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摘要：通过航天西路跨长安街桥梁工程钢桁架拱泵送混凝土的施工，介绍钢桁架拱自密实混凝土混凝土泵送顶升的施工工艺,泵送顺序和质量控制措施，以对今后类似工程提供应用实例。
关键词： 钢桁架拱；自密实混凝土；泵送；顶升。
中图分类号： TU37 文献标识码： A
1、工程概况
航天西路跨长安街桥梁工程桥梁全长94.2m，桥宽33m，桥梁上部结构为15m+60m+15m下承式钢桁架拱桥。拱肋为桁架式钢管砼结构，上、下弦杆均由1000×14mm钢管卷制，上弦杆矢高13.5米、跨径90m下弦杆矢高12m、跨径60m，上、下弦杆钢管内充填C50自密实微膨胀砼；全桥共222m3混凝土。腹杆采用Φ500×14mm、Φ500×10mm的钢管；横撑为Φ600×10mm、Φ300×12mm的钢管。钢材料均为Q345D，拱肋重量171吨。
2、配合比的设计
施工前按照设计砼性能的要求，砼应为自密实微膨胀砼，以补偿砼的收缩。根据顶升的需要，砼不仅要满足强度、耐久性的要求，还要满足出机坍落度、扩展度、砼坍落度损失，初凝时间、终凝时间等指标，以避免一旦有意外情况不会堵管。
C50钢管自密实微膨胀砼的配合比如下：
材料名称 水泥 砂 石 掺合料 泵送剂 膨胀剂 水 水胶比 坍落度
扩展度
品种规格 P.O42.5 中砂 碎石 粉煤灰 矿渣粉 FNG_G AEA 自来水
用量kg/m3 360 734 1013 50 80 15 30 168 0.32 260/600
3、钢拱混凝土压注前的准备
3.1现场设备机具安排
砼输送设备: 中联ZLJ5121THB车载式混凝土泵: 2台 10m3砼灌车:8台
现场配合设备:电焊机：2台； 氧气乙炔：1套；对讲机，4台
钢管混凝土采用2台中联ZLJ5121THB车载式混凝土泵，为确保泵送压注顶升的连续进行，每臺泵车配备了3辆砼运输车。地泵低压时理论泵送压强为7MPa，高压时为13MPa，泵送时采用低压进行泵送。实际泵送时泵压为8-10MPa左右
3.2泵送管道的连接
主桥钢拱肋混凝土压注采用单榀拱肋由两端拱脚对称压注混凝土方案。采用两台中联ZLJ5121THB车载式混凝土泵，在主桥桥台处搭设临时支架安装混凝土输送管，采用135度和90度弯头连接钢拱肋压注管道。每个接口缝内垫以橡胶圈密封。
在每榀钢拱肋上下弦管顶面各开1个直径Φ16cm的圆孔，孔内竖直焊接Φ12.5cm的钢管做压注混凝土的排气孔，排气钢管高出压注混凝土最高点1m以上，并向外倾斜30度。
在每榀钢拱肋两端拱脚侧面钢板上沿钢拱轴线方向1.7m处各开1个短轴直径Φ16cm、长轴直径Φ26cm的椭圆孔，孔内沿拱轴线切线、与钢拱侧腹钢板呈30度方向焊接Φ12.5cm地泵管做混凝土压注接口管，压注钢管伸入钢拱轴线、外露1.0m以上，压注钢管外露段焊接一个同直径止回阀。
4、混凝土压注的施工工艺
泵送顶升压注混凝土的施工方法是现代钢管拱桥相对先进的施工工艺,是指采用自密实混凝土从钢管拱肋两端底部对称连续泵送压注,持续顶升自密实混凝土直至拱肋顶部的一种施工方法。钢管拱自密实混凝土的浇筑施工是钢管拱桥施工的重要环节,施工质量的好坏直接影响主桥的质量和使用寿命。
4.1工艺流程及压注顺序
顶升工艺流程为：准备工作(机械设备、材料、人员到位)→焊接压注钢管和排气管→压注水泥砂浆→连续压注混凝土→关闭进料闸阀→拆除固定泵→切割压注钢管和排气管→恢复钢拱切割口。 先泵送顶升砼下弦管混凝土，待拱肋混凝土强度达到90%后，泵送顶升上弦管混凝土。
顶升法泵送过程中严格控制泵压，由拱脚压至拱顶一次连续完成，压注混凝土，坚持匀速对称，慢速低压的原则，确保两端同时压注，两端进度差不超过2m，压注速度控制在16m3/h。一根拱管的混凝土灌注完成时间，不得超过6小时。
4.2施工方法及技术要点
首先组织人工将梁面地泵水平管与将要压注混凝土的单榀钢拱肋两拱脚压注管口用135度弯管连接。再将两台中联ZLJ5121THB车载式混凝土泵泵送管口与主桥下弦拱用90度弯头和平管连接，地泵停放位置要方便混凝土罐车放料。
在单榀钢拱肋混凝土压注之前，打开焊接在拱脚压注管口的止回阀，先给两台车载式混凝土泵压入约0.5m3的与压注混凝土同组份的水泥砂浆，对地泵输送管道进行压注前润滑，以防压注混凝土时堵管。
一次组织6台10m3混凝土罐车供应该榀钢拱压注所需的48m3混凝土料，在两台地泵压入砂浆将地泵输送管道润滑后，立即同时由下沿拱轴线方向向钢拱肋内压注C50自密实混凝土；地泵压注混凝土的压力控制在8-10MPa。
当钢拱内压注的混凝土料达到压注设计标高后，由压注顶面排气管溢流出且保持1min左右，确定排气管排出为正常状态的混凝土料时，停止地泵压注混凝土作业，同时关闭压注管口的混凝土止回阀，即完成了一榀钢拱内混凝土压注。
在钢拱内压注的混凝土达到终凝以后，及时组织气焊工切割钢拱压注管和排气管，再将原切割下来的压注管和排气管钢拱肋钢板块重新焊回钢拱肋缺孔原位，并将焊缝与钢拱面打磨平顺。
5、施工的观测
泵送混凝土过程中，对拱肋进行位移检测。观测的目的是为了确定拱轴线、控制点的标高是否正确。如果轴线有偏差可用预先设置好的风揽进行调整。
混凝土压注过程中，由测量人员对钢拱的1/4跨、1/2跨、3/4跨处进行定点观测，随时掌握混凝土压注过程钢管拱的变形情况，压注过程中要保持慢速、均匀、对称的压注状态。当横向变形超过10mm，竖向变形超过30mm时，要停止压注，分析原因，确保拱肋的质量。
6、施工的检测
在完成每一榀钢拱内混凝土压注终凝后，要求项目质量检查人员及时组织相关部门和人员对钢拱内混凝土压注的密实性进行检测。密实性检测采用锤击法，通过钢拱表面发出声音的清脆和沉闷来判断钢拱内局部是否存在空洞；其质量检验采用超声波检测砼密实度，
若因混凝土压注中断或其它原因发生局部混凝土不密实时，要对不密实部位的钢拱割洞，凿除不密实部分混凝土，界面润湿刷素水泥浆后用比设计高一等级的细石混凝土回补，插捣密实，处理完毕后再将切割下来的钢肋钢板块重新焊回钢拱肋缺孔原位。当钢管拱肋混凝土与拱壁剥离间隙超过3mm时，采用钻孔压入水泥浆的方法进行补强处理，然后将钻孔处用电焊补焊封固。
7、混凝土压注质量控制措施
顶升混凝土应遵循匀速对称，慢送低压的原则，两台固定泵的压注速度应尽量保持一致，确保两端混凝土同时压注，其顶面高差不大于1m。加强商砼车量调度，尽量避免停顿时间，保持压送畅通及连续性。
为保证每侧桁架对称浇筑，在灌注时采用敲击法和记录入泵砼方量结合控制。地泵立管和平管弯管处要设钢管支架进行加固，以防压注混凝土时管头受压摆动过大，造成弯管接头破坏。
钢拱肋拱脚自密实混凝土压注时一定要单榀对称进行，以防钢拱临时支架受力不均，造成钢拱安装轴线变形偏移。
自密实混凝土料要求一次性按照设计加损耗方量供应到现场，一次单榀钢拱肋内混凝土压注时间一定要控制在6小时内完成，以防止钢拱肋混凝土压注过程发生堵管。
压注拱肋混凝土过程中在钢拱外可以采用插入式振捣器辅助拱内混凝土密实，提高钢拱内压注的混凝土的密实性。
钢拱肋混凝土压注前，排气管周边钢拱肋要用塑料布包裹严实，其正下范围梁面要铺设塑料布或木工板防护，以防止压注的混凝土料由排气管排出后污染钢拱和梁面。
钢拱内自密实混凝土压注完成终凝后，及时组织气焊工切割钢拱压注管和排气管；切割作业时，要求操作工人系好安全带。
在钢拱肋混凝土压注过程中如若发生输送泵管堵塞，应及时拆除和清混凝土地泵输送管，在临近钢拱肋已压注的混凝土面以上重新开设压注孔，焊接压注管后，再行组织二次拱内混凝土压注。
8、结语
钢管自密实混凝土的连续泵送顶升施工技术，施工快捷、效率高，为确保钢管自密实混凝土一次泵送成功，重点需要做到以下几点：
（1）、钢管自密实混凝土配合比的设计。钢管拱混凝土，是一种高性能混凝土，它在配合比设计上，不仅要考虑满足强度要求，而且要考虑管道输送和压注工艺等特点。合理控制水泥用量，坍落度、砂率、扩展度等，在泵送压力下的抗离析性、填充性及补偿收缩的综合特性。施工中，加强工程试验工作，使钢管拱混凝土压注顺利完毕。
（2）、详细设计泵送顶升施工方案，制定泵送顶升施工流程、泵送管道的设计及连接方式、泵送顺序及施工要点，施工前进行精细的准备和交底，施工中充分准备好应急情况的处理措施，注重施工的每个细节，确保施工的顺利进行。
参考文献
[1] 《自密实混凝土应用技术规程》（JGJ/T 283-2012）中华人民共和国住房和城乡建设部
[2]《钢管混凝土结构设计与施工规程》（CECS28-1990）中国工程建设标准化协会
[3]《公路桥涵施工技术规范》 （JTG/T F50-2011）中华人民共和国交通运输部
关键词： 钢桁架拱；自密实混凝土；泵送；顶升。
中图分类号： TU37 文献标识码： A
1、工程概况
航天西路跨长安街桥梁工程桥梁全长94.2m，桥宽33m，桥梁上部结构为15m+60m+15m下承式钢桁架拱桥。拱肋为桁架式钢管砼结构，上、下弦杆均由1000×14mm钢管卷制，上弦杆矢高13.5米、跨径90m下弦杆矢高12m、跨径60m，上、下弦杆钢管内充填C50自密实微膨胀砼；全桥共222m3混凝土。腹杆采用Φ500×14mm、Φ500×10mm的钢管；横撑为Φ600×10mm、Φ300×12mm的钢管。钢材料均为Q345D，拱肋重量171吨。
2、配合比的设计
施工前按照设计砼性能的要求，砼应为自密实微膨胀砼，以补偿砼的收缩。根据顶升的需要，砼不仅要满足强度、耐久性的要求，还要满足出机坍落度、扩展度、砼坍落度损失，初凝时间、终凝时间等指标，以避免一旦有意外情况不会堵管。
C50钢管自密实微膨胀砼的配合比如下：
材料名称 水泥 砂 石 掺合料 泵送剂 膨胀剂 水 水胶比 坍落度
扩展度
品种规格 P.O42.5 中砂 碎石 粉煤灰 矿渣粉 FNG_G AEA 自来水
用量kg/m3 360 734 1013 50 80 15 30 168 0.32 260/600
3、钢拱混凝土压注前的准备
3.1现场设备机具安排
砼输送设备: 中联ZLJ5121THB车载式混凝土泵: 2台 10m3砼灌车:8台
现场配合设备:电焊机：2台； 氧气乙炔：1套；对讲机，4台
钢管混凝土采用2台中联ZLJ5121THB车载式混凝土泵，为确保泵送压注顶升的连续进行，每臺泵车配备了3辆砼运输车。地泵低压时理论泵送压强为7MPa，高压时为13MPa，泵送时采用低压进行泵送。实际泵送时泵压为8-10MPa左右
3.2泵送管道的连接
主桥钢拱肋混凝土压注采用单榀拱肋由两端拱脚对称压注混凝土方案。采用两台中联ZLJ5121THB车载式混凝土泵，在主桥桥台处搭设临时支架安装混凝土输送管，采用135度和90度弯头连接钢拱肋压注管道。每个接口缝内垫以橡胶圈密封。
在每榀钢拱肋上下弦管顶面各开1个直径Φ16cm的圆孔，孔内竖直焊接Φ12.5cm的钢管做压注混凝土的排气孔，排气钢管高出压注混凝土最高点1m以上，并向外倾斜30度。
在每榀钢拱肋两端拱脚侧面钢板上沿钢拱轴线方向1.7m处各开1个短轴直径Φ16cm、长轴直径Φ26cm的椭圆孔，孔内沿拱轴线切线、与钢拱侧腹钢板呈30度方向焊接Φ12.5cm地泵管做混凝土压注接口管，压注钢管伸入钢拱轴线、外露1.0m以上，压注钢管外露段焊接一个同直径止回阀。
4、混凝土压注的施工工艺
泵送顶升压注混凝土的施工方法是现代钢管拱桥相对先进的施工工艺,是指采用自密实混凝土从钢管拱肋两端底部对称连续泵送压注,持续顶升自密实混凝土直至拱肋顶部的一种施工方法。钢管拱自密实混凝土的浇筑施工是钢管拱桥施工的重要环节,施工质量的好坏直接影响主桥的质量和使用寿命。
4.1工艺流程及压注顺序
顶升工艺流程为：准备工作(机械设备、材料、人员到位)→焊接压注钢管和排气管→压注水泥砂浆→连续压注混凝土→关闭进料闸阀→拆除固定泵→切割压注钢管和排气管→恢复钢拱切割口。 先泵送顶升砼下弦管混凝土，待拱肋混凝土强度达到90%后，泵送顶升上弦管混凝土。
顶升法泵送过程中严格控制泵压，由拱脚压至拱顶一次连续完成，压注混凝土，坚持匀速对称，慢速低压的原则，确保两端同时压注，两端进度差不超过2m，压注速度控制在16m3/h。一根拱管的混凝土灌注完成时间，不得超过6小时。
4.2施工方法及技术要点
首先组织人工将梁面地泵水平管与将要压注混凝土的单榀钢拱肋两拱脚压注管口用135度弯管连接。再将两台中联ZLJ5121THB车载式混凝土泵泵送管口与主桥下弦拱用90度弯头和平管连接，地泵停放位置要方便混凝土罐车放料。
在单榀钢拱肋混凝土压注之前，打开焊接在拱脚压注管口的止回阀，先给两台车载式混凝土泵压入约0.5m3的与压注混凝土同组份的水泥砂浆，对地泵输送管道进行压注前润滑，以防压注混凝土时堵管。
一次组织6台10m3混凝土罐车供应该榀钢拱压注所需的48m3混凝土料，在两台地泵压入砂浆将地泵输送管道润滑后，立即同时由下沿拱轴线方向向钢拱肋内压注C50自密实混凝土；地泵压注混凝土的压力控制在8-10MPa。
当钢拱内压注的混凝土料达到压注设计标高后，由压注顶面排气管溢流出且保持1min左右，确定排气管排出为正常状态的混凝土料时，停止地泵压注混凝土作业，同时关闭压注管口的混凝土止回阀，即完成了一榀钢拱内混凝土压注。
在钢拱内压注的混凝土达到终凝以后，及时组织气焊工切割钢拱压注管和排气管，再将原切割下来的压注管和排气管钢拱肋钢板块重新焊回钢拱肋缺孔原位，并将焊缝与钢拱面打磨平顺。
5、施工的观测
泵送混凝土过程中，对拱肋进行位移检测。观测的目的是为了确定拱轴线、控制点的标高是否正确。如果轴线有偏差可用预先设置好的风揽进行调整。
混凝土压注过程中，由测量人员对钢拱的1/4跨、1/2跨、3/4跨处进行定点观测，随时掌握混凝土压注过程钢管拱的变形情况，压注过程中要保持慢速、均匀、对称的压注状态。当横向变形超过10mm，竖向变形超过30mm时，要停止压注，分析原因，确保拱肋的质量。
6、施工的检测
在完成每一榀钢拱内混凝土压注终凝后，要求项目质量检查人员及时组织相关部门和人员对钢拱内混凝土压注的密实性进行检测。密实性检测采用锤击法，通过钢拱表面发出声音的清脆和沉闷来判断钢拱内局部是否存在空洞；其质量检验采用超声波检测砼密实度，
若因混凝土压注中断或其它原因发生局部混凝土不密实时，要对不密实部位的钢拱割洞，凿除不密实部分混凝土，界面润湿刷素水泥浆后用比设计高一等级的细石混凝土回补，插捣密实，处理完毕后再将切割下来的钢肋钢板块重新焊回钢拱肋缺孔原位。当钢管拱肋混凝土与拱壁剥离间隙超过3mm时，采用钻孔压入水泥浆的方法进行补强处理，然后将钻孔处用电焊补焊封固。
7、混凝土压注质量控制措施
顶升混凝土应遵循匀速对称，慢送低压的原则，两台固定泵的压注速度应尽量保持一致，确保两端混凝土同时压注，其顶面高差不大于1m。加强商砼车量调度，尽量避免停顿时间，保持压送畅通及连续性。
为保证每侧桁架对称浇筑，在灌注时采用敲击法和记录入泵砼方量结合控制。地泵立管和平管弯管处要设钢管支架进行加固，以防压注混凝土时管头受压摆动过大，造成弯管接头破坏。
钢拱肋拱脚自密实混凝土压注时一定要单榀对称进行，以防钢拱临时支架受力不均，造成钢拱安装轴线变形偏移。
自密实混凝土料要求一次性按照设计加损耗方量供应到现场，一次单榀钢拱肋内混凝土压注时间一定要控制在6小时内完成，以防止钢拱肋混凝土压注过程发生堵管。
压注拱肋混凝土过程中在钢拱外可以采用插入式振捣器辅助拱内混凝土密实，提高钢拱内压注的混凝土的密实性。
钢拱肋混凝土压注前，排气管周边钢拱肋要用塑料布包裹严实，其正下范围梁面要铺设塑料布或木工板防护，以防止压注的混凝土料由排气管排出后污染钢拱和梁面。
钢拱内自密实混凝土压注完成终凝后，及时组织气焊工切割钢拱压注管和排气管；切割作业时，要求操作工人系好安全带。
在钢拱肋混凝土压注过程中如若发生输送泵管堵塞，应及时拆除和清混凝土地泵输送管，在临近钢拱肋已压注的混凝土面以上重新开设压注孔，焊接压注管后，再行组织二次拱内混凝土压注。
8、结语
钢管自密实混凝土的连续泵送顶升施工技术，施工快捷、效率高，为确保钢管自密实混凝土一次泵送成功，重点需要做到以下几点：
（1）、钢管自密实混凝土配合比的设计。钢管拱混凝土，是一种高性能混凝土，它在配合比设计上，不仅要考虑满足强度要求，而且要考虑管道输送和压注工艺等特点。合理控制水泥用量，坍落度、砂率、扩展度等，在泵送压力下的抗离析性、填充性及补偿收缩的综合特性。施工中，加强工程试验工作，使钢管拱混凝土压注顺利完毕。
（2）、详细设计泵送顶升施工方案，制定泵送顶升施工流程、泵送管道的设计及连接方式、泵送顺序及施工要点，施工前进行精细的准备和交底，施工中充分准备好应急情况的处理措施，注重施工的每个细节，确保施工的顺利进行。
参考文献
[1] 《自密实混凝土应用技术规程》（JGJ/T 283-2012）中华人民共和国住房和城乡建设部
[2]《钢管混凝土结构设计与施工规程》（CECS28-1990）中国工程建设标准化协会
[3]《公路桥涵施工技术规范》 （JTG/T F50-2011）中华人民共和国交通运输部