鋼管混凝土施工技術管理的論文

　　摘要

　　對鋼管混凝土系桿拱橋施工中經常出現的技術問題進行了剖析，并結合工程實踐，汲取經驗教訓，詳細地闡述了科學、實際、有效的防治對策。

　　關鍵詞

　　鋼管混凝土系桿拱施工難題對策

　　1引言

　　近年來，鋼管混凝土系桿拱橋以其跨度大、結構輕、造型美、省建材等優點，被廣泛應用于公路工程。但該橋型技術復雜，施工難度大，已經暴露和潛在的問題還很多，亟待廣大工程技術人員在實踐中不斷探討和完善，本文將結合工程實踐就有關問題做簡要闡述。

　　2鋼管混凝土系桿拱橋施工技術難題及對策

　　2.1支承系統

　　2.1.1功能

　　系桿拱橋支承系統宜選用WDJ齒碗扣型多功能支架，該系統具有支架豎向組合微調功能，主要以工具支架和特制微調座組成。

　　2.1.2地基處理

　　WDJ齒碗扣型多功能支架必須搭設在經處理的堅實地基上，地基須高出原地面0.5~0.8m，做好防水，避免雨季浸泡。在立桿底部鋪設墊層和安放底座，墊層可采用厚度≥20cm的混凝土或厚度≮10cm的鋼筋混凝土或厚度≮5cm的木板。

　　2.1.3預壓

　　支架使用前須全程預壓，不能以一孔預壓取得的經驗數據推概全橋。靜壓5d(120h)以上及達到沉降穩定狀態2d(48h)以上，沉降穩定標準：24h沉降不超過1mm。

　　2.2主拱肋拱軸線控制系統

　　2.2.1以激光照準和精密測標組成定位系統；監測項目為拱肋的線形變化、拱腳位移和拱腳沉降。

　　2.2.2建立測量控制網

　　在每節拱肋端頭設置固定的測量控制點，控制點設在拱肋中線位置。施工放樣及檢查都采用全站儀進行，每架設一節段拱肋，對全部控制點都要進行觀測。此外，對拱座的偏位進行觀測。鋼管拱對溫度，特別是日照影響非常敏感。為了減少溫度和日照對線形控制的影響，標高的測量包括合攏時間都安排在凌晨。

　　2.2.3施工控制

　　(1)在扣索塔架頂部設有扣、錨索調整裝置千斤頂，通過改變扣索的張力，并采用在拱段之間的內法蘭盤接頭處抄墊鋼板的方法，來實現拱段接頭標高的調整(跨徑較小的拱肋可利用WDJ支撐系統高度及其豎向微調功能實現)。

　　(2)設置臨時橫撐固定拱肋。每架設一節拱肋，就利用鋼管拱的橫聯鋼管臨時焊接固定上下游拱肋，特別是在合攏段基肋端一定要設置臨時支撐。

　　(3)在焊接拱肋接頭外包板時，對稱布置的焊縫，采用成雙焊工對稱施焊，這樣可使各焊縫所引起的變形相抵消；非對稱焊縫，先焊縫少的一側，這樣可使先焊的焊縫變形部分抵消。

　　(4)為保證鋼管拱在吊裝過程中的橫向穩定性，在每吊裝一節段拱肋時，采用通過對稱設置兩道浪風繩來調整和控制拱段就位中線位置，減少拱肋自由長度，增大橫向穩定。控制浪風繩長度基本相同。

　　2.3鋼管混凝土配制

　　2.3.1選材

　　(1)設計高性能微膨脹混凝土應選擇525R早強型水泥為主體，其用量不宜過大，初凝時間以8~12h為宜。

　　(2)配制高性能微膨脹混凝土須使用干凈的河砂并嚴格控制云母含量、硫化物含量、含泥量和壓碎值，一般選用細度模數2.6-3.1的中砂為宜。不宜用砂巖類山砂、機制砂、海砂，此類砂對混凝土的膨脹率影響極大。

　　(3)粗骨料石質對高性能微膨脹混凝土影響很大，主要體現在骨料一砂漿界面粘結強度、骨料彈性模量和骨料強度。在考慮混凝土可泵性的同時，要考慮混凝土的早強性和后期強度。碎石需二次破碎，使其基本無棱角，并減少針片狀顆粒的含量。選用時應嚴格控制含泥量、強度、彈性模量和粒徑≤30mm。

　　(4)粉煤灰與水泥“二次水化反應”產生的凝膠封堵了混凝土的毛細管路，增強了密實性，提高了耐久性。“二次水化反應”只有Ⅰ級粉煤灰和磨細粉煤灰可以徹底完成：“使混凝土升溫降低15%~35%；應嚴格控制粉煤灰SO3含量，以0.5%~1.5%”為宜；粉煤灰應符合現行國家標準《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》規定。

　　(5)選擇外加劑一定要經過多次試驗。試驗表明，緩凝型減水劑會降低混凝土膨脹率，所以應反復試驗，膨脹率合適才可使用；高效減水劑還應具有緩效凝作用和緩凝劑摻配作用，且是非引氣型、低氣泡減水劑；其質量應符合現行標準《混凝土外加劑》規定。

　　(6)膨脹劑在有鋼管約束條件下，在結構中建立0.2~0.3MPa預應力，可抵消混凝土在硬化過程中產生的收縮應力，從而提高抗裂能力。選擇時一定要多試驗幾個品種，膨脹劑應對混凝土后期強度及質量無害，與所用水泥適應性好。我國主要使用U型膨脹劑、復合膨脹劑及明礬石膨脹劑。2.3.2設計高性能膨脹混凝土的三個問題

　　(1)混凝土施工可按一般高性能混凝土設計方法進行配制強度計算，不必計算后將強度提高一個等級作為配制強度，關鍵在于施工配合比的施工現場驗證。設計時應嚴格控制水灰比，將其確定為定值。

　　(2)混凝土是采用鋼管中頂升灌注，粗骨料在頂升過程中不能因自身重力而下落，否則會造成頂升壓力過大而失敗。在設計混凝土配合比過程中碎石應稍微呈懸浮狀態，不能下沉。所以該種混凝土的砂率可提高一些。

　　(3)許多工程實踐認為鋼管混凝土設計為微應力時，限制膨脹率28天內應控制在(2~6)×10-4的范圍內是合理的。

　　2.4主拱肋鋼管的拼裝

　　2.4.1鋼管拱肋的制作

　　(1)鋼管拱主弦管直徑>600mm采用螺旋焊管。

　　(2)宜選用具有CAD加工設計技術和成功經驗的廠家；單元階段制造好后在工廠進行平面和立面組拼檢查；螺旋焊管彎曲成型在中頻彎管機上進行，采用埋弧自動焊；腹板安裝采用CO2氣體保護焊；單元階段焊接完成后，若與理論線形不符，可用“火工矯正法”矯正。

　　(3)鋼管拱單元階段制好后運至工地組焊成吊裝段，運至施工現場，最后用跨墩龍門吊機或其它起重設施將吊裝段吊上橋組裝。

　　(4)為便于調整拱肋預埋段制造、溫度引起的偏差，鋼管制造在工廠時，拱腳預埋段與拱中段之間預留80mm調整量；拱肋合攏鎖定溫度為10~15℃。