摘要：鋼管混凝土拱橋是我國近年來橋梁建設發展的新技術,具有自重輕、強度大、抗變形能力強的優點,是大跨度拱橋的一種比較理想的結構形式。隨著跨徑的增大,鋼管本身的架設難度也越來越大。本文結合武漢軌道交通工程一號線工程實例，對跨江岸貨場槽形梁拱組合橋鋼管拱施工技術進行了探討。

　　關鍵詞：路橋工程師職稱論文要求,鋼管拱施工,技術要點

　　一、工程概況

　　武漢市軌道交通一號線二期工程跨越江漢鐵路江岸貨場，由于受地形、地物的限制，采取了盡量降低梁高的槽形梁結構，主橋采用跨度(49.9+104.983+49.9)米預應力混凝土槽形梁與鋼管混凝土拱組合結構。該橋采用“先梁后拱”施工方法，即先利用掛籃懸臂灌注槽形梁，槽形梁合龍后在橋面上架設支架，拼裝鋼管拱肋，然后灌注拱肋混凝土，之后安裝和張拉吊桿，使槽形梁和鋼管拱組合起來共同工作。

　　目前槽形梁正在按施工計劃有條不紊地施工，邊跨已經合龍，將進行鐵砂混凝土配重，然后中跨繼續懸臂灌注2個節段，預計4月6日中跨合龍，即將進行鋼管拱的施工。現主要介紹鋼管拱的工程情況。

　　二、鋼管混凝土施工要點

　　1、混凝土灌注時間選擇在晚上進行，灌注速度不宜過快，控制在 25～30m。/h左右，頂升至橫梁底部時，由于橫梁內部隔板及肋板較多，待表面水份及浮漿從排氣孔中排出后，使用振搗棒對邊角位置的混凝土進振搗。

　　2、混凝土灌注到橫梁后，關閉混凝土的進料閥門，更換輸送車進行橫梁內部混凝土的灌注，將混凝土輸送管從橋面上拱肋人孔伸入拱肋內送料，采用振搗棒進行振搗密實。

　　3、混凝土灌注過程要做到連續泵送完成，其間不宜停頓，如果必須中斷，時間盡量縮短，最多不能超過 0.5h，否則，由于混凝土在輸送管及鋼管柱內停留時間過長，有可能導致管內混凝土假凝而堵管，造成工程質量事故。

　　4、在混凝土澆注過程中，安排人員在拱肋周邊用錘子敲擊鋼板，以判別拱肋 內混凝土是否 已澆灌密實。若出現明顯的空洞時，如果發生在拱座正上方，可以臨時開Ol6lam排氣孔如發生在拱肋豎向位置，可采用振動棒從上方插入對該處進行振搗密實。

　　5、灌注第二層混凝土時，采用頂升法灌注，當灌注至 發計盲板位置時，頂部水分及浮漿先從排氣 口排出，當排氣孔及出漿孔有漿排出時，放慢泵送速度，每次泵送一下，停頓 20s，如此多次反復，最終排完水和浮漿，排氣管擠出均勻連續的混凝土為止。

　　6、管內混凝土灌注完成后，關閉混凝土進料閥門拆除輸送管清洗，2h后可拆除進料閥門。24h后，用氣焊割除臨時進料管，清洗，用孔壁鋼板封焊排漿及排氣孔。

　　7、瀑凝土質量檢驗及缺陷補強

　　旋工完畢后，管內混凝土的澆灌質量可以用敲擊拱肋鋼板的方法初步檢查，對有異常者，可用超聲波進一步檢測。若發現管內混凝土不密實，可采用鉆孔壓漿法進行補強。當缺陷較小時，壓漿采用無收縮中化 一798環氧樹脂化學漿液 (由設計提供壓漿參數和指標)：當缺陷較大時，壓高標號環氧砂漿。壓漿后將鉆孔補焊牢固，并磨平光滑。

　　三、安裝工序

　　1、鋼管拱安裝工藝流程

　　2、 鋼管拱現場拼裝胎架

　　鋼管拱拼裝胎架設計應滿足下列要求：

　　⑴、胎架縱、橫向各點標高按設計給定的線形設計。

　　⑵、在胎架上設置控制點，縱、橫基線和基準點，以控制鋼管拱及節段的位置及高度，確保各部尺寸和立面線形。胎架外設置獨立的放樣縱橫基線、基點，以便隨時對胎架進行檢測。

　　⑶、現場胎架應滿足鋼管拱焊接和安全的要求。

　　在施工過程中，嚴格按照施工工藝執行拼裝方法及焊接順序，焊接接頭的布置方位，反變形的調整。焊接必須保證溫度在5℃以上，相對濕度不大于80%，焊接時盡量采用平焊，避免仰角焊，盡量采用平位焊或船形焊。焊接順序從兩端由雙人從兩側對稱同時施焊防止變形。根據設計板厚的情況和設計接頭形式編制焊接作業指導書。

　　3、焊縫檢驗

　　⑴、焊縫及產品的各項力學性能指標必須滿足設計及規范要求。

　　⑵、焊縫的外觀質量和內部質量滿足規范要求，不得有裂紋、未熔合、焊瘤、夾渣、未填滿弧坑等缺陷。

　　⑶、不合格的焊縫經報工程師同意修補后方能進行修補，修補次數不宜超過兩次，若第二次返修后仍不合格，應查明原因，報工程師批準后方可進行第三次返修。經返修的焊縫應隨即打磨勻順，并按原質量要求復檢，對環、縫形接口焊縫，其修補部位應檢查。焊縫缺陷修補辦法按表下列表執行。

　　⑷、鋼管拱焊縫缺陷修補辦法

　　缺陷種類修補辦法

　　切除臨時連接板時留下的缺陷傷及鋼材表面深度大于0.1mm且小于1mm的缺陷應用砂輪磨平;深度超過1mm者，手工補焊后用砂輪修磨平順。

　　咬邊深度小于0.5mm的用砂輪磨順;

　　深度大于0.5mm的手工補焊后用砂輪修磨勻順。

　　焊縫裂紋或熱影響區裂紋應查明原因，用碳弧氣刨清除缺陷，提出防止措施。用原焊接方法進行返修焊(焊縫長度小于200mm可用手工焊)。

　　氣孔、夾渣、未熔透、凹坑等缺陷用碳弧氣刨清除缺陷，手工焊返修，焊后磨平順。

　　自動焊、半自動焊起弧或落弧的凹坑如要繼續施焊或補焊時，必須將原來弧坑部分或被清除部位的焊縫兩端刨成不陡于1：5的斜坡，再繼續焊接。

　　四、拱肋混凝土的灌注

　　根據設計拱肋混凝土采用泵送頂升法，弦管混凝土采用一級泵送、綴板內混凝土采用二級泵送。每榀拱肋上下弦管各設隔倉板1處，腹板內設隔倉板3處。

　　1、混凝土制備

　　本橋管內混凝土設計為C50微膨脹混凝土，管內混凝土為便于澆筑，要求坍落度大，和易性好，且不泌水不離析。同時為充分發揮鋼管套箍作用，要求混凝土的收縮率小，填充飽滿。

　　為滿足混凝土強度和坍落度、和易性要求，常采用減水劑和高效減水劑，以降低用水量，減小水灰比，增大混凝土流動性，提高混凝土強度和耐久性。本次混凝土制備中采用武漢格瑞林建材科技股份有限公司高效減水劑。其減水和分散作用較大，引氣性不大，適宜于配置高強混凝土。

　　為保證管內混凝土的密實性，減小混凝土收縮系數和孔隙率，在混凝土中加入膨脹劑。為改善混凝土性能，降低干縮變形和水化熱，減水水泥用量，鋼管混凝土的管內混凝土還摻入粉煤灰。由于粉煤灰顆粒很小，填充于混凝土的部分氣孔和毛細孔管，可改善混凝土組成的顆粒級配，增加致密性;粉煤灰的球形顆粒的滾珠作用可改善混合料的可澆筑性，從而可進一步減少用水量。粉煤灰中的活性氧化硅和活性氧化鋁能和水泥水化產生的氫氧化鈣起二次水化反應，生成不溶性的膠結性能更佳的水化硅酸鋁凝膠，增強硬化混凝土的密實性且改善其抗侵蝕、水腐蝕能力。

　　2、泵送頂升法工藝

　　⑴泵送頂升法基本原理

　　鋼管混凝土拱橋鋼管內的混凝土采用泵送頂升澆灌法。泵送頂升法是在鋼管拱腳部接近地面適當位置處開壓注孔并將設有閘閥的鋼管進料口與泵管相連，混凝土在泵壓力作用下，由下而上頂升，靠自重擠壓密實充填管腔，與鋼管共同工作。

　　⑵泵送準備工作

　　對進場的設備、材料進行檢查，保證質量和足夠的數量，操作人員必須進行工作前的演練，同輸送泵進行聯動試車，施工用電采用雙回路供電或備發動機組。

　　⑶輸送泵選型

　　泵送混凝土前，要進行混凝土輸送泵的選型。應根據泵送高度、距離、輸送速度計算最大泵送壓力及泵送功率，確定選用輸送泵的型號規格，與之相匹配的混凝土拌和設備。混凝土輸送泵應當性能可靠，保證能連續灌注，且備有備用泵;輸送泵的額定揚程應大于1.5倍灌注頂面高度;輸送泵的出口泵壓不宜超過規范要求，以免鋼管被壓裂;輸送泵的額定速度滿足下式要求

　　V≥1.2Q/t

　　式中，v-輸送泵的額定速度(m3/h);

　　t-混凝土終凝時間(h);

　　Q-要求灌注的混凝土方量(m3)。

　　我部C50膨脹混凝土的終凝時間為7小時，一次灌注C50膨脹混凝土的最大方量為100 m3，采用兩臺輸送泵同時開始灌注，每臺輸送泵要求灌注的混凝土量為50 m3。則要求選用輸送泵的額定速度≥1.2*50/7=8.6 m3/h。

　　為確保膨脹混凝土的質量，結合現場位于武漢租用輸送泵比較方便等實際情況，選用三一重工HBT60A型拖式混凝土泵，其最大理論輸出梁為60立方米/小時，最大泵送混凝土壓力為10.6MPVa，最大水平輸送距離1000米，最大垂直輸送距離為150米，電動機功率為75kw，完全可以滿足要求。拱肋對稱施工配備兩臺，另外施工現場放置一臺備用。

　　⑷泵送工藝

　　影響管內混凝土灌注質量的因素主要是泵送混凝土的配合比設計以及泵送工藝的設計。合理的泵送工藝設計是混凝土灌注質量的重要保證之一。泵送工藝主要有以下流程：清洗管內油污→濕潤內壁→安裝壓注頭和閘閥→泵送高標號砂漿→泵送壓注管內混凝土→拱頂排漿孔振搗混凝土→關閉壓注口處閘閥→拆除閘閥完成泵送。

　　五、吊桿施工

　　吊桿造價在全橋造價中件占很小的比例，然而它卻是影響結構安全的關鍵構件。本橋吊桿順橋向間距8米，全橋共設11對吊桿，吊桿采用PES(FD)7-37型低應力防腐拉索(平行鋼絲索)，外套復合不銹鋼管，配套使用LZM7-37型冷鑄墩頭錨，吊桿上端穿過拱肋，錨于拱肋上緣張拉底座，下端錨于吊桿吊桿橫梁下緣固定底座。

　　5.1施工工藝流程

　　備料 → 安裝下端螺母 → 牽引上端錨頭 → 張拉上錨頭 → 擰緊螺母定位 → 張拉吊桿 → 安裝減振器及防水罩 → 錨頭防護

　　5.2 施工操作要點

　　5.2.1設置牽引機構、穿吊桿。 吊桿安裝時，首先設置牽引機構;擰出吊桿上端螺母，裝到拱上待穿吊桿的預留孔道槽內;啟動卷揚機，將牽引鋼絲繩由待穿吊桿的拱上預留孔道放下;將牽引繩的連接頭與吊桿上端的錨杯連接起來;再啟動卷揚機，緩慢將吊桿牽引向上，穿出拱肋預留孔道，擰上端螺母;最后卸下牽引連接頭，完成初步安裝。依次將所有吊桿裝上。

　　5.2.2調節標高。

　　5.2.3張拉吊桿。根據設計分次張拉吊桿。

　　5.2.4在拱肋的吊桿預留孔道下端和橫梁的吊桿預留孔道上端安裝減振塊。

　　5.2.5吊桿及錨頭防護。防腐時首先用注油泵向下預埋管內灌注防護油脂，然后安裝上下錨頭的保護罩，往保護罩內注入防腐油脂進行錨頭防腐;接著檢查吊桿外防護PE是否損壞，如有損壞用PE熱焊槍進行補焊;最后安裝吊桿外套管及防水罩。

　　參考文獻：

　　[1]李俊;;大跨度鋼管混凝土拱橋穩定性分析[J];山西建筑;2011年20期

　　[2] 賴富才. 鋼管砼拱橋施工及成橋階段拱肋靜力分析[J]. 公路與汽運. 2009(03)

　　[3] 蓋小紅. 鐵路鋼管混凝土系桿拱橋拱肋截面形式分析[J]. 鐵道建筑技術. 2009(09)