路桥工程中钢管桁架梁自密实混凝土的施工技术

沈显才

（中铁十一局集团第一工程有限公司，湖北 襄阳 441104）

路桥工程中钢管桁架梁自密实混凝土的施工技术

沈显才

（中铁十一局集团第一工程有限公司，湖北 襄阳 441104）

近年来，路桥工程中钢管混凝土结构日益增多，尽管钢管混凝土施工工艺十分复杂，但是其综合了钢材与混凝土材料的优点，适用于现代化工程建设，可满足土木工程结构的大跨度、重负荷要求。分析了路桥工程钢管自密实混凝土施工技术难点，对自密实混凝土的配合比设计进行探析，结合工程实例对钢管桁架梁自密实混凝土施工技术进行了阐述。

钢管桁架梁；自密实混凝土；路桥施工

0 引言

钢管自密实混凝土施工便于控制混凝土的流动性，且具有填充性强、密实性高、抗离析能力强等优势，可以提升钢管壁的稳定性。在钢管自密实混凝土顶升法泵送施工中，一般对自密实混凝土的坍落度和扩展度要求较高，需严格控制各施工技术要点，不得出现离析、沉降、板结问题，才能保证钢管自密实混凝土符合设计要求并满足施工技术标准。

1 钢管自密实混凝土施工技术难点

由于路桥工程建设规模较大，建设周期长，涉及的投资数额较大，为了保证工程的经济效益，需提高施工效率，加快施工进度，混凝土浇筑作业必须一次性完成，若存在离析、泌水等质量问题的混凝土进入钢管后容易造成粗集料下沉或砂浆上浮，使得钢管中的混凝土分层不均匀，局部存在薄弱层，而硬化后的混凝土和钢管壁结合后因为泌水形成的水膜使结合不紧密，严重影响混凝土施工质量。为此，有效解决混凝土离析泌水问题成为钢管自密实混凝土施工质量控制的关键所在。同时，混凝土浇筑后应充满钢管内部，若施工技术管理不到位，则会造成空洞、混凝土和钢管内壁脱离等问题。此外，因为钢管混凝土具有全封闭性特点，当混凝土浇筑工作结束后，则可以采用的混凝土质量技术手段较少，及时进行检测也不能客观和全面反映混凝土内部质量情况。若存在质量问题，则很难在后期进行补救。为此，钢管混凝土施工必须一次到位，且保质保量。由此可见，钢管自密实混凝土施工对于技术和操作要求较高，需在保证混凝土配比设计、性能符合作业要求的同时对各施工环节进行监督，保证混凝土内部质量[1]。

2 混凝土配合比设计

混凝土配合比设计需遵循经济性和技术性原则，在保证材料质量的同时节省成本。通常情况下钢管自密实混凝土施工原料主要包括：第一，粗骨料，通常为碎石，粒径为6～21 mm，针片状颗粒含量不大于7.5%，含泥量不大于0.25%，要求级配较高；第二，细骨料，通常选用中砂，细度模数为2.9，含泥量不大于0.7%；第三，水泥，选用的水泥必须性能稳定，在与外加剂作用过程中不会出现适应性不良的问题；第四，外加剂，通常选用的是高性能减水剂，添加量为2.6%。钢管自密实混凝土配合比设计需要遵循以下原则：需使用充足的胶凝材料，强化混凝土材料的黏聚性，且需掺入适量的粉煤灰，提高混凝土的强度，并改善其和易性。自密实混凝土性能主要取决于浆体和骨料，为此设计人员需经过反复试验确定浆体与骨料的配比[2]。

3 实例分析钢管桁架梁自密实混凝土施工技术

某桥梁工程全长为7.454 km，跨越堤坝的跨径为50 m，采用简支钢管混凝土桁架组合梁形式，钢管桁架梁结构构造中主桁采用的是无竖杆的华伦式三角形腹杆体系，节间长度为3.4 m，主横梁的高度为6.575 m，高跨比为1∶7.604。两个主桁中心的间距为13.30 m，宽跨比为1∶3.76，桥面行车道宽度为11.5 m。

3.1 施工材料制作与控制

在施工材料制作前，施工单位对施工原材料进行了质量检测，并实行“专验专用”制度，检测结果显示为合格。生产过程中，技术人员对混凝土制作过程进行全程监控，合理配置，并严格控制原材料的使用量，将混凝土拌合物的初始坍落度控制在250～270 mm，扩展度控制在630～700 mm，扩展时间不得超过8 s，且保证混凝土的流动性与黏聚性较高。该工程混凝土配合比及性能试验结果见表1。

3.2 施工布置

首先，该工程施工中需由两台混凝土输送泵同时工作完成混凝土灌注作业，需依据设计要求对设备运行参数进行调整，保证设备性能稳定，参数设置相同。输送泵和钢管底部的间隔距离控制在10～15 m范围内[3]。其次，合理布设泵送管道。混凝土经过泵机顶升至待灌钢管内。在待灌钢管混凝土入口处设置两套混凝土泵送管道，在灌注口旁设有防回流设备。按照设计要求配置多种型号的弯管接头。在每次压注混凝土之前铺设好泵送管路，并与入口泵管和泵机进行试运行，检查管道连接处是否有渗漏。然后采用2～3 t的倒链进行固定，缩短中间接管时长。

3.3 混凝土灌注施工

在进行混凝土灌注施工之前需要做好准备工作，如技术交底和混凝土施工演练，并备齐所有的施工设备，搭设脚手架。在准备工作结束和检查合格后方可进行泵送施工。本工程在施工中基于设计图纸进行了施工工序安排，并制定了施工质量控制方案。先依据设计要求对混凝土的泵送顺序进行了调整，决定从端腹杆的底部向上运行，然后从上弦杆的底部向上运行，且一次到位。在施工过程中需按照上述工序进行操作，且钢管两端混凝土的压注工作需同时进行，中间不得停顿。[4]为了保证混凝土的密实性和混凝土的压注质量，需要在关注过程中密切观察混凝土材料变化以及各部件的运行情况，在钢管顶面周围设置20排气孔，施工过程中检查是否正常排气，同时可人工使用橡胶锤敲击钢管壁，保证钢管内部的气体和浮浆可顺利排出。待由200溢浆管排出夹杂着小石块的混凝土时则可停止泵送操作。在此过程中，需保证输送泵运行压力稳定。最后，混凝土灌注施工作业结束后需要对各施工设备进行检查，并及时关闭，以有效防止混凝土回流问题的产生。另外，施工后需对施工设备如泵管内部进行彻底清理。当施工中混凝土顶升高度达到预设位置时，可直接停止排气阀门运行。

3.4 混凝土泵送顶升施工

第一，为了避免混凝土泵送过程中外部空气大量进入，需在设备运行过程中控制混凝土使用量，需大于整体容量的30%。第二，对于初次浇筑的上弦管，两侧需同时且对称泵送顶升，严格控制两侧的高差，不得大于1 m。若位于上弦的混凝土浇筑结束后已经满足设计强度要求，则下弦管位置的混凝土浇筑施工中可适当放松对称顶升操作要求。第三，在顶升施工最后环节结束后，施工人员需要对已完工的施工工序进行检查，并且需在进浆口的位置加设截止阀，待泵机汇总的泵压消失后再将泵管和进浆口位置的封口钢管拆除。第四，在泵送混凝土过程中经常会出现堵塞卡管问题，若不及时处理则会导致管道直接爆裂损坏，为此需在上弦管混凝土顶升到一定高度时对结构中的钢板多次敲击，促进混凝土流动。

为了保证混凝土泵送质量，需对混凝土施工进行监测。一方面，混凝土顶升中易出现钢管变形问题，阻碍后续施工，为保证该问题及时发现和解决，需实施监测。另外一方面，在钢管混凝土强度达标后需要使用3号小钢锤进行敲击试验，检测人员需要依据个人工作经验对内部混凝土质量进行评价，但是需对每根钢管进行检查，不得遗漏。施工中，该检查共分两次，分别在施工7 d和28 d时进行，顺着钢柱周边等距设置监测点，从底部开始敲击至顶部，通常钢管两端均固定死，因此敲击时产生的振幅有所差异，柱的两端和中间发出的

表1 混凝土配合比及性能试验结果

敲击声音也有所不同，需技术人员凭借个人经验进行判断。

4 结语

综上所述，路桥工程建设对于地区经济发展和行车安全具有重要影响，为了保证路桥工程整体结构的稳定以及交通运输安全，可采用钢管桁架梁自密实混凝土技术。但是在施工中需要对施工过程进行严格监控，依据相关技术标准进行操作并深入落实质量管理措施，从而保证设计目标的实现，促进路桥工程建设与发展。

[1]蒋正武，潘微旺，李享涛，等.泵送顶升钢管拱自密实混凝土施工技术[J].建筑技术，2011，42(2)：134-137.

[2]牛志平，彭世发，朱文生，等.超高层钢管自密实混凝土顶升法施工技术[J].建筑技术，2013，44(1)：37-40.

[3]杨玉军，王自明.西安咸阳国际机场T3A航站楼大直径钢管柱自密实混凝土施工技术[J].施工技术，2012，41(10)：8-9.

[4]孙亚非，熊壮，胡志军，等.高抛免振捣钢管自密实混凝土施工质量控制技术[J].建筑施工，2014，36(2)：159-162.

U445.57

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1009-7716（2017）09-0126-02

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.09.037

2017-04-24

沈显才（1978-），男，湖北荆州人，高级工程师，从事施工管理方面的工作。