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浅谈干海子特大桥下弦管砼灌注
2017-12-04  中国桥梁网 分享到:
关键词:钢管桁架梁 高压输送泵 微膨胀砼 施工技术 

   1、工程简介

   1.1、干海子特大桥简介

   干海子特大桥是四川雅安经石棉至泸沽高速公路上的一座特大桥梁,是本线路上的重点工程项目之一。大桥为钢管格构墩钢管混凝土桁架梁桥。该桥处地震烈度高,单向纵坡大。由于桥位处地形复杂,地质条件差,因此,桥墩高差大、桩基埋深长,设计采用了44.5米、62.5米、40.7米、45.1米四种主要跨径,全桥共计36跨,共分三联设计。下部高墩设计为桩基础、承台、由4根φ813mm钢管混凝土立柱、横向每12m设一道钢管桁架、纵向每2m一根连接杆、底部设纵向钢筋混凝土肋板的格构桥墩。上部桁架梁由两根φ273mm的钢管混凝土上弦杆和一根φ813mm的钢管混凝土下弦杆以及腹杆构成,上弦杆之间由型钢与钢筋连接形成骨架。

   1.2、第35~36跨下弦管施工情况简介

   2、施工准备情况

   2.1、施工要求

   由于下弦管顺桥向略带纵坡,要求每一灌注段混凝土灌注时一次完成,不能进行二次补灌或则注浆,否则会造成管内混凝土不密实,而导致下弦管起不到应有的刚度。

   根据之前同状态下的下弦管灌注模拟实验,混凝土灌注时第一步先用清水进行输送泵管道润滑,第二步用同水泥:砂为1:1的砂浆润滑管道。在这两步中输送泵管必须与下弦管断开,清水和砂浆不得进入下弦管,以确保最后留在下弦管内的全部为混凝土而不残留砂浆。第三步是利用输送泵的压力送入下弦管,最后采用高压力将混凝土压密实。

   2.2、施工部位

   本次施工部位为本桥第35~36跨左幅下弦管,长度合计89米,混凝土合计43m3。输送泵放置在第35跨最低处,采用由低向高压注。同时为预防灌注过程中有意外发生,在第36跨处同样预留一个灌注接头,当在低处灌注出现意外,能及时将泵转移至高处继续灌注。在每跨跨中设置高度不小于1米的冒浆孔,当冒浆孔冒出石子时,为该段下弦管混凝土灌满的标准。同时封闭该冒浆孔,继续观察下一冒浆孔,直至全管灌注密实。

   2.3、砼配合比

   该桥下弦管设计为C60钢纤维微膨胀混凝土。混凝土灌注时是由下弦管一端由输送泵高压压入另一端,混凝土在管内的运动是后灌入的推动先灌入的朝前运动。因此就要求混凝土的初凝时间比较长,和易性强。混凝土配合比及性能情况见下表:

   混凝土配合比及性能情况表

   2.4、设备配置

   拌和站为两台xxx厂JSY750搅拌机,由于该混凝土标号高,稠度大,根据试拌情况,每小时最大生产混凝土为20。同时为保证外用电源停电下不中断,拌和站配备一台150KW发电机。

   混凝土运输配置4台8m3的混凝土输送车,另有1台6m3输送车作备用。

   由于下弦管混凝土的密实度主要靠输送泵的高压压力挤密而达到,所以结合实际情况选用了国内目前最为选进的xxx厂生产的HBT80.18.132SC输送泵。该泵电机功率132KW,理论输送量每小时为80m3,出口最大压力18MPa,实际施工时能达到22MPa。泵机摆放位置有讲究,除了考虑混凝土运输及下料方便外,还应尽量靠近压注孔以减少泵管的长度。采用Ф125mm泵管,布管时应尽量避免弯管,尤其是90°弯管,以降低混凝土泵送阻力,若弯头无法避免,则所有弯管折合成90°弯头应不超过2个。泵管弯头处应设定位装置,将泵管牢牢固定,以防止泵送过程中泵管偏离原来位置,引起爆卡或堵管。

   由于该混凝土浇筑不能中断,输送泵除主动力采用高压电源外,还配备一台250KW的发电机。

   3、施工情况

   3.1技术准备

   施工前,项目技术负责人召集现场技术人员、质检人员、试验人员、施工人员、机械操作手进行详细的技术交底,使每个人员都明白下弦管混凝土灌注的重要性及注意事项,以及发生特殊情况的应急处理措施。

   3.2施工过程

   由于本次下弦管混凝土灌注是本桥的第一次下弦管灌注,所以施工时间定在上午开始。

   首先由1号车负责拉1m3清水,2号车拉1.4m3砂浆,以润滑输送泵及泵管。泵送清水和砂浆时将泵管与注浆管断开,以确保清水和砂浆不进入下弦管。待砂浆泵出泵管后,再立即将泵管与注浆管接上,由于泵管与注浆管均为钢管,这个接头用了近两小时才接上。

   混凝土拌和时,首先由试验人员对所拌的混凝土进行坍落度等性能进行现场检测,以确保混凝土各项性能满足设计要求及符合泵送要求。由于施工场地道路坡度较陡,每车只能运送7m3混凝土。当浇筑至第五车时,由于拌和站机械故障,混凝土中断约半小时,当混凝土再供上,继续泵送时,却发现输送泵压力由之前的稳定在4~5MPa,突然升高至18MPa,当继续加压时,混凝土在下弦管内仍然无法泵送,压力升高至22MPa时,泵管接头爆裂。初步分析原因,是输送泵压力一直克服混凝土在下弦管内的动摩擦力,由于中途泵送停止半小时,混凝土基本沉淀,已经形成静摩擦力,导致阻力争剧增大,而并非混凝土凝固导致无法泵送。

   于是,根据应急措施,立即安排人员设备将转到第36跨桥台另一个注浆孔进行反压灌注,输送泵压力仍保持在4~5MPa且很平稳,直到最后一个冒浆孔冒出碎石时,压力突然升高至,这说明管内已全部注满混凝土。根据实验,最后在18MPa的高压下再泵送三下立即停泵,将注浆孔封闭。混凝土灌注结束。

   4、结果检查

   灌注完成后,经过敲击听声音,未发现钢管顶部与两侧钢管敲击声音一致,可判断钢管内砼密实程度一致,注浆管处砼未有任何变化,跨中部的冒浆孔处砼出现微量收缩,考虑为冒浆孔处冒浆砼含砂率较高存在少量失水造成的局部收缩,考虑为冒浆管区域,对主体钢管不存在任何影响,且主钢管砼为全封闭状态,处于保稳和封闭状态,即相对良好的养护环境下。

   两个月后进行超声波检查,管内混凝土完全充实钢管。

   5、总结

   5.1、配合比改进

   混凝土配合比设计时能考虑更多新型外加剂,以增加胶凝材料对骨料的包裹,不致因骨料比重大而下沉,以致在施工过程中增加摩擦阻力。且使基本处于水平的下弦管内混凝土骨料和胶凝材料分布均匀。

   通过外加剂的增添,提高混凝土的微膨胀率,以确保下弦管内上方不会因混凝土收缩而脱空。

   5.2、设备配置改进

   由于下弦管内混凝土最后的密实基本全靠输送泵的压力,因此输送泵的功率很重要。以及输送泵管的抗压能力必须足够,以防止爆管。

   5.3、施工注意

   施工前一定要将可能出现的不利情况预计充足,以制定相应的应急处置措施。如设备必须要有备用等。

   
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