钢管混凝土灌注施工方案

周挺，娄绍辉

（1. 浙江临海市宏业混凝土有限公司，浙江 临海 317000；2. 浙江忠信混凝土有限公司，浙江 临海 317000）

钢管混凝土灌注施工方案

周挺1，娄绍辉2

（1. 浙江临海市宏业混凝土有限公司，浙江 临海 317000；2. 浙江忠信混凝土有限公司，浙江 临海 317000）

文章主要介绍钢管混凝土施工方法、施工工艺流程、施工中的质量要求和施工中应注意的一些问题。

钢管混凝土；顶升压注法；施工

1 工程概述

灵江三桥主桥为36m+110m+36m的飞鸟式钢管混凝土拱桥，主桥中跨为中承式钢管混凝土拱桥，拱轴线为二次抛物线，矢跨比1/4，矢高27.5m，净跨径101.7m。拱肋横桥向设置二片，左右侧拱肋中心间距27m，拱肋断面形式为横哑铃形四管桁式，拱肋高2.7m，宽2.0m，主弦管采用Φ70cm、δ=16mm的钢管，拱肋靠近拱脚处设置10m实心段和5m实腹段，实心段和实腹段钢管间设δ=12mm缀板连成一体，桁架段横向设Φ40cm、δ=12mm的直联杆，竖向钢管间设Φ25cm、δ=12mm的直腹杆和斜杆；纵向四根钢管和实心段、实腹段缀板内灌注C50混凝土，其余均为空钢管。

2 钢管混凝土施工方案

2.1 钢管混凝土配合比设计

钢管混凝土要求坍落度大、和易性好，且不泌水、不离析。同时充分发挥钢管套箍作用，要求混凝土收缩率小，填充饱满。

为满足混凝土强度、坍落度、和易性要求，采用高效减水剂以降低用水量、减少水灰比、增大混凝土流动度、提高混凝土强度和耐久性。为保证管内混凝土密实性，减少混凝土收缩系数和孔隙率，按设计要求加入膨胀剂。膨胀剂拟采用UEA膨胀剂，以补偿混凝土收缩。为改善管内混凝土性能，拟在混凝土中掺入适量粉煤灰，以降低水化热，提高混凝土的施工和易性。

根据上述要求，在查阅同类工程相关资料的基础上，决定采用自流平免振捣混凝土进行浇筑，以确保拱肋混凝土灌注质量。免振混凝土一般要求坍落度大于200mm、扩展度大于550mm、粗集料最大粒径小于25mm、砂率大于40%，以保证混凝土在流动自密下不产生离析。

现场混凝土搅拌要求：混凝土的搅拌时间自全部配料加完至搅拌完成不得少于150s，减水剂在加完水后加入，以确保新拌混凝土性能。

2.2 泵送顶升法施工

2.2.1 基本原理

泵送顶升法是在钢管拱脚部接近地面适当位置处开压注孔，并将设有闸阀的钢管进料口与泵管相连，混凝土在泵压力作用下，由下而上顶升，靠自重挤压密实充填管腔，与钢管共同工作。混凝土从进料支管出来后，在重力作用下填充支管口与隔板之间的空腔，直至淹没进料支管口，此时粗骨料最先下降，所以泵送前要先泵送砂浆，以免粗骨料反弹以及接头处混凝土质量差。

2.2.2 泵送工艺

影响管内混凝土灌注质量因素主要是泵送混凝土配合比以及泵送工艺。泵送工艺主要流程：清洗管内油污→湿润内壁→安设压注头和闸阀→泵送高强度等级砂浆→泵送压注管内混凝土→拱顶排浆孔振捣混凝土→关闭压注口处闸阀→拆除闸阀完成泵送。

为润滑管壁，减少泵送过程混凝土和管壁之间摩擦力，在泵送混凝土前，先泵入适量水泥浆后再开始压注混凝土，直至拱顶钢管排浆管排出合格混凝土时停止，然后关闭下压注口倒流截止阀，待混凝土终凝后即可拆除倒流截止阀，管内混凝土泵送施工过程中应保持输送泵储料斗内混凝土量不少于料斗容量一半，以减少泵送时吸入空气数量，并保证连续施工。

2.2.3 施工顺序及方法

拱肋灌注示意图见图1。

图1 拱肋灌注顺序图

灌注步骤：1灌注右拱肋下弦内侧钢管混凝土，2灌注左拱肋下弦内侧钢管混凝土，3灌注左拱肋下弦外侧钢管混凝土，4灌注右拱肋下弦外侧钢管混凝土，5待四根下弦钢管混凝土达到90%设计强度后再灌注右拱肋上弦内侧钢管混凝土，6灌注左拱肋上弦内侧钢管混凝土，7灌注左拱肋上弦外侧钢管混凝土，8灌注右拱肋上弦外侧钢管混凝土，9灌注右拱肋实心、实腹段混凝土，10灌注左拱肋实心、实腹段混凝土。

拱肋混凝土灌注两头对称进行，共投入3台高压泵，其中2台同时灌注，1台备用。由于泵送时，泵送压力是间歇性的，对输送管有较大冲击力，因此输送管不宜有太大折角。输送管在拱肋上要牢牢固定，特别是在灌注孔位置。

灌注孔安设：灌注孔孔径采用125mm，与混凝土输送管等直径，其方向向上，与钢管轴线成30°。混凝土输送管与钢管灌注管用法兰盘连接，并设止浆阀。

排气孔安设：在每个法兰盘下侧及拱顶增压管两侧2m处各设排气孔一个，孔径50mm，露出管外200mm，方向垂直于钢管轴线，并在拱顶增设Φ200mm钢管作为增压管，管长1.5m。灌注过程中应减少两侧混凝土灌注的时间间隔，灌注结束后利用增压管对钢管拱内混凝土的沉落间隙进行压灌。

2.2.4 技术保证措施

所有输送泵在每次混凝土灌注前对各部件进行认真检查，并试运行，确保在整个混凝土灌注过程中，机器设备运行良好。同时备用一台输送泵，保证在输送泵有问题时，能及时进行更换。布设输送管时，尽量减少弯管的数量，管道固定牢固，接头连接紧密，不漏浆、不漏气。当出气孔冒浆时，应立即堵塞该出气孔，出气孔未冒浆时不得堵塞。

混凝土应连续供应，并有一车混凝土的备用量，当混凝土供应出现间断时，用到备用混凝土只每隔5min泵送一次维持可持续泵送施工状态，直到下车混凝土到来。输送泵料斗必须有足够的混凝土，防止无混凝土空泵使管中泵入空气引起堵管，或钢管内混凝土进入空气而形成空洞影响混凝土质量，或因压缩空气产生高压造成钢管壁破裂。

2.2.5 质量保证措施

为保证混凝土泵送施工顺利进行，按实际泵送距离和高度进行设备试运行及混凝土压注模拟试验。

灌注混凝土前，压入清水洗管并润湿内壁（管内不得留有油污和锈蚀物），再泵入水泥浆，然后连续泵入混凝土。一根管内混凝土从两侧拱脚对称灌注，两端灌注速度须保持均衡，混凝土搅拌车供料的方量相同，保证泵送的高度基本一致，结束灌注以拱顶增压管大量涌出品质相同的混凝土为标志。

泵送混凝土时两边泵送速度加强协调，尽量对称顶升。特别是接近拱顶时，要注意避免一边上升过快越过拱顶，引起钢管骨架的纵向振动。混凝土泵送完后，立即关闭止浆阀门，拆除输送管，配备两台高压水枪，及时清洗拱肋。混凝土灌注完24h后，应对钢管表面淋水降温，以保证混凝土的质量。

3 结论

通过采取上述一系列综合措施，临海市灵江三桥主桥中跨的中承式钢管混凝土完成施工，拱肋的混凝土在达到设计强度后，依据《钢管混凝土结构设计与施工规程》CECS28:90，用超声波、辅用锤击法检查密实度，经检测，本桥钢管拱混凝土完全符合设计和规范要求。由于采取了适当的措施和工艺，该桥已竣工并顺利通车。

通过实践证明，只要采取科学的施工方案，并运用合理的预防措施和严格的过程监控，钢管混凝土的一些通病能很好的得到解决。

[1]公路桥涵施工技术规范[S].JTJ041-2000

[2]钢管混凝土结构设计与施工规程[S].CECS28:90

[单位地址]浙江省临海市古城街道许墅村临海市宏业混凝土有限公司（317000）

周挺（1979-），男，临海市宏业混凝土有限公司实验室副主任，主要研究方向混凝土工民建。