壓注的方法進(jìn)行壓注，并且嚴(yán)格控制不同壓注級別的壓注時間，一般情況下，不同壓注級別的壓注時間盡量縮短為宜，另外，也要保證澆筑混凝土持續(xù)不間斷。另一方面，當(dāng)鋼管中的混凝土存在較大的間隙時，鋼管內(nèi)的混凝土?xí)l(fā)生膨脹的現(xiàn)象，極容易引起鋼管發(fā)生形變。為了保證鋼管混凝土的抗壓力和承載力，在施工過程中應(yīng)當(dāng)盡量避免鋼管內(nèi)的混凝土存在超過標(biāo)準(zhǔn)的間隙，而間隙的產(chǎn)生主要由于鋼管內(nèi)溫度與外界溫度存在溫度差，因此，應(yīng)當(dāng)對鋼管混凝土采取合理的、適當(dāng)?shù)谋卮胧?，以盡量避免間隙產(chǎn)生的干擾而降低橋梁建設(shè)的質(zhì)量。

6　總結(jié)

綜上所述，鋼管混凝土相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用可以提升公路橋梁的抗壓力、抗震力以及承載力，運(yùn)用在跨度大的公路橋梁中其優(yōu)勢更為明顯。在公路橋梁建設(shè)中應(yīng)用鋼管混凝土拱橋施工的相關(guān)技術(shù)時，應(yīng)當(dāng)注重混凝土的各項成分配比的計算，且混凝土的配比需要經(jīng)過反復(fù)試驗，對混凝土的壓注必須在拱橋兩側(cè)同步且對稱進(jìn)行，為了確保拱能夠一次成型，采用二級壓注的方法，為了提升公路橋梁的抗壓力和承載力，對鋼管混凝土采取一定的保溫措施，只有這樣，才能充分發(fā)揮鋼管混凝土的優(yōu)勢。

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U445.4

A

1673-0038（2015）50-0234-02

2015-11-3

張居都（1975-），男，工程師，本科，主要從事農(nóng)村公路建設(shè)、規(guī)劃設(shè)計、橋梁工程建設(shè)、養(yǎng)護(hù)管理工作。