1,項目概述
西藏昌都瀾滄江大橋是連接昌都市和國道317跨紮曲河的工程。該橋為中承式鋼管混凝土拱橋,凈跨125m,凈矢31.5m,主拱為啞鈴形拱肋,上下弦桿分別為壁厚20mm、直徑950mm的鋼管,為大跨度薄壁鋼管拱橋。鋼管拱肋澆築C50微膨脹混凝土,全橋鋼管拱混凝土總用量約600m3。這座橋的鋼管拱肋設有內翼緣,所以混凝土的彈性模量和流動性都很高。混凝土采用地下泵送頂升法施工,具有泵送高度高、距離遠、阻力大、施工時間長的特點。
2、混凝土的技術性能要求
鋼管混凝土拱橋的主要承重結構是鋼管混凝土拱肋,所以在設計鋼管混凝土配合比時要綜合考慮初凝時間、微膨脹、可泵性、早期強度、混凝土含氣量低、彈性模量高等諸多因素。對混凝土技術性能的具體要求是:①適宜的膨脹性能、自密實性和初凝時間;②高彈性模量,28d抗壓彈性模量大於4.0×104 MPa;③混凝土早期強度高,混凝土3d抗壓強度大於等於40MPa;④良好的可泵性:即坍落度大、不離析、不泌水、工作性好、自密實,以保證各項參數符合要求。
3.C50鋼管微膨脹混凝土配合比設計及性能
①在制備鋼管混凝土的過程中,要註意外加劑的引氣整數,因為這個因素直接關系到鋼管壁與混凝土的粘結。其影響主要體現在:摻入較大氣體引入積分數的外加劑,引入混凝土中的氣體體積分數也會增加,從而在施工中容易造成鋼管壁與混凝土脫粘,導致施工事故。通常鋼管拱橋鋼管混凝土頂管施工的泵送壓力為6 ~ 20 MPa。有資料表明,當鋼管混凝土含氣量為2.3% ~ 3.0%時,在上述泵送壓力和混凝土自重的作用下,混凝土體積中約0.05%的氣體富集在鋼管內壁,會在混凝土與鋼管內壁之間造成壹個寬度為0.11mm的環形間隙。
在鋼管拱的拱部附近,必須高度重視混凝土的重力沈降和泵送壓力,因為這些地方容易發生吸附和富集,造成混凝土的脫粘,不僅影響混凝土的力學性能,而且破壞鋼管混凝土結構的整體性。另外,有資料表明,當核心混凝土含氣量為1.8%時,鋼管泵送頂進施工時產生的氣膜較小,混凝土膨脹率大於2×104,可以補償形成的氣膜間隙。因此,為了保證混凝土質量滿足相關要求,有必要將外加劑的引氣積分數控制在壹個合適的範圍內。②粉煤灰選用ⅰ級粉煤灰,水體積分數小於95%。③水泥為P.O52.5普通矽酸鹽水泥。④膨脹劑選用高能延遲膨脹劑。⑤細骨料應為中砂,其含泥量應< 1.2%,細度模數應為2.6 ~ 3.0。⑥粗集料碎石,5mm-25mm連續級配,壓碎值< 10%,針狀質量分數< 10%,粉砂質量分數< 1.0%。
4.C50鋼管混凝土的現場施工
①原材料的準備:為保證混凝土質量,所有原材料包括級配外加劑必須符合設計要求和配合比要求,壹次性準備到位,中間不得停料或換料,確保壹次性澆築完成。②機械檢查:泵送混凝土前,應對攪拌站的泵等設備進行檢修,以保證混凝土的連續澆築。③泵送壓力計算:采用兩臺高壓混凝土泵同時在拱腳兩端澆築。混凝土泵功率≥75kW,泵送壓力≥16Mpb(雙主功率90泵)。為保證混凝土壹次澆築,預留各種設備,泵送導管必須固定牢固可靠。④天氣選擇:夏季施工時,考慮到昌都晝夜溫差對鋼管拱形狀的影響,高溫不利於混凝土頂進,施工時間應在上午10: 00前完成,且應無雨無風。
⑤采取措施避免因受力不均可能產生的側向位移,即在鋼管拱橋的上下遊設置兩道抗風索,調整至拱軸線位置,鎖緊鳳凰索。⑥在拱肋的兩拱、拱頂、約半個拱肋的拱肋的拱肋的拱肋的拱肋的拱肋的拱肋的拱肋的拱肋的拱肋的拱肋的拱肋的拱肋的拱肋的拱肋的拱肋的拱肋的拱肋的拱肋的拱肋的拱肋的拱肋的拱肋的拱肋的拱肋的拱肋的拱肋的拱肋的拱肋。⑦檢查導管與泵車連接處的密封圈是否漏漿或漏氣。⑧清除壹切與施工無關的異物,既能保證施工現場的清潔,又能保證混凝土的密實質量。⑨圖紙設計僅在拱腳處設壹個灌漿孔,頂部設壹個排氣孔,為保證連續頂托,為防止導管堵塞,另加1備用灌漿孔,壹個排渣孔,15m設壹個小排氣孔。
⑩泵送順序:第壹次泵送頂升時兩側混凝土頂升高度不超過1米。鋼管拱上弦混凝土泵送後,下弦混凝土強度達到80%後方可泵送,以保證拱部受力均勻。壓路機拱肋吊裝完成後,鋼管拱自密實混凝土工作順序:搭建工作平臺→安裝泵送設備→安裝手動截止閥→壓清水→斷開手動截止閥→排放汙水→打開排氣孔→壓砂漿→泵送混凝土→超過澆築口1m後打開出渣口→排出正常混凝土後關閉出渣口→泵送混凝土,並測量鋼管拱三分之壹滿時的變化→泵送混凝土→均勻加壓。註意:混凝土通過法蘭和吊桿時,安排專人敲打。
5.結束語
西藏昌都瀾滄江大橋跨度大,拱肋呈啞鈴形,壁厚小,中間有翼緣。因此對混凝土的性能要求很高,為了滿足施工對混凝土工作性能和物理力學性能的要求,無形中提出了更高的要求。施工中應科學調整混凝土配合比,合理安排泵送路線,采用適宜的施工工藝,有效保證施工的安全性和完整性。施工三個月後,應采用有效的方法檢測鋼管混凝土的密實度。結果表明,鋼管內混凝土密實,混凝土與鋼管之間沒有空隙。
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