钢管拱桥管内混凝土真空辅助灌注试验及实桥应用.pdf

桥梁建设2 0 1 5年第 4 5卷第 2期( 总第 2 3 1 期 ) Br i d ge Con s t r u c t ion，Vo1 45，No 2，201 5 ( Tot a l l y No 231 ) 文章 编 号 ： 1 0 0 3 4 7 2 2 ( 2 0 1 5 ) 0 2 0 0 1 9 0 7 钢 管拱桥 管 内混凝土真空辅助 灌注试验及 实桥应用 韩 玉 。 ( 1 重庆 交 通大 学 ， 重庆 4 0 0 0 7 4 ；2 广 西 路桥 工程 集 团有 限公 司， 广 西 南宁 5 3 0 0 0 1 ) 摘 要 ： 为研 究如何 减 小钢 管 混凝 土拱桥 管 内混凝 土脱 空 问题 ， 依 托 主跨 5 3 0 m 的合 江 长江 一 桥 ， 设 计 并完成 了 2条 长达 5 O m 的大型 钢 管模 型对 比试 验 ， 试验 中分别 采 用常规 和 真 空辅助 灌 注工艺完成钢管混凝土的灌注。通过对试验管的超声波检测结果对比分析和将试验管剖开直观对 比观 察 管 内混凝 土 ， 证 明 了真 空辅助 工 艺的有 效 性 ； 摸 清 了其 工作 机理 ； 发 现 了原 设计 真 空辅 助 工 艺 的不足 并提 出改进 方法 。将 改进后 的 真 空辅 助 灌 注工 艺应 用 于依 托 工程 ， 真 正 实现 了全过 程 真 空辅 助 灌注施 工 。试 验及 实桥 应 用证 明 ： 该 工艺保 证 了管 内混凝 土 灌注 阶段 的密 实性 ， 并 大 大减 少 后 期脱 空 范 围、 显著 减 小后 期 脱 空深度 ， 效果 良好 ， 获得 了发 明 专利 ， 已推 广应 用 于 3座特 大桥 。 关键词 ： 拱桥 ； 钢管混凝土结构； 管内混凝土； 真空辅助； 灌注 ； 桥 梁施 工 中图分 类号 ： TU5 2 8 5 9 ； U4 4 5 5 5 2 文献标 志 码 ：A Te s t s o f Va c u u m。- Ai d e d Ca s t i n g o f Co n c r e t e i n Tu b e s o f a CFS T Ar c h Br i d g e a n d Ap p l i c a t i o n o f t he Ca s t i n g t o Ac t u a l Br i d g e s HAN ， ( 1 Ch o n g q i n g J i a o t o n g Un i v e r s i t y，Ch o n g q i n g 4 0 0 0 7 4 ，Ch i n a ；2 Gu a n g x i Ro a d& B r i d g e En g i n e e r i n g Gr o u p Co ，L t d ，Na n n i n g 5 3 0 0 0 1 ，C h i n a ) Abs t r a c t ：To r e s e a r c h i nt o t h e wa y s o f ho w t o mi n i m i z e t h e pr o bl e m o f c o nc r e t e di s e n ga ge me n t i n t h e t u b e s o f c o n c r e t e f i l l e d s t e e l t u b e( CF S T)a r c h b r i d g e ，t h e Fi r s t He j i a n g Ch a n g j i a n g Ri v e r Br i d ge wi t h a ma i n s p a n o f 5 3 0 m wa s t a ke n as t he c a s e s t udy，t he m o de l s o f t wo l a r g e s c a l e s t e e l t u be s of 5 0 m 1 e ngt h we r e de s i g ne d a nd f a b r i c a t e d，t he t u be s we r e f i l l e d i n wi t h t he c on c r e t e r e s pe c t i ve l y by t he c o mm o n a nd v a c u um a i de d c a s t i n g wor kma n s hi p a n d t he c o m p a r a t i ve t e s t s f o r t h e mo d e l s we r e ma d e Th e a n a l y s i s o f t h e u l t r a s o n i c d e t e c t i o n r e s u l t s o f t h e t u b e s f i l l e d i n wi t h t he c o nc r e t e a n d t he v i s u a l c ompa r i s o n o f t he c o nc r e t e i n t he o pe ne d t ub e s p r ov e d t he e f f e c t i v e ne s s of t he v a c uu m a i d e d c a s t i n g wo r kma ns hi p Th e wo r ki n g me c ha ni s m o f t he wor k m a n s h i p was ma d e c l e a r ，t h e d e f i c i e n c y o f t h e o r i g i n a l l y d e s i g n e d wo r k ma n s h i p wa s f o u n d o u t a n d t h e i mp r o v e me n t f or t he wo r kma ns hi p wa s a c c or d i ng l y pr o po s e d The wo r kma ns hi p wa s i mpr o v e d a nd wa s a pp l i e d t o t he c a s e s t u d y br i d ge a n d t he c on s t r u c t i o n o f t he who l e p r oc e s s v a c uu m - a i d e d c a s t i ng wa s r e a l i z e d i n r e a l i t y The t e s t s a n d a pp l i c a t i o n of t h e wo r k m a n s h i p t o t h e a c t u a l b r i dg e a l s o p r o ve d t ha t wi t h t h e wo r k ma n s h i p ，t h e c o n c r e t e d e n s i t y i n t h e t u b e s a t t h e c o n c r e t e c a s t i n g s t a g e s wa s a n s ur e d，t h e r a ng e s of t he c o nc r e t e d i s e ng a ge m e nt we r e gr e a t l y l e s s e ne d a n d t h e de pt h of t he c o n c r e t e di s e n ga g e me n t i n t he l a t e pe r i od wa s s i g ni f i c a n t l y mi ni m i z e d The wo r ki n g e f f e c t o f t he wo r k ma n s h i p wa s s o u n d，t h e wo r k ma n s h i p wa s a wa r d e d t h e p a t e n t o f i n v e n t i o n a n d wa s a l r e a d y p o p u l a r i z e d a n d a p p l i e d t O 3 ma j o r b r i d g e s Ke y wo r d s ：a r c h b r i d g e ；c o n c r e t e f i l l e d s t e e l t u b e s t r u c t u r e ；c o n c r e t e i n t u b e ，v a c u u m a i d e d ； c a s t i ng；br i d ge c on s t r u c t i on 收稿 日期：2 0 1 4 0 7 2 2 作者简介：韩玉 ， 教授级高工 ， E - ma i l ： h a n y u 一 1 6 3 1 6 3 C O I T I 。研究方 向： 大跨度桥梁施工技术 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 桥 梁 建 设B r i d g e C o n s t r u c t i o n 1概述 钢管 混凝 土拱桥 管 内混凝 土脱空 问题 一直 困扰 着人们， 并在一定程度上影响了钢管混凝土拱桥的 继续发展 ， 因此， 如何解决和减少脱空成为十分重要 和迫切的问题 。脱空的主要原因有 ： 施工工艺、 混凝 土材 料性 能 、 温度影 响 、 混凝 土 收 缩 徐变 等 ， 其 中施 工工 艺是 首要 原 因_ 1 。 目前 ， 钢 管 混凝 土 灌 注 施 工 工 艺 主要 为顶 升法 ， 钢 管 内混 凝 土顶 升 至 一定 高 度 后 ， 在钢 管倾 角小 于空气 临界逃 逸角 的范 围 内 ， 当混 凝 土 自由表面 离钢 管 内顶 面很 近 时 ， 空 气 容易 被 混 凝土自由表面波浪或涌浪封住而形成气腔 ； 当混凝 土泵 送 完成 以后 ， 混凝 土泌水 上升汇集 ， 占据气 腔空 间， 而气泡排开泌水继续 向拱顶方向运动汇集 ， 这些 泌水 空 间和气 腔空 间使 得 钢管 混 凝 土脱 空 ， 这 是 施 工 工艺 导致脱 空 的 首要 原 因。 因此 ， 要 减 少或 杜 绝 脱空 ， 首要 目标 是减少 或 去掉钢 管 中的空气 ， 所 以产 生 真 空辅助灌 注施 工理 念 。合 江长 江一 桥位 于 四J r 省 泸州 市合 江 县境 内 ， 主桥 为跨 径 5 3 0 I T I 的钢 管混 凝土拱桥， 为 目前世界最大跨度钢管混凝土拱桥， 见 图 1 ， 其 主弦 管直 径 达 1 3 m， 每 根拱 肋 钢管 内混 凝 土约 8 0 0 m ， 如何确 保管 内混 凝 土顺 利灌 注 施 工 完 成 并 灌 注 密 实 、 减 少 后 期 脱 空 ， 是 该 桥 建 设 ， 也 是 5 0 0 m 跨 度级 别钢管 混凝 土拱 桥建设 必 须 考虑 解决 的核心技术问题之一。因此设计、 进行了本试验。 8 4 0 8 9 5 3 0 L l 垫： J 单位 ： 图 1 合江长江一桥结构示意 F i g 1 S t r u c t u r e o f F i r s t He j l i a n g C h a n g J i a n g Ri v e r Br i d g e 2 试 验方 案 目前 ， 特 大跨 径 钢管 混 凝 土拱 桥在 拱 肋 吊装 阶 段 常常采 用 内法 兰 接 头 来 实 现 拱 肋 吊段 的 快 速 联 接 ， 而经 验表 明 ： 钢 管混凝 土拱 桥 的拱 顶段 和 内法兰 位置 灌 注后最 容易 出现脱 空 ， 所 以本 试 验 的 目的就 是观察此两处在常规顶升灌注法和真空辅助顶升灌 注法施 工下 结果 的异 同 ， 通过 超声 波 、 敲 击法 和剖开 钢 管量 测 法判 断 真 空 辅 助是 否 比常 规 灌 注 更 加 有 效 。故试验采用 7 O 0 mm钢管模拟实桥拱肋 的拱 顶 段 ， 长度 5 0 m， 并 分别设 置 了 3个 法 兰 盘 ， 试 验拱 肋钢管模型见图 2 。抽真空设备采用预应力混凝土 真 空压浆 设备 ， 输 送 泵采 用 实 际 施 工用 9 0高压 泵 ， 试 验设备 布置 见 图 3 c 。工 艺试 验 中真空 度 取 值 为 一 0 0 7 一 0 0 9 MP a 。试 验 采 用 与 实 桥 同 样 的 C 6 0混凝 土 配 比 。 法 兰 学! 截 面1 鱼 I 1 5 0 图 2 试 验拱肋钢 管模 型 Fi g 2 Tu b e M o de l s o f Te s t e d Ar c h Ri b 单位：m 图 3真空辅助灌注试 验设备布置 Fi g 3 La y o u t o f Te s t i n g Eq u i p me n t f o r Va c u u m Ai de d Ca s t i ng 3试验 结果分 析 3 1 超声 波检 测分 析 完成灌 注试 验后 ， 在 不 同混 凝 土龄期情 况下 ， 对 钢 管混凝 土进 行 了超 声 波 检测 ， 检 测截 面设 定 见 图 2 ， 同一截面检测通道的设定见 图 4 。 1 图 4 超 生波检测通道 Fi g 4 Ul t r a s o ni c De t e c t i o n Cha nn e l s 1 号 常压 管试验 检测 结果 见 图 5 ， 2号 真空 辅 助 管试验检测结果见图 6 ， 通道 2 、 4 情况介于通道 1 、 3 之 间 。超 声 波检 测 钢 管混 凝 土 时 ， 波 速越 高 表 明越 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 钢管拱 桥管内混凝土真空辅助灌 注试验及 实桥应用 韩 玉 2 1 坐标 m ( b )通道3 图 5 1号常压试验管超声波检测结 果 Fi g 5 Ul t r a s on i c De t e c t i o n Re s u l t s o f No r m a l Pr e s s ur e Te s t Tub e 1 嘲 +龄 期6 d 一 t 一 龄期1 0 d 一 一龄 期1 7 d 一 ，一龄 期2 8 d +龄期5 6 d 坐标 舶 ( b )通道3 图 6 2号真空试验管超声 波检 测结果 Fi g 6 Ul t r a s o n i c De t e c t i o n Re s u l t s o f Va c u um Te s t Tu b e 2 密贴 ， 浇 注质 量越 好 。 3 1 1 总体 情况 ( 1 )对 比图 5和 图 6中各 相 应 通道 情 况 可见 ： 2 号管 数 据 明显好 于 1号管 数 据 ， 特别 是 通 道 3 ( 水 平 方 向) ， 因其不 受 重力 影响 ， 结果 对 比更 加直 观 ， 其 各 龄期 各 测点 波速 基 本 保 持 4 0 0 0 m s以 上 ， 证 明真 空辅 助 灌注效 果 明显 好于 常压 灌注 效果 。数 据 统计 方 面 ， 以 1 7 d龄期 时 为例 ， 各 截 面 通 道 测 试 波 速 大 于 4 0 0 0 m s的， 真空辅助灌注管为 7 3 ， 常压管为 1 8 ， 也 证 明真空 辅助 灌注 质量 相对 较好 。 ( 2 )由图 6中 2号 真空 管 6 d龄 期 时 的 测试 结 果来 看 ( 1号 常压管 因故 未测 6 d龄 期 ) ， 所有 截 面各 通道 方 向超 声 波 检 测值 大 于 4 0 0 0 m s的超 过 9 0 ， 证 明采 用真 空 辅 助 工 艺 是 能保 证 钢 管 混 凝 土 灌注密实性的， 也即灌 注施工时是完全灌满的。此 后 随着 时间 的推 移 而逐 渐 产 生 脱 空 或 脱 粘 ， 应 是 混 凝 土的 收缩 等影 响造 成 的 。 3 1 2法 兰位置 情况 从 2条 管检 测结 果 可 以 看 出 ： 2条试 验 管 2 O m 处( 此处设置有 1个内法兰) 灌注总体质量均较其他 位置 差 。尽管 真空 管灌 注 6 d后检 测 波速 各 通道 都 达到 4 0 0 0 m s以上 ， 证 明真 空 灌 注 是 能 够 将 法 兰 位置灌满 的， 但在 5 6 d龄期时各通 道声速 都降到 2 0 0 0 r n s ， 也证 明 内法 兰确 实对混 凝 土存 在 不利 影 响， 施工中需高度重视 ， 并增加辅助震动等措施 。 3 2 剖 开试 验钢 管检查 3 2 1 检 查结 果 ( 1 )1号 常压 管 。剖 开钢 管 后 由于搬 动 而致 使 管 内混凝 土 断 裂 ， 所 以按 断 裂段 进 行 分 段 编 号 ， 共 3 9段。剖开直观观察代表性分段如下 ： 1 9分段， 位于 9 m( 其 与 试验 管最 低点水 平 距 离 ， 下 同 ) 位 置 ， 局部 有小 蜂 窝 ； 1 2 O分 段 ， 位 于 2 1 IT I 位 置 ， 有 麻 面 ， 局 部有 水气 通 道 ； 1 3 6分 段 ， 位 于 3 8 m 位 置 ， 无 缺 陷 ； 1 3 7分段 ， 位 于 3 8 5 m 位置 ， 局 部 松 散 ； 1 3 8分段 ， 位于 4 2 5 m位置 ， 局部脱空 ， 脱空范 围 长 7 0 c m， 宽 1 0 c m； 1 3 9分段 ， 位 于 4 4 7 m 位 置 ， 为最 后一 段 ， 局 部 松散 。 ( 2 )2 号真空管 。共 3 8分段 。剖开直观观察代 表性分 段情 况 如下 。2 9 分 段 ， 位 于 1 0 m 位 置 ， 有 水 气通 道 ： 宽 1 0 mm、 深 1 mm； 2 2 6分 段 ， 为 典 型 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 2 桥梁建设B r i d g e C o n s t r u c t i o n 节段 ， 位 于 3 0 m 位 置 ， 水 气 通 道 变 宽 ： 宽 1 O 2 0 mm、 深 1 mm； 2 3 3分段 ， 位 于 3 8 m 位 置 ， 有 水 气 通道 ： 宽 2 0 mm、 深 4 mm； 2 3 7分段 ， 位 于 4 7 4 m 位 置 ， 有 水 气 通 道 ： 宽 8 5 1 6 0 mm、 深 1 0 mm； 2 3 8 分段， 位 于 4 9 1T I 位置 ， 最后一段 ， 有 水气通 道 ： 宽 1 8 0 mm、 深 1 0 mm。 3 2 2 真空辅助灌注效用机理分析 ( 1 )对 比 1号 ( 常压管 ) 和 2号 ( 真 空管 ) 管 剖开 检 查情 况可 知 ： 0 3 8 m 范 围 内( 试 验 管总 长 5 0 m， 对 于 1号管 相 当于从 1 1到 1 3 6段 范 围内 ， 对 于 2号管相当于从 2 1 到 2 3 3 段范围内) ， 2号管管 内混凝土外观明显好 于 1号管 ； 3 8 5 0 m范 围， 各 有 不 足 ：1 号 管 出现局部 脱空 1 处 ( 1 3 8段 ) ， 表 面 明显松散现象 2处( 1 3 7和 1 3 9段) ， 而 2号管 水气通道的宽度和深度都比 1 号管大。 ( 2 )2 号( 真空管) 管拱顶段存在明显贯通水气 通道( 从 2 2 3段即 2 7 m位置开始) ， 常压管存在部 分水气通道但未贯通。这就能解释为何真空辅助灌 注 效果 较好 。水气 通道 的 出现可 以将 常规压力 灌浆 中被关闭在管壁上部 的空气抽走 ， 从而避免了局部 水气聚集现象导致 的难 以处理 的局部缺陷， 如小蜂 窝 ( 见 1 9 段) 、 局部脱空( 见 1 3 8段 ) 、 甚至局部 明显松散( 见 1 3 9段) 等。这样 ， 可以明确真空辅 助灌注的机理为 ： 管内空气逃逸角足够时， 空气 自然 排 出， 不形成水气通道； 空气逃逸角不足时， 沿钢管 内壁最高点 ， 在混凝土和管壁之间产生水气通道， 空 气顺水气通道 由真空泵抽走 ， 从而避免产生脱空。 3 2 3 真空 辅助灌 注试 验 的不足 通过 剖开 对 比 1 号 、 2号管 发 现 ， 采用 真 空 辅 助 灌注存在的不足之处是 2号管末端水气通道较宽 。 经过分析施工过程发现 ： 2号管在灌注接近完成 时， 必 须打 开 出浆 管 与真 空 泵 之 间 的联 管 排 出废 浆 ， 否 则水泥浆等会被吸进 真空泵致使 其损坏 。可见 ， 实 际上 2 号管非但没有实现全过程真空灌 注， 反而在 出浆管即将出浆、 最难灌满、 也最需要真空辅助 的阶 段被打开排浆管排浆， 从而失去真空辅助 ， 不但使得 之前形成的水气通道断掉 ， 还使得前端水气通道在 负压状态下吸气， 致使 出浆管附近脱空反而比常规 压浆工艺要大。因此 ， 应在出浆 管和真空泵之间增 加一个大的储浆桶 ， 使前端浮浆等废混凝土在保持 负 压状态 下直 接排 完 到 储 浆桶 中 ， 从 而 实 现 全 过程 真 空辅 助灌 注施工 。 4实桥真 空辅助 灌 注施工 4 1实施 方案 根据每根管灌注方量、 现场拌合能力、 输送泵泵 送能力等综合分析， 合江长江一桥最后采用 了全过 程真 空 辅 助 三 级 连 续 泵 送 施 工 工 艺 _ 4 ， 见 图 7 。 其主弦管管内混凝土灌注顺序见图 8 。 接真空系统 拱顶出浆管 l 5 0蛐 n 2 0 0 0 m m 图 7真空辅助三级连 续泵送施 工布置 Fi g 7 La y o u t o f Th r e e - S t a g e Co nt i nu o u s Pu mpi ng Co ns t r u c t i o n o f Va c u u m- Ai d e d Ca s t i ng 下游 图 8主弦管管 内混凝土灌注顺序 Fi g 8 Ca s t i ng S e q ue nc e s o f Co nc r e t e i n M a i n Ch o r d Tu b e s 4 I I 抽 真空情 况 以 1号 拱肋 重 庆岸 一 级泵 送 时 抽 真空 为 例 ， 抽 真空 方 量 约 为 3 7 0 m。 ， 从 正 常 大 气 压 抽 至 一0 0 8 MP a负压状 态 ， 总共 花 费 时间 为 2 4 4 ” ， 抽 真 空后 可 达 到指定 的 一 0 0 8 MP a真 空 度 ， 随 着 灌 注 施 工 的 进行 ， 真 空度有所 下 降 ， 当其 低 于 一0 0 6 MP a时 即 开 动真 空 泵 进 行 补 抽 真 空 ， 使 真 空 度 基 本 保 持 在 一 0 0 8 M Pa 。 4 1 2 对试验 工艺 的改进 措施 针对试验中未真正实现全过程真空灌注致使 出 浆管位置水气通道较宽较深 的不足 ， 在实桥灌注施 工中采取了改进措施 ： 即， 在拱顶用空钢管作为储浆 桶。储浆桶可以储存 4 m。浮浆， 它的应用 ， 不必在 灌注过程 中打开排浆管 口向外排浆 ， 可以在保持负 压的情况下直接将浮浆等排入储浆桶储存 ， 从 而保 证了全过程真空辅助灌注混凝 土工艺的真正实现 ， 抽真空 系统 见图 9 ( 图片中拱顶横 向钢管为储浆桶 ) 。 储浆桶 在灌注实桥 第3 条主管时开始 使用， 实 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 钢管拱 桥管 内混凝土真空辅助灌注试验及 实桥 应用 韩 玉 2 3 图 9实桥 拱 顶抽 真 空 系 统 Fi g 9 Va c uu m- Pu mp i n g S y s t e m a t Ar c h T o p o f Ac t ua l Br i dg e 践证 明效 果很 好 ， 这也 是 国 际上 第 一 次 真正 实 现 了 全过 程 真空辅 助灌 注管 内混 凝土 施工 。 4 1 3 灌注情 况 合 江长 江一 桥共 用 4 2 d完 成 了 8根 主 弦管 的 混凝 土 灌注 施 工 ， 均一 次 成 功 ， 最 长 用 时 1 9 h ， 最 短 用 时 1 3 h。 4 2实桥施 工效 果 4 2 1 评判标准及检测截面布设 ( 1 )评 判 标 准 。依 据 已有 的 研 究 及 该 桥 管 径 比 ， 综合 评判 标 准见表 1 _ 】 。 。 。 ( 2 )检测 截面 。超 声波 检测 截 面编 号 和测 试通 道示 意 见 图 1 0 ， 其 中截 面 0为重 庆 岸 拱 脚 截 面 ( 该 表 1 合江长江 一桥超声 波检测钢管混凝土密实性综合判定标准 T a b 1 Co mp r e h e n s i v e J u d g me n t Cr i t e r i a f o r Ul t r a s o n i c De t e c t i o n o f C o n c r e t e De n s i t y i n T u b e s o f Fi r s t He j i a n g Ch a n g j i a n g Ri v e r Br i d g e 处 钢管 内部 无法 兰 只 有 混凝 土 ， 其 他 各测 试 截 面 因 位 于 吊装节 段 间 ， 钢 管 内部 存 在 钢法 兰 ) ， 截 面 1位 于 重庆 岸第 1吊装 节 段 和第 2吊装 节 段 之 间 ， 截 面 9为拱 顶合 龙 段跨 中截 面 ， 截 面 1 7位 于宜 宾 岸 第 1 吊装节 段 和第 2吊装节段 之 间 。截 面通道 号设 置 和 试 验一 致 ： 1为 竖 直 方 向 ， 3为 水 平 方 向 ， 2和 4为 4 5 。 斜 向。其中 1号拱肋检测 了所有截面 ， 其余拱肋 则 抽检 重庆 岸拱 顶 附近 的 6 9截 面 外 加 其余 一 个 截 面 ( 3号或 1 号 ) 。 墼 宜 宾 图 1 0 超声 波检测截面编号和测试通道示 意 F i g 1 0 S e c t i o n Nu mb e r a nd Ch a nne l s o f Ul t r a s o ni c De t e c t i o n 4 2 2 检 测结 果 ( 1 )敲击 检查 。灌 注完 成 初凝 后 进行 了敲 击检 查 ， 结果表 明： 主弦管管 内混凝土全部灌 注密实 ， 以 前 难 以灌 注 密 实 的法 兰 盘 和 拱 顶 部 位 没 有 发 现 脱 空 ， 与传统工艺相 比有很大改善。 ( 2 )超 声 波 检 测 。1号 主 弦 管 ( 号 数 即为 其 灌 注顺序 ) 为未设 置拱 顶储 浆 桶时 的情 况 ， 当拱肋 混凝 土龄期 为 2 d时， 大多数截 面各检测通道 的超声波 值 在 4 5 0 0 4 8 0 0 m s ， 灌注效 果 良好 ； 而拱顶 附近 截面的竖直方 向通道超声波检测数值偏低 ， 结合敲 击发 现存 在 脱 粘 现 象 ， 见 图 l 1 ( a ) 。当 混 凝 土 龄 期 超过 4 9 d后 ， 大多数 截 面各通 道 的超 声 波检 测值 下 降到 3 3 0 0 4 0 0 0 m s ， 结合 现场 其他情 况 ， 初步 推 断应是钢管与混凝土之间出现 了脱粘， 脱粘后超声 波检 测值 没有 进 一步 降低 ， 证 明虽然 出现脱 粘 ， 但 并 未进 一 步发展 出现 脱 空 现 象 ， 见 图 1 1 ( b ) 。设 置 储 浆桶 之 后 ， 实 现 全 过 程 真 空 辅 助 灌 注 ， 效 果 大 大 改 善 ， 如 6号 主 弦 管 ， 其 检 测 波 速 2 d龄 期 的 均 在 3 9 0 0 m s以上 ， 2 5 d龄 期 的均在 3 3 0 0 m s 以上 。 ( 3 )钻 孔 调 查 。管 内混凝 土灌 注 6个 月 后 ， 经 过钻 孔 调查 ， 各 拱 肋 超 过 1 mm 的脱 空集 中在 拱 顶 附 近 5 0 m 范 围 内 ， 具 体 见 图 1 2 ， 由图 1 2可 见 ： 早 灌注的拱肋 ( 1号 和 2号拱肋 ) 脱 空要 比后灌注 的 大 ， 其 中 ， 拱 顶最 大 脱 空 为 5 1 mm( 2号拱 肋 ) ， 经 过 对 真空 辅助灌 注 工 艺进 行 改 良后 ， 第 3号 拱 肋 以后 ( 共 6 根管) 都真正实现了全过程真空辅助灌注 ， 也 使后期脱空降到 1 5 mm 以内， 其中 4条管控制在 1 0 mi l l 以内。这也从侧面再次证 明了全过程真空辅助 灌 注 的作用 和必 要性 。 4 3 经 济性 能 抽 真 空设 备 能 很好 地 进 行 周转 利 用 ， 合 江长 江 2 塑 0 道一 里 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 4 桥梁建设B r i d g e C o n s t r u c t i o n 2 0 1 5 。 4 5 ( 2 ) 量 婆 检测截面号 检测截面号 ( b )龄 期为4 9 d 时 图 I I I 号 主弦管检 测结果 Fi g 1 1 De t e c t i o n Re s u l t s of M a i n Cho r d Tub e I 坐 标 图 1 2 各拱肋钻孔检查点脱空情况 Fi g 1 2 Co nc r e t e Di s e ng a g e me nt of Dr i l l i ng H o l e Po i nt s o f Ea c h Ar c h R i b 一 桥购置 设备 又相 继用 于 2座 特大桥 的钢 管混 凝土 灌 注施工 中 ， 摊 销下 来 ， 每 方混凝 土仅 增加 费用 1 4 2 元 ， 投人较小 ， 但混凝土质量获得了显著提升。 5 结 语 全过程真空辅助泵送工艺在常规压力灌注管内 混凝 土 的基础 上 ， 只添 加 了少量 可周 转 应用 的抽 真 空 等设备 ， 增加 了少 量 工 序 就保 证 了管 内混凝 土灌 注 阶段 的密实 性 ， 杜 绝 了除拱 顶 5 0 m 范 围 以外 的 拱脚等位置的常见脱空 ， 大大减 少了拱顶位置的脱 空深度( 资料显示某特大跨径钢管混凝土拱桥脱空 深度 0 5 3 0 mm， 且 散 乱 分 布 于拱 脚 到拱 顶各 位 置 ) ， 该工 艺在合 江 长 江一 桥 成 功应 用 ， 获 得 了发 明 专利 ， 并推广应用于云桂高速铁路南盘江特大桥( 主 跨 4 1 6 m劲性骨架 钢筋混凝 土拱桥 ) 、 广 西贵港郁 江特大桥( 主跨 2 7 0 m 钢管混凝土拱桥) 和广 西六 钦高速公路钦州钦江特大桥 ( 主跨 2 5 2 m钢管混凝 土拱 桥 ) ， 对钢管 混凝 土拱桥 的继续 发展 意 义重大 。 参 考文献 ( R e f e r e n c e s ) ： 1 黄永辉钢管混凝 土拱桥拱肋病 害机理与影 响分析及 吊杆更换技术研究( 博 士学位论文) D 广州 ： 华南理 工 大学 ， 2 O 1 O ( HU ANG Yo n g h u i An a l y s i s o f De t e r i o r a t i o n M e e h a ni s m a nd Ef f e c t o f Ar c h Ri bs a nd Re s e a r c h o f Su s p e nd e r Re p l a c e me n t Te c h n i q u e s o f Co n c r e t e Fi l l e d S t e e l Tu b e Ar c h B r i d g e( D o c t o r a t e D i s s e r t a t i o n ) D Gu a n g z h o u：S o u t h Ch i n a Un i v e r s i t y o f Te c h n o l o g y ，2 0 1 0 i n Ch i n e s e ) 2 韩 玉， 秦大燕 ， 冯智合江长江一桥施 工关键技术 及创新 J 公路 ， 2 0 1 3 ， ( 3 ) ： 6 9 7 4 ( HAN Yu，QI N Da y a n，F ENG Z h i Ke y Te c h n o l o g i e s a n d I n n o v a t i o n i n Co n s t r u c t i o n o f F i r s t He j i a n g C h a n g j i a n g R i v e r B r i d g e J Hi g h w a y ， 2 0 1 3 ， ( 3 ) ：6 9 7 4 i n Ch i n e s e ) 3 庞博新 ， 王建军 ， 黄 金文 ， 等合 江长 江一桥 拱肋 C 6 O 高性能管内混凝 土配 合 比设计 J 公 路 ， 2 0 1 3 ， ( 8 ) ： 2 79 2 82 ( PANG B o - x i n ，W ANG J i a n - j u n，HUANG J i n we n ， e t a 1 M i x P r o p o r t i o n De s i g n o f C6 0 Hi g h - P e r f o r m a nc e Co nc r e t e Us e d i n St e e l Tub e s of Ar c h Ri b s of F i r s t He j i a n g C h a n g j i a n g R i v e r B r i d g e J Hi g h w a y ， 2 0 1 3，( 8 )：2 7 9 2 8 2 i n Ch i n e s e ) 4 G B 5 0 9 2 3 2 0 1 3 ， 钢管混凝土拱桥技术规范I s ( GB 5 0 9 2 3 2 0 1 3，Te c h n i c a l Co d e f o r Co n c r e t e - F i l l e d S t e e l Tu b e Ar c h B r i d g e s S ) 5 J TG T F 5 O 一2 0 1 1 ， 公路桥 涵施 工技术规 范 s ( J T G T F 5 0 2 0 1 1 ，T e c h n i c a l S p e c i f i c a t i o n f o r C o n s t r u c t i o n o f Hi g h w a y B r i d g e a n d C u l v e r t S ) 6 C E C S 2 1 2 0 0 0 ， 超声 法 检测 混 凝 土缺 陷 技 术 规程 S ( CE CS 2 1 ：2 0 0 0，Te c h n i c a l S p e c i f i c a t i o n f o r I n s p e c t l o n o f C o n c r e t e D e f e c t s b y Ul t r a s o n i c Me t h o d s ) 7 1 黄福伟 ， 唐光 武 ， 梁富会超声波定量检 测钢管混凝 土 结构脱空缺陷 的试验研究 c 第二届结构工程新