混凝土灌注施工應(yīng)用論文

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1、引言

大沙泥橋主橋主拱肋為扁園形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)，拱肋高2.0米，寬3.3米，跨度120米。拱矢高24m，拱頂高程▽31.657。拱肋由兩道豎向扁園形鋼管通過上下兩塊鋼板焊接而成。拱肋斷面由鋼管之間及兩側(cè)鋼管組成三室，拱肋內(nèi)灌注C40微膨脹混凝土663.77m3。本文簡述其施工方案，供同仁們參考。

2、施工方案簡述

2.1拱腳混凝土澆注方法

拱腳混凝土共東西兩座，每座混凝土方量144.5m3。

1）拱腳混凝土特點(diǎn)：

①鋼筋密集，且有鋼絞線波紋管穿插其中，施工工人難以進(jìn)入倉面混凝土內(nèi)進(jìn)行振搗作業(yè)。

②拱腳混凝土不是單獨(dú)一塊鋼筋混凝土，它下面與端橫梁連在一起，上部與鋼拱拱腳段澆在一起，施工要與拱腳鋼拱安裝結(jié)合在一起，部分支承鋼拱腳的型鋼支架要澆入拱腳混凝土內(nèi)。

③拱腳混凝土為三向預(yù)應(yīng)力混凝土，其縱橫向預(yù)應(yīng)力由主跨箱梁縱橫向預(yù)應(yīng)力張拉而產(chǎn)生，另外拱腳兩側(cè)面豎向布置了2×2×7根φ32預(yù)應(yīng)力精軋筋。在混凝土達(dá)到80%設(shè)計(jì)強(qiáng)度后張拉，因此拱腳混凝土施工工序繁多，工藝要求高。

鑒于以上特點(diǎn)，對(duì)拱腳混凝土的施工應(yīng)予以特別關(guān)注，切實(shí)保證拱腳混凝土的施工質(zhì)量。

2）拱腳混凝土施工

①鋼拱肋拱腳段安裝

鋼拱肋拱腳段安裝條件：端橫梁O號(hào)塊施工完畢且主跨箱梁工字形平面已張拉成形；拱肋鋼結(jié)構(gòu)制作通過驗(yàn)收。

鋼拱腳安裝通過以下程序?qū)嵤簻y量定位→支撐架搭設(shè)→吊裝門架搭建→鋼拱拱腳段驗(yàn)收→鋼拱腳吊裝就位。

②拱腳鋼筋綁扎，拱腳部分鋼筋自端橫梁內(nèi)伸出，有豎直向、斜向及曲線形，豎向及斜向筋成插筋形式伸出，伸出長度以使鋼筋接頭錯(cuò)開30d，錯(cuò)開數(shù)量50%為準(zhǔn)；曲線筋先分為直線部分插入O號(hào)塊頂面混凝土內(nèi)，曲線部分與直線部分焊接，接頭數(shù)量及錯(cuò)開距離按規(guī)范實(shí)施。

由于拱腳鋼筋層數(shù)、排數(shù)較多，綁扎時(shí)應(yīng)自內(nèi)向外分層分排綁扎。當(dāng)鋼筋與波紋管沖突時(shí)應(yīng)保證波紋管位，鋼筋適當(dāng)彎折通過或?qū)?φ12拼在一起通過。

為了保證澆搗時(shí)工人能進(jìn)入拱腳內(nèi)進(jìn)行振搗作業(yè)，應(yīng)留有至少4個(gè)進(jìn)人通道，通道寬60cm，可將兩側(cè)φ28筋拼在一起解決，通道留在頂部或端部。

鋼拱腳四周鋼筋按設(shè)計(jì)要求與鋼拱點(diǎn)焊。

③支模

拱腳混凝土有兩處曲面模板，一處在拱腳內(nèi)側(cè)與箱梁卸接處為r=700mm的園柱面，用三夾板木檔制作；另一處在項(xiàng)面與拱腳斜面連接段，為r=700mm園弧段過渡，也作成弧長414mm，r=700的木模。

拱腳其余部分均為大平面，用竹膠板制成平面模板支模，2[12圍令加固間距@600外再架2[12鑒向圍令，上下加對(duì)拉拉條，拉條用φ16，@1000。

預(yù)應(yīng)力錨頭端部模板形狀復(fù)雜可用木板嵌拼，外表面釘三夾板使拆模后表面光潔。

模板內(nèi)表面的涂水性臘質(zhì)脫模劑以保證拆模后不發(fā)生粘皮現(xiàn)象。

④澆搗

拱腳混凝土每個(gè)拱腳144.5m3，方量不太多但由于鋼筋密集需仔細(xì)操作，澆注速度不宜過快，以每小時(shí)25m3左右為宜。布置一臺(tái)混凝土泵輸送混凝土，備用一臺(tái)。

澆注分層40cm一層，為保證質(zhì)量，澆搗工必須進(jìn)入倉內(nèi)振搗，為此需將頂層φ28鋼筋或臨時(shí)拆掉兩根或向兩邊合拼使留出60cm×60cm進(jìn)入孔4個(gè),待澆至頂面后將鋼筋恢復(fù)澆最后一層混凝土。

混凝土振搗應(yīng)認(rèn)真仔細(xì)，特別注意波紋管底部，錨具范圍內(nèi)要振透確保密實(shí)。

⑤預(yù)應(yīng)力施工

拱腳兩側(cè)預(yù)應(yīng)力精軋筋按設(shè)計(jì)要求敷設(shè)波紋管及錨固體系，要求敷設(shè)尺寸準(zhǔn)確、牢固、澆搗過程中不堵塞（波紋管），不走動(dòng)。

預(yù)應(yīng)力筋張拉在拱腳混凝土達(dá)到80%設(shè)計(jì)強(qiáng)度后實(shí)施，同時(shí)養(yǎng)護(hù)期不少于10d。張拉力530.8KN，用二臺(tái)60t千斤頂及配套油泵進(jìn)行張拉，張拉前上述機(jī)具應(yīng)在指定單位率定。

張拉結(jié)束后24h以內(nèi)進(jìn)行孔道壓漿，漿液灰水比0.45，自底部壓漿孔壓入，頂部出漿口冒濃漿后封孔。底部錨頭用不銹鋼板封錨后內(nèi)灌防腐油脂。

2.2拱肋混凝土灌注

①拱肋混凝土灌注孔留設(shè)

拱肋混凝土灌注按設(shè)計(jì)要求分三個(gè)倉室，分別一次性對(duì)稱灌注每個(gè)倉室，為此灌注孔留設(shè)在距拱腳混凝土端面2m處，三個(gè)倉室各開兩個(gè)孔，孔徑φ120，孔口加焊一個(gè)與泵管聯(lián)接的接頭，三個(gè)倉室的開孔位置在斷面上均錯(cuò)開600mm。出漿孔留在拱頂。

由于拱肋混凝土灌注時(shí)間較長，單室混凝土量220m3左右，兩臺(tái)泵灌注約需時(shí)8小時(shí)左右，雖然拱肋混凝土的初凝時(shí)間約10小時(shí)，整個(gè)灌注時(shí)間混凝土不至于初凝但由于灌注時(shí)間延長，鋼拱內(nèi)混凝土的坍落度損失較大，混凝土流動(dòng)性變差易造成堵泵堵管，為安全計(jì)我們建議在鋼拱段2/3高度附近增開一接力灌注孔，采用分段接力灌注方法灌注拱頂段混凝土。為減少灌注孔對(duì)鋼拱截面的削弱，灌注孔內(nèi)加焊一φ20鋼筋環(huán)，與拱肋鋼板滿焊。

②灌注設(shè)備布置

拱肋混凝土每個(gè)倉室灌注均用兩臺(tái)混凝土泵泵送混凝土，兩臺(tái)泵分別布置在東、西兩岸墩臺(tái)邊，高程▽2.30。

③操作平臺(tái)搭設(shè)

為防止拱肋混凝土灌注加荷過程中鋼拱產(chǎn)生不利的變形，除設(shè)計(jì)上在鋼拱安裝上預(yù)留了預(yù)拱度外還要求混凝土灌注在有支架條件下灌注。為此拱肋安裝用支撐架不予拆除，作拱肋混凝土灌注的支架及操作平臺(tái)，另外在拱頂兩側(cè)加設(shè)防護(hù)欄桿，使拱頂也可作為布管，接管及預(yù)留孔洞修復(fù)的作業(yè)平臺(tái)。

④混凝土灌注

倉室劃分，先灌注中間段，混凝土方量220m3，兩臺(tái)泵自兩拱腳同時(shí)均衡向中間拱頂灌注，用敲擊法判斷混凝土灌高度使兩端灌注進(jìn)尺保持均衡，一般控制在軸線長度≤3m，若一端過快，則稍停，使另一端進(jìn)尺上來后再同時(shí)灌注，灌注至預(yù)留接力孔平面后重新接管自接力孔泵入混凝土直至拱頂，拱頂孔接一節(jié)長1.5m泵管，混凝土面上升到拱頂面以上1m左右后停灌，封孔。

接力孔灌注前需將混凝土面沁水排除，并用插入式振搗器振搗2～3分鐘后再接泵管進(jìn)入第二階段灌注。

另外兩倉室灌注方法同中間段，灌注次序先上游扁園管，再下游扁園管。

每個(gè)倉室混凝土灌注均間隙7天，使先灌注的倉室內(nèi)混凝土強(qiáng)度達(dá)到70%設(shè)計(jì)強(qiáng)度。

⑤檢查驗(yàn)收

拱肋混凝土灌注密實(shí)度檢查用敲擊法檢查結(jié)合部分鉆孔探查，對(duì)有疑問的部位鉆成φ8小孔探查混凝土與鋼板間是否有間隙及間隙有多大，若間隙≥2mm，則灌注濃水泥漿補(bǔ)強(qiáng)。

填充度要求，規(guī)范規(guī)定≥98%，從我們施工經(jīng)驗(yàn)，一般可作到99.8%，但由于受鋼材、混凝土的物理力學(xué)性質(zhì)不同等因素制約，要作到100%密實(shí)是不可能的，屆時(shí)會(huì)同設(shè)計(jì)、監(jiān)理共同制定填充度的采用指標(biāo)。

2.3總體方案

拱腳混凝土施工與鋼拱制作安裝吊裝等作業(yè)穿插施工，拱肋混凝土灌注為單項(xiàng)工程，總體來講，拱肋混凝土施工分前后兩段，前段拱腳混凝土澆注，后段拱肋混凝土灌注。

2.4質(zhì)量控制要點(diǎn)

①、拱腳澆搗必須預(yù)留進(jìn)入洞，使振搗工可進(jìn)入拱腳內(nèi)部作業(yè)。

②、拱腳鋼筋密集，要求混凝土級(jí)配石子最大粒徑≤25mm。

③、拱肋預(yù)留備用灌注孔，需經(jīng)設(shè)計(jì)同意。

④、拱肋預(yù)留一定數(shù)量排氣孔，孔徑φ20，以排除鋼拱肋鋼板與加勁鈑之間形成氣室，影響混凝土密實(shí)度，同時(shí)也可隨時(shí)排出泌水。

⑤、鋼拱肋上的各種孔洞最后均應(yīng)補(bǔ)焊回并打磨光滑。

3、結(jié)論

大沙泥橋主橋主拱肋，雖然拱矢高24m，但在拱肋內(nèi)灌注C40微膨脹混凝土663.77m3過程中，通過有效的控制，質(zhì)量全部達(dá)到優(yōu)良標(biāo)準(zhǔn)。