茶林坪大桥钢管混凝土灌注施工方案.docx

乌江彭水电站库区

编制：颜丙学

复核：朱宏伟

审核：黄钦洪

重庆市渝通公路工程有限责任公司
茶林坪乌江大桥项目部
2011年9月1日
钢管砼灌注施工方案
一、 设计要求
设计采用早强、缓凝、微膨胀C50砼，以泵压法自拱脚向拱顶按设计的压筑顺序灌注管梁砼，砼工作性能指标为：要求砼初始坍落度控制在20cm-22cm，初始扩展度55－60cm,4小时坍落度小于4cm,4h扩展度损失小于10cm,初凝时间大于15小时。3天砼强度达到设计强度的90％。
砼试配成果表（表1-1）
水泥（kg）
砂(kg)
碎石（kg）
硅粉（kg）
膨胀剂（kg）
外加剂(kg)
水(kg)
410
779
935
21.6
43.4
4.9
172
初始扩展度（cm）
初始坍落度（cm）
4小时坍落度(cm)
4小时扩展度(cm)
5d平均强度(Mpa)
28d平均强度(Mpa)
7d限制膨胀率0/00
28d限制膨胀率0/00

二、 钢管砼灌注施工工艺
1、 钢管砼泵送顶升施工工艺流程
开设排浆孔→焊接进料输送短管→布设输送泵管→人工浇筑进料短管以下区段砼→压注清水湿润输送泵管→泵送高标号砂浆→泵送C50砼→从拱顶排浆孔振捣砼→关闭放回流阀→清洗泵管完成泵送
2、原材料选料
碎石：采用彭水县黑桃坪产5-25碎石；
砂： 选用湖南岳阳砂；
水泥：选用52.5#拉法基水泥，
硅粉：选用四川比恩商贸科技公司，含硅量大于95%，
减水剂：选用重庆久鑫外加剂有限公司生产。
膨胀剂：选用重庆久鑫外加剂公司生产。
全桥钢管及拱脚砼所用材料表
水泥（T）
砂(m3)
碎石（m3）
硅粉（T）
膨胀剂（T）
外加剂(kg)
水(kg)
32.8
41.5
50
1.73
3.5
400
13800
3、 机械设备的配置
两岸各布设两台50型强制式搅拌机，配料机自动配料，理论搅拌数量为30m3/h，实际搅拌数量按照12m3/h计算，每根钢管砼数量为10 m3，即每根钢管灌注时间为1.5h。
砼泵送时采用两台60三一输送泵，两边同时泵送，另外在泵送过程中，防止设备损坏，两岸共增加一台备用输送泵（布置在0#台，若1#台输送泵损坏，采用缆索吊装过岸），输送泵布置在两岸拱座背后。根据计算在顶升时输送泵出口压力达到13Mpa，工作压力达到16Mpa,输送泵管与输送泵配套，采用直径Ф125mm泵管，泵管数量足够，型号应齐备，接头胶垫圈位置应准确，连接卡箍螺栓必须上紧，泵管应设置足够的支点和悬挂点，不可悬空，特别是弯头处，需切实固定牢固，同时泵管布置应尽量减少弯管的使用。
4、 钢管砼泵送方法及操作技术要点
（1）、泵送顺序
钢管砼灌注顺序为:1-2-3-4(编号见下图).

八根钢管灌注顺序为：（先内侧后外侧、下弦后上弦的灌注顺序）下游肋上河下弦→上游肋下河下弦→下游肋下河下弦→上游肋上河下弦→下游肋下河上弦→上游肋下河上弦→下游肋上河上弦→上游肋上河上弦
单根钢管砼泵送施工参数表（表2-1）

位置
砼（m3）
弧长（m）
竖直高度
直线距离
第一泵段
上弦
2.837
40.16

22.339
33
下弦
2.81
39.76
19.48
33
第二备用
泵段
上弦
3.05
43.27
31.63
75
下弦
3.06
43.34
28.77
75
（2） 、优化砼配合比设计
拱肋钢管混凝土强度等级要求较高，为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，减小水灰比，增大混凝土流动性，提高混凝土强度和耐久性。同时为保证管内混凝土的密实性，减小混凝土收缩系数和孔隙率，在混凝土中加入膨胀剂，以补偿混凝土的收缩，改善混凝土的孔隙结构，提高混凝土的自密实度。即选定早强、缓凝、低泡、高流动和自密实的混凝土配合
（3） 、施工准备
①、 施工前组织大范围的技术交底，由有关技术人员做详细
的技术交底，使参加砼泵送的所有人员心中有数，施工操作时得心应手。
②、 各种原材料特别是砼外加剂、膨胀剂应准备充足，
应提前按照每盘砼的使用量进行称量分包，进场时候需附技术证明和出厂合格证，进场后，实验室应予抽检，合格后方可使用。
③、 在钢管拱肋上安装供水管，以做施工时砼降温，拱
顶冒出砼的冲洗及泵送前主管内腔的湿润及冲洗清渣之用。
④、 砼泵送前，现场各种机械设备特别是拌和机、输送
泵、配料机进行全面检查和维修。
⑤、施工前，将拱肋顶面的标志点标示清楚，方便砼泵送时准确判断砼顶面上升高度。
⑥、随着砼在管内上升，管内的空气密度将不断增大，为减少空气压力，在每段钢管顶面开设一小孔排气，待砼顶升至此处时封闭。
（4）、灌注进料短管口至拱脚截面间的砼
该区段砼直接采用输送泵输入，插入式振捣器振捣，灌注完成后，顶层砂浆需排除，砼灌注后顶面比进料短管口底40-50cm，以免后续钢管砼泵送时集料分离，堆在钢管仓脚内的边角，造成砼不密实、蜂窝、麻面等质量问题。
（5）、开拱顶排浆口，安装焊接进料短管
单根弦管仅在拱顶对半分为两个隔仓，进料短管与拱轴线夹角30度，夹角越小，泵送阻力越小，对钢管壁的冲击力越小。在拱顶隔仓板两侧设置排浆管，排浆管直径为140mm，即大于2倍的粗骨料最大粒径，以免排浆时粗集料堵在排浆管，多余的浆液和气体排不出，排浆管高度为150cm。
在砼灌注前，应在进料短管上设置防回流闸板阀，并对短管与弦管的焊接做加劲处理。
（6）、泵管水密实验及弦管内废渣清除
泵送砼前将进料短管上的闸阀关闭，在输送泵料斗内装满清水泵送，检查泵管是否有漏气现象，另外，用清水从拱顶排气管注入，对弦管内所有废渣及锈迹完全清除，并由拱脚位置的排渣孔排除，清洗完后封闭排渣孔。
（7）、泵送高标号砂浆
在泵送砼前先泵送2m3 高标号砂浆，主要作用是湿润管道减少泵送阻力。
（8）、泵送C50微膨胀砼
①、砼搅拌时各种组成材料应计量准确，每盘净搅拌时间不得少于2min。
②、泵送砼搅拌时，实验室应有专门人员值班，并随时根据集料含水量等施工条件的变化调整砼施工配合比。
③、砼出料时塌落度须大于24cm,括展度须大于50cm.
④、开始泵送时，泵机应处于低速压送状态，并应注意观察泵的压力和各部件工作情况。待压送顺利后方可提高到正常压送速度。
⑤、 泵送砼的压送顶升应连续进行。尽量避免停泵，当
砼供应不足时候，宜降低压送速度，以免中断。
⑥、 当砼压送困难时，泵压升高，管路产生振动时，不
可勉强压送，应对管路检查，并放慢压送速度使泵反转，以防堵塞。
⑦、 压送砼时，料斗应装满砼，在砼压送过程
中，如吸入空气，应立即反泵，将砼抽回到料斗内，待除去空气后，在正转。
⑧、 当输送泵被堵塞时，可用锤敲击管路，找出堵管的管道，
关闭防回流闸阀，待砼泵卸压后拆卸堵管的管道，取出砼堵塞的杂物，并检查其余管路无堵塞后才可接管，重新压送砼时，应打开回流闸阀再进行泵送。
⑨、 砼泵送顶升时，应严格遵循两岸对称的施工要求，
防止一边上升过快引起拱肋纵向振动，可通过砼产量、砼泵送量及敲击检查结果来和标志部位等来判断。两岸管内砼长度差不大于4米。必须利用对讲机随时联系，以保证两岸砼顶升速度对称。
⑩、 砼泵送顶升时、应测量拱肋表面温度，如温度过高，
须在拱肋表面覆盖麻袋并浇水降温。
⑪、 当排浆孔有浆排除时，放慢泵送速度，每泵一下需停一
下，并人工配合用竹竿在排浆口抽插，使多余的气体和浆液排除，直至干净砼溢出为止，然后稳压，关闭进料短管上的回流阀，防止砼回流。
⑫、 砼泵送时应严格按照设计要求的顺序进行。
（9）、清洗设备及封堵排浆、进料口
清洗、拆除输送泵管、待砼泌水停止后，割掉进料短管并用原割钢板封堵排浆、进料口，以防雨水进入，并防止碳化反映。
（10）、砼密室度检查
管内砼泵送完成两个月后，对砼与钢管的密室情况进行检查。检查方法有三种：
①、 锤击敲打，可探明部位；
②、 钻小孔取样，采用磁力电钻，钻孔直径Ø22mm;
③、 超声波无损检测，如发现砼未完全压满压实，可采用
钻孔压浆填充密实。
三、 拱肋挠度变形及横向偏位控制
拱轴线的形状直接影响主拱截面内力的分布和大小，除竖向挠度值外，还需控制拱肋的横向偏移值和对称点的高差。在混凝土灌注过程中，如果先灌注的混凝土强度没有达到一定强度值（相对每条拱肋），就进行下一根钢管混凝土灌注，此时先灌注的混凝土没有共同参与受力。这样会大大增加钢管应力及最终挠度，因此，必须按照上根钢管混凝土强度达到设计90%时，才能灌注下根钢管混凝土。
由于本桥上下游拱肋为平行拱肋，混凝土灌注顺序采用上下游拱肋交替进行，能够有效的控制拱肋轴线。

重庆市渝通公路工程有限责任公司
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2011年9月1日