混凝土灌注施工应用论文

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1、引言

大沙泥桥主桥主拱肋为扁园形钢管混凝土结构，拱肋高2.0米，宽3.3米，跨度120米。拱矢高24m，拱顶高程▽31.657。拱肋由两道竖向扁园形钢管通过上下两块钢板焊接而成。拱肋断面由钢管之间及两侧钢管组成三室，拱肋内灌注C40微膨胀混凝土663.77m3。本文简述其施工方案，供同仁们参考。

2、施工方案简述

2.1拱脚混凝土浇注方法

拱脚混凝土共东西两座，每座混凝土方量144.5m3。

1）拱脚混凝土特点：

①钢筋密集，且有钢绞线波纹管穿插其中，施工工人难以进入仓面混凝土内进行振捣作业。

②拱脚混凝土不是单独一块钢筋混凝土，它下面与端横梁连在一起，上部与钢拱拱脚段浇在一起，施工要与拱脚钢拱安装结合在一起，部分支承钢拱脚的型钢支架要浇入拱脚混凝土内。

③拱脚混凝土为三向预应力混凝土，其纵横向预应力由主跨箱梁纵横向预应力张拉而产生，另外拱脚两侧面竖向布置了2×2×7根φ32预应力精轧筋。在混凝土达到80%设计强度后张拉，因此拱脚混凝土施工工序繁多，工艺要求高。

鉴于以上特点，对拱脚混凝土的施工应予以特别关注，切实保证拱脚混凝土的施工质量。

2）拱脚混凝土施工

①钢拱肋拱脚段安装

钢拱肋拱脚段安装条件：端横梁O号块施工完毕且主跨箱梁工字形平面已张拉成形；拱肋钢结构制作通过验收。

钢拱脚安装通过以下程序实施：测量定位→支撑架搭设→吊装门架搭建→钢拱拱脚段验收→钢拱脚吊装就位。

②拱脚钢筋绑扎，拱脚部分钢筋自端横梁内伸出，有竖直向、斜向及曲线形，竖向及斜向筋成插筋形式伸出，伸出长度以使钢筋接头错开30d，错开数量50%为准；曲线筋先分为直线部分插入O号块顶面混凝土内，曲线部分与直线部分焊接，接头数量及错开距离按规范实施。

由于拱脚钢筋层数、排数较多，绑扎时应自内向外分层分排绑扎。当钢筋与波纹管冲突时应保证波纹管位，钢筋适当弯折通过或将2φ12拼在一起通过。

为了保证浇捣时工人能进入拱脚内进行振捣作业，应留有至少4个进人通道，通道宽60cm，可将两侧φ28筋拼在一起解决，通道留在顶部或端部。

钢拱脚四周钢筋按设计要求与钢拱点焊。

③支模

拱脚混凝土有两处曲面模板，一处在拱脚内侧与箱梁卸接处为r=700mm的园柱面，用三夹板木档制作；另一处在项面与拱脚斜面连接段，为r=700mm园弧段过渡，也作成弧长414mm，r=700的木模。

拱脚其余部分均为大平面，用竹胶板制成平面模板支模，2[12围令加固间距@600外再架2[12鉴向围令，上下加对拉拉条，拉条用φ16，@1000。

预应力锚头端部模板形状复杂可用木板嵌拼，外表面钉三夹板使拆模后表面光洁。

模板内表面的涂水性腊质脱模剂以保证拆模后不发生粘皮现象。

④浇捣

拱脚混凝土每个拱脚144.5m3，方量不太多但由于钢筋密集需仔细操作，浇注速度不宜过快，以每小时25m3左右为宜。布置一台混凝土泵输送混凝土，备用一台。

浇注分层40cm一层，为保证质量，浇捣工必须进入仓内振捣，为此需将顶层φ28钢筋或临时拆掉两根或向两边合拼使留出60cm×60cm进入孔4个,待浇至顶面后将钢筋恢复浇最后一层混凝土。

混凝土振捣应认真仔细，特别注意波纹管底部，锚具范围内要振透确保密实。

⑤预应力施工

拱脚两侧预应力精轧筋按设计要求敷设波纹管及锚固体系，要求敷设尺寸准确、牢固、浇捣过程中不堵塞（波纹管），不走动。

预应力筋张拉在拱脚混凝土达到80%设计强度后实施，同时养护期不少于10d。张拉力530.8KN，用二台60t千斤顶及配套油泵进行张拉，张拉前上述机具应在指定单位率定。

张拉结束后24h以内进行孔道压浆，浆液灰水比0.45，自底部压浆孔压入，顶部出浆口冒浓浆后封孔。底部锚头用不锈钢板封锚后内灌防腐油脂。

2.2拱肋混凝土灌注

①拱肋混凝土灌注孔留设

拱肋混凝土灌注按设计要求分三个仓室，分别一次性对称灌注每个仓室，为此灌注孔留设在距拱脚混凝土端面2m处，三个仓室各开两个孔，孔径φ120，孔口加焊一个与泵管联接的接头，三个仓室的开孔位置在断面上均错开600mm。出浆孔留在拱顶。

由于拱肋混凝土灌注时间较长，单室混凝土量220m3左右，两台泵灌注约需时8小时左右，虽然拱肋混凝土的初凝时间约10小时，整个灌注时间混凝土不至于初凝但由于灌注时间延长，钢拱内混凝土的坍落度损失较大，混凝土流动性变差易造成堵泵堵管，为安全计我们建议在钢拱段2/3高度附近增开一接力灌注孔，采用分段接力灌注方法灌注拱顶段混凝土。为减少灌注孔对钢拱截面的削弱，灌注孔内加焊一φ20钢筋环，与拱肋钢板满焊。

②灌注设备布置

拱肋混凝土每个仓室灌注均用两台混凝土泵泵送混凝土，两台泵分别布置在东、西两岸墩台边，高程▽2.30。

③操作平台搭设

为防止拱肋混凝土灌注加荷过程中钢拱产生不利的变形，除设计上在钢拱安装上预留了预拱度外还要求混凝土灌注在有支架条件下灌注。为此拱肋安装用支撑架不予拆除，作拱肋混凝土灌注的支架及操作平台，另外在拱顶两侧加设防护栏杆，使拱顶也可作为布管，接管及预留孔洞修复的作业平台。

④混凝土灌注

仓室划分，先灌注中间段，混凝土方量220m3，两台泵自两拱脚同时均衡向中间拱顶灌注，用敲击法判断混凝土灌高度使两端灌注进尺保持均衡，一般控制在轴线长度≤3m，若一端过快，则稍停，使另一端进尺上来后再同时灌注，灌注至预留接力孔平面后重新接管自接力孔泵入混凝土直至拱顶，拱顶孔接一节长1.5m泵管，混凝土面上升到拱顶面以上1m左右后停灌，封孔。

接力孔灌注前需将混凝土面沁水排除，并用插入式振捣器振捣2～3分钟后再接泵管进入第二阶段灌注。

另外两仓室灌注方法同中间段，灌注次序先上游扁园管，再下游扁园管。

每个仓室混凝土灌注均间隙7天，使先灌注的仓室内混凝土强度达到70%设计强度。

⑤检查验收

拱肋混凝土灌注密实度检查用敲击法检查结合部分钻孔探查，对有疑问的部位钻成φ8小孔探查混凝土与钢板间是否有间隙及间隙有多大，若间隙≥2mm，则灌注浓水泥浆补强。

填充度要求，规范规定≥98%，从我们施工经验，一般可作到99.8%，但由于受钢材、混凝土的物理力学性质不同等因素制约，要作到100%密实是不可能的，届时会同设计、监理共同制定填充度的采用指标。

2.3总体方案

拱脚混凝土施工与钢拱制作安装吊装等作业穿插施工，拱肋混凝土灌注为单项工程，总体来讲，拱肋混凝土施工分前后两段，前段拱脚混凝土浇注，后段拱肋混凝土灌注。

2.4质量控制要点

①、拱脚浇捣必须预留进入洞，使振捣工可进入拱脚内部作业。

②、拱脚钢筋密集，要求混凝土级配石子最大粒径≤25mm。

③、拱肋预留备用灌注孔，需经设计同意。

④、拱肋预留一定数量排气孔，孔径φ20，以排除钢拱肋钢板与加劲钣之间形成气室，影响混凝土密实度，同时也可随时排出泌水。

⑤、钢拱肋上的各种孔洞最后均应补焊回并打磨光滑。

3、结论

大沙泥桥主桥主拱肋，虽然拱矢高24m，但在拱肋内灌注C40微膨胀混凝土663.77m3过程中，通过有效的控制，质量全部达到优良标准。