公路桥梁建设中钢管混凝土拱桥的施工技术.docx

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1、公路桥梁建设中钢管混凝土拱桥的施工技术摘要：作为一种应用性较强的技术，钢管混凝土技术在公路桥梁中的运用也越来越广泛。因其具有抗震性强、稳固、美观等特点，很多桥梁工程在施工中也将其作为首选方案。本文主要研究公路桥梁建设中钢管混凝土拱桥的施工技术,，通过对某公路桥梁建设施工过程进行回顾。并将以往公路桥梁建设经验融入其中来分析在公路桥梁建设中钢管混凝土拱桥施工技术的步骤及应注意的施工要点等，以达到进一步提高公路桥梁建设中钢管混凝土拱桥的施工技术的目的。本研究对某一公路桥梁建设中钢管混凝土拱桥的施工过程进行回顾与分析。研究显示，在公路桥梁建设中钢管混凝土拱桥的施工技术中，应充分做好准备工作，注重施工工

2、艺的选择，对于施工的技术要点要加以把握。关键词：公路桥梁；钢管混凝土；拱桥；施工技术前言钢管混凝土作为建设的主要材料被广泛应用于施工建设中，在进行建筑作业时，通常将混凝土灌入钢管中并捣实以加强钢管的强度与刚度。与普通混凝土（强度C100）不同。钢管混凝土的强度等级主要有两个等级，强度在C50-C100的统称为钢管高强混凝土、强度在C100以上的钢管混凝土称为钢管超高强混凝土。在现实施工中，钢管混凝土拥有抗压性好、受力性能强、施工性能好等优点。钢管混凝土作为集众优点于一体的施工材料，既吸收了钢的抗弯能力与弹塑性，又吸收了普通混凝土抗压性强度高的优点。使其承载力在现实中得到了提高。作为一种新兴组合

3、结构，钢管混凝土以轴心受压、作用力偏小的受压构件为主体,并被广泛应用于高层与厂房的建设中。而桥梁建设作为公路建设的一环也具有带动经济发展、促进文化交流的作用。当钢管混凝土技术应用于桥梁设计与建设时需要注意很多问题,包括设计概况、前期的准备工作、施工工艺的选择、施工技术要点的掌控等。这一过程是紧密相连的，一旦有一环出现了问题，其给公路桥梁建设带来的打击将是毁灭性的。本文主要从实际概况、方案选定、前期观测、施工工艺、施工技术要点上来探讨公路桥梁建设中钢管混凝土拱桥的施工技术，详细阐述如下所示：1桥梁设计概况本研究以某公路桥梁为例，桥宽30.5m,桥梁长595.5m,桥面主桥组成以五孔无风撑以及双撑

4、载面下承式钢管混凝土系杆拱组成（64+64+72+64+64）0）、拱矢跨比为1/5、二次抛物线为拱轴线，另外拱肋高度为72m跨0.9m、64m跨0.8m、宽度1.8mo结构为圆端性扁钢管,拱肋钢管型号为Q345D,材质厚度为16mm,且管内填充物为微膨胀碎。且钢管混凝土经检测后完全符合钢管混凝土结构设计与施工规程。2钢管混凝土拱桥施工方法2. 1支架施工法支架施工法对用于传统的钢管混凝土拱桥施工中，具体操作为在桥跨的位置设置好支架,施工工作也多在支架上完成，主要包括拱肋拼装与拱圈浇筑。在整个施工过程中支架并没有多大承载力，因此危险系数较高。虽然此方法的施工技术较简单，且对于施工机械的要求不高

5、，但通常来讲，此方式对于施工环境及地势不具有概括性，当工程施工需跨越江河或高山大谷时，此方式反而失去其优势，在资金与设备上尚需投入与优化。因此支架施工法不适用于大拱桥。3. 2缆索吊装法缆索吊装法流行于上世纪70年代，其产生以缆索桥施工为理念依托，参考了柱揽为承重体系对加劲梁及桥梁体系的架设方法，使得拱桥建设水平得到很大提高，并且其适用性较好，无论是深山峡谷还是大江大河，其都能快速适应地形，保证施工与桥体质量。但跨径连续增大时，其操作难度也会随之增加。4. 3转体施工法即在河流两岸以简便支架先将半桥预制完成，然后将桥梁结构自身为转体，以机具将两个半桥体进行转体，至桥位轴线位置时进行合拢。是在改

6、良一般桥梁施工方法的基础上进行创新。进一步完善钢管混凝土系杆拱桥施工技术的关于缆索吊装施工方法，并将桩体质量进行提高。可在深水、深谷、高山等进行作业，且工序简单、设备少、施工快速。3准备工作5. 1方案比较与选定在施工开始前，施工方拟定了以下两种方案：（1）连续抛落无振捣浇筑混凝土技术。（2）混凝土压注顶升法.两种施工方案操作方式、要点及优缺点对比如下所示：详见表1：表1：.两种施工方案操作方式、要点及优缺点对比方案具体操作技术要点优点缺点（1）连续抛落无振捣浇筑混插入式振捣器快插慢拔，振捣时，振捣棒远离钢筋和模板，确插点均匀，移动间距为3040浇筑连续进行。时间短。可操作性强。混凝土浇筑间歇

7、时间短（次层混凝土建筑时间完时间应凝土技术保振动器平板覆盖已振实部分边缘。在前层混凝土初凝前）。混凝土不易密实施工难度大。拱顶4m以下混凝土需开天窗以振动器进行振捣。（2）压注顶升法（以千斤顶将结构顶升到设计位置）在距拱脚1.52m处拱轴线处两侧开对称压注孔，并焊接好泵管，利用混凝土输送泵将混凝土自孔内泵管处输送至钢管拱内，输送方式为自上而下。并观察混凝土密实情况。二级压注，一次成型。工艺简便易行对输送泵要求较高（压力大、性能好）经过施工组最后商定，在结合两种方案的优缺点以及各种因素后，最终决定采用压注顶升法。3. 2施工前观测与准备在施工前应确定拱轴线的位置、控制点的标高，并检查其是否符合标

8、准，当拱轴线不符合施工标准，出现偏差时，应利用风揽及时调整，当控制点标高出现误差时，应及时找出原因，通常控制点标高的误差是由焊接或拼装不当引起，在压住混凝土过程中可予以调整。另外在施工前还需检查各项施工设备，尤其是混凝土输送泵的性能及工作状况，并定时对各项社工设备进行检查与维修。3. 3施工机具当采用顶升压注技术时，应对输送泵的购置及性能进行把关,输送泵的泵送压力应较大。本研究工程运用4辆拖泵（公司：拓沃重工。型号为HBT-60B13.90s,泵压6.3MPa。此款输送泵具有压力强、适应性强的特点（见图1）。4辆拖泵均参与口常维修与保养，3辆用于日常作业，1辆备用。另配置3辆混凝土运输车（见图

9、2）,2辆用于混凝土的日常输送，1辆以备用，口所有混凝土运输机均进行日常保养与维修。拓沃重工TOPWORLOStriveforPerfectionTrailerConcretePump混凝土输送泵HBT60.13.90S图L混凝土输送泵图2：混凝土运输车4钢管混凝土拱桥施工工艺4. 1二级压注、一次成型当采用有限元结构分析软件对扁钢管的抗变形能力进行计算后可知，当混凝土从拱脚压注至拱顶时，其压力会将钢管直线部分压弯，再加上钢管本身呈扁形、劲肋布置距离较远、矢高较大等问题，混凝土压注工艺的施工会增加很多难度。二级压注、一次成型的钢管混凝土拱桥施工工艺是在考虑原有的问题上，将压注工艺进行提升，在原

10、有的拱脚底预留焊接泵管接头上，在拱高的二分之一处且两侧对称处设泵管接头，两侧泵管接头型号一致。并于拱顶吊杆位置两侧紧设2根排气增压钢管（宽20cm.高1.5m）。4. 2施工中钢管拱的观测方式在混凝土压注过程中要对过程进行实时关注，确定好混凝土的每一个标高点与控制点。并对混凝土至每一控制点的情况进行测量与记录。利用表格的形式加以记录，最后绘制成控制点与时间或工况变化情况的曲线图表。当出现异常情况或误差时应及时进行调整。这种将图表曲线化的方式这样既可以减小钢管拱的误差，乂可以了解钢管泵在泵送混凝土各阶段的变化情况。4. 3关于压注顶升施工程序在进行混凝土灌注前，应先检查泵管及输送泵（包括有无损坏

11、、是否存在异物、性能等），并检查回闸阀KI、K2、压注孔K3、K4、闸板阀K3、K4的工作性能等。为防止漏浆与泄气,在施工开始前输送泵的各个接头间应垫橡皮圈。然后开启KI、K2回闸阀，为达到减小混凝土输送时的摩擦力与阻力。应对泵管与泵车进行工作前润滑，选用与所用混凝土相同标号以及品种的水泥搅拌砂浆。另需注意砂浆需经钢管拱外排出。当不确定混凝土是否压注到合适位置时，可利用铁锤敲击钢管拱，判断声音的特点。当声音表现出清脆或沉闷的特点时即混凝土未压注到合适位置，需重新压注。但声音处于清脆与沉闷之间时即混凝土已压注到合适位置。另外需实时关注与监测混凝土的浇注是否同步进行，若出现两侧混凝土压注速度不一或

12、浇注不一时，应立即告知泵车操作人员与才操作人员，对其进行调整。当混凝土压注超过压注孔K3与K4时，应快速将泵管接至压注孔K3与K4,并关闭KI、K2回闸阀，打开闸板阀K3、K4进行二级混凝土压注。未防止混凝土从排气孔溢出，应将原来的两泵同时作业改为交替作业。最后应再压注少量混凝土来保证钢管拱内混泥土的密实度，以广2一为宜。4.4模板的安装与拆卸模板的安装应选用专业的安装工具，目前施工现场多使用专业的龙门吊车进行模板的安装。为保证安装效果，应对模板底面进行适度调整使其标高与位置与实际相符合。在相关安装标准下，可以对模板进行加紧固定，采用标准规定的拉杆螺栓对其进行加固，并以泡沫条来处理模板的接缝处

13、。另外模板的安装技术要点较多，因为模板并不是一次性使用用具，需要多次反复使用，因此在使用前应对底模板与钢模板进行处理，首先应清除掉其中的杂物和残浆，并使用纯机油或脱模剂进行清洁润滑，保证其效用。并检查螺栓的连接情况与模板线性情况进行检查，并依据实际情况对螺栓进行调整（包括螺栓位置、加固紧实度）。在混凝土浇筑完成后且经验收满足施工标准后，应对模板进行拆除，为了减小对预制效果造成的不良影响以及保证拆卸质量，可以龙门吊车与人工相互协作的方式对模板进行拆卸。首先将模板进行松动，确认可进行下一步操作后将拉杆与对口木楔进行拆除，使模板可以顺利脱离梁体，另外在拆卸时应做到动作轻缓，避免用力过大或操作不当造成

14、模板的变形。在拆除过程中若出现阻碍，发生自由脱离受阻等情况，可适度施加外力使模板脱落。5钢管混凝土拱桥技术要点5.1混凝土配合比的优化在混凝土配合比上必须考虑微膨胀率。综合各方面因素来看，混凝土应具有高流态、自密性高、泵性好等特点，因此应选用微应力混凝土。相比于普通混凝土，设置微应力可以改变混凝土与钢管存在间隙的状况，另外依据施工要求，混凝土坍落度应达到作业面18c20cm,根据压注速度计算，混凝土初凝时间应控制在6h内。且在施工过程中，因为一些外力因素，混凝土会发生一些收缩，因此在混凝土中应加入适量的膨胀剂。因此在正式施工前，应调配好混凝土的配合比，优化微膨胀率，减小误差。5. 2混凝土两侧

15、压注的对称性与同步性在施工的现实环境中，混凝土施加到钢管拱上的压力会造成钢管拱的形变，因此要求混凝土两侧压注必须做到对称性与同步性。通过施工实况来看，灌注钢管拱下半部的混凝土时,第一段和第三段标高会出现显著下降的趋势，而第五段到拱顶这一段的标高会出现明显的升高。另一情况是拱顶泵送完混凝土后，拱顶的标高又会降低，而第一段和第三段标高会出现显著上升的趋势。此种混凝土灌注现象恰好说明了混凝土两侧压注对称性与同步性的重要性。在同步与对称性的要求下，为保证紧实，混凝土压注到拱顶时，仍需再压注，直至排气增压孔有l2f混凝土冒出。最后将混凝土止回阀关闭。5. 3二级压注、一次成型的连续性在混凝土的压注技术上，要求做到二级压注、一次成型。混凝土压注采用二级压注、一次成型的工艺是由桥梁的扁拱结构与抗变形能力决定的。一方面桥梁的扁拱结构使得一