鋼管混凝土填充灌注施工技術(shù)論文
時間:2022-03-28 09:33:42
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1填充順序
鋼管混凝土填充灌注利用混凝土輸送泵壓注的方式進(jìn)行,填充灌注過程中遵循對稱、均衡的原則,即以跨中為對稱線,兩岸同時對稱進(jìn)行填充灌注。上、下游兩岸各設(shè)置一臺HBT60-16-90S混凝土泵,兩岸同時往一根弦管內(nèi)進(jìn)行泵送灌注C50微膨脹混凝土施工。全橋頂升灌注整體分三次進(jìn)行:第一次灌注下弦管,第二次灌注上弦管,第三次灌注綴板。每次頂升灌注均連續(xù)進(jìn)行,且上、下游,左、右側(cè)對稱泵送頂升。詳細(xì)泵送順序如圖3所示??紤]本橋矢高較大,頂升高度達(dá)26m,每根主弦管備用二級泵送的灌注孔。圖3灌注順序圖
2填充工藝
2.1準(zhǔn)備工作
完成體系轉(zhuǎn)換。當(dāng)拱軸線線型調(diào)整檢查合格后,即可對各個鋼管拱肋拼裝節(jié)段進(jìn)行體系轉(zhuǎn)換施工。各個鋼管拱肋拼裝節(jié)段體系轉(zhuǎn)換主要包括:
(1)完成各個接頭的焊接(從拱頂往拱腳方向?qū)ΨQ進(jìn)行焊接);
(2)完成拱肋接頭焊接后,將拱腳弦管與拱腳預(yù)埋管焊接,將上、下弦管與預(yù)埋管焊牢,使鉸接初步固結(jié)。
2.2施工階段
2.2.1下層系桿張拉。鋼管拱節(jié)段體系轉(zhuǎn)換完成后,完成下層系桿第一次張拉,張拉力由監(jiān)控單位提供。張拉系桿前,三角區(qū)所有橫梁預(yù)應(yīng)力和三角區(qū)縱向預(yù)應(yīng)力均必須張拉壓漿完成。
2.2.2配合比設(shè)計。本橋設(shè)計要求管內(nèi)頂升灌注混凝土C50微膨脹混凝土。根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際施工條件,如法蘭處管徑變小、頂升高度較高,距離較長等諸多因素,致使頂升灌注混凝土施工難度大,因此,對頂升灌注泵送混凝土配合比必須達(dá)到如下要求:
(1)具有良好的可泵性,即塌落度大(入泵22~26cm)、和易性好、流動性高(擴(kuò)展度55~65cm)、不泌水、不離析、自密性好;
(2)具有補(bǔ)償收縮性,微膨脹,水中養(yǎng)護(hù)14天的最小限制膨脹率≥2.5×10-4;
(3)初凝時間大于16小時,終凝時間大于18小時;
(4)膠凝材料最少用量不得小于350kg/m3,水膠比不宜大于0.5。
2.2.3出漿孔、出氣孔、灌注孔以及出渣孔的布置:
(1)出漿孔:在每根鋼管拱拱頂處開一個Φ125mm的孔,孔周鐵板加強(qiáng)處理,并外函一節(jié)內(nèi)徑為125mm鋼管(壁厚6mm,長150cm),鋼管豎直向上,用于排氣出漿孔;
(2)出氣孔:為了確保壓注混凝土流動順利,方便觀察管內(nèi)混凝土流動進(jìn)展情況,沿鋼管軸線方向的上方每隔15~20m設(shè)置一個Φ50mm鋼管出氣孔。當(dāng)出氣孔冒混凝土?xí)r,馬上用鋼板焊接蓋住封閉出氣孔,防止出氣孔外流混凝土泄壓;
(3)灌注孔:下弦管灌注孔設(shè)在離拱腳約1.5m處的鋼管側(cè)面,以方便接泵管。灌注孔外接一節(jié)混凝土輸送泵管,輸送泵管與鋼管焊接固定,同時保證鋼管軸線呈30°~50°夾角。上弦管灌注孔設(shè)在離拱腳約2.5m處的鋼管頂部,同樣外接一節(jié)混凝土輸送泵管,與鋼管軸線的焊接固定角度同下弦管。灌注孔與輸送泵管管路之間設(shè)置安裝一個M125截止閥;
(4)臨時出渣孔:在拱肋底部設(shè)置臨時出渣孔,尺寸和結(jié)構(gòu)同排氣孔,便于清水和渣物流出。以上開孔,均必須在合攏前開好。
2.2.4焊接質(zhì)量和鋼管拱線形監(jiān)測。鋼管拱鋼管混凝土灌注前,必須對鋼管拱肋各個拼裝節(jié)段的焊接接頭進(jìn)行細(xì)致檢查、檢測,確保焊縫滿足設(shè)計規(guī)范要求。同時對鋼管拱高程、軸線進(jìn)行測量,并記錄好數(shù)據(jù),作為對拱肋在混凝土灌注過程中線形變化的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
2.3混凝土供應(yīng)和混凝土輸送泵選用
首先,混凝土輸送泵的額定泵送能力應(yīng)不小于灌注速率或?qū)嶋H混凝土供應(yīng)量的2倍;輸送泵的額定壓力須滿足最大泵送壓力,即靜壓力和泵送壓力疊加之和。其次,混凝土輸送泵的泵送高度應(yīng)大于1.5倍的灌注高度(即拱腳至拱頂?shù)母叨龋?。秋湖里大橋要求輸送泵的額定揚(yáng)程大于60m。根據(jù)以上要求,選擇HBT60-16-90S(最大理論垂直輸送距離270m,最大理論水平輸送距離1200)拖式混凝土高壓輸送泵,分配閥為S形擺管閥,最大理論輸出量60m3/h,出口處最大壓力為16MPa,電機(jī)功率為90kW,4#和5#墩上、下游附近各布置1臺HBT60-16-90S輸送泵。在鋼管拱混凝土灌注前,混凝土攪拌站和混凝土輸送泵進(jìn)行聯(lián)動試車,確保所有拌和輸送設(shè)備正常運(yùn)行。
2.4鋼管混凝土灌注
2.4.1濕潤輸送泵管?;炷凛斔捅霉芙油ê?,先全程泵送通清水,一方面利用清水濕潤所有的輸送泵管,另一方面檢查輸送泵管工作是否正常、泵管接頭處是否有滲漏的情況。
2.4.2泵送水泥砂漿?;炷翉倪M(jìn)料管出來后,在重力作用下填充管口以下的空腔直至淹沒進(jìn)料管口,以后混凝土在泵送壓力下向上流動,此時粗骨料先下落,所以泵送混凝土前首先泵送1m3高強(qiáng)度水泥砂漿(即將混凝土配合比中石子扣除),以免粗骨料反彈以及接頭處混凝土質(zhì)量差,同時砂漿還可在泵送過程中起到潤滑管壁的作用。混凝土填充灌注接近完成時,利用混凝土將砂漿排除鋼管之外。
2.4.3填充灌注混凝土。在開始壓注前,將截止閥擋板抽出,在擋板兩側(cè)涂滿黃油,再將擋板插入閥中但不穿入泵管內(nèi),以便壓注后擋板能順利插入混凝土中起到止?jié){作用。待焊縫冷卻后壓注少量混凝土通過壓注口,繼續(xù)壓注混凝土直至拱頂。水泥砂漿的目的是減小混凝土與管壁之間的摩擦力。壓注過程中,根據(jù)排氣孔觀察到的情況隨時補(bǔ)漿。壓注過程中通過調(diào)整控制兩岸混凝土輸送泵的泵送速度,確保壓注均勻、對稱,并通過錘擊鋼管管壁辨別管內(nèi)是否空心的方法了解混凝土壓注的高度,以此憑據(jù)調(diào)整混凝土的壓注速度,控制兩岸混凝土壓注進(jìn)度對稱。當(dāng)混凝土壓注至接近拱頂面時,嚴(yán)格控制壓注速度,以防止混凝土超過拱頂截面引起鋼管拱振動?;炷恋竭_(dá)拱頂時,通過交替泵送兩岸混凝土將砂漿從拱頂出漿孔排除,待出漿孔有混凝土溢出后,利用鋼筋抽插出漿管內(nèi)的混凝土,將氣體和浮漿排出,直至良好的正常混凝土從出漿管溢出,兩岸輸送泵停止泵送,穩(wěn)壓2分鐘,并關(guān)閉壓注管處的閥門且不得漏漿,防止混凝土回流。拆除輸送泵接頭,接通下一根鋼管填充灌注的泵管路,開始填充灌注下一根鋼管。如此循環(huán)。每次一個循環(huán)灌注完成時,鋼管內(nèi)混凝土均不得初凝。進(jìn)行下一次鋼管混凝土填充灌注前,對前一次灌注混凝土強(qiáng)度進(jìn)行檢測,確保前一次混凝土達(dá)到設(shè)計要求。
2.5出漿孔、灌注孔填充灌注后的處理
待鋼管混凝土填充灌注完成并混凝土終凝后,割掉灌注用的泵管和出漿管,并用原開孔保留的鋼板進(jìn)行封閉焊接,并在表面進(jìn)行防腐涂裝處理,以防雨水進(jìn)入。
3結(jié)語
鋼管混凝土填充灌注施工技術(shù)有一定的難度和風(fēng)險,施工時必須做好充分的準(zhǔn)備工作和現(xiàn)場精細(xì)組織,比如說填充混凝土的配合比設(shè)計和輸送泵的選擇以及施工時現(xiàn)場機(jī)械設(shè)備的調(diào)度指揮協(xié)調(diào),確保鋼管混凝土填充灌注施工一次性連續(xù)完成。
作者:朱運(yùn)宗單位:中鐵大橋局集團(tuán)第五工程有限公司