淺談干海子特大橋下弦管砼灌注
2017-12-04
1、工程簡(jiǎn)介
1.1、干海子特大橋簡(jiǎn)介
干海子特大橋是四川雅安經(jīng)石棉至瀘沽高速公路上的一座特大橋梁，是本線(xiàn)路上的重點(diǎn)工程項(xiàng)目之一。大橋?yàn)殇摴芨駱?gòu)墩鋼管混凝土桁架梁橋。該橋處地震烈度高，單向縱坡大。由于橋位處地形復(fù)雜，地質(zhì)條件差，因此，橋墩高差大、樁基埋深長(zhǎng)，設(shè)計(jì)采用了44.5米、62.5米、40.7米、45.1米四種主要跨徑，全橋共計(jì)36跨，共分三聯(lián)設(shè)計(jì)。下部高墩設(shè)計(jì)為樁基礎(chǔ)、承臺(tái)、由4根φ813mm鋼管混凝土立柱、橫向每12m設(shè)一道鋼管桁架、縱向每2m一根連接桿、底部設(shè)縱向鋼筋混凝土肋板的格構(gòu)橋墩。上部桁架梁由兩根φ273mm的鋼管混凝土上弦桿和一根φ813mm的鋼管混凝土下弦桿以及腹桿構(gòu)成，上弦桿之間由型鋼與鋼筋連接形成骨架。
1.2、第35～36跨下弦管施工情況簡(jiǎn)介
2、施工準(zhǔn)備情況
2.1、施工要求
由于下弦管順橋向略帶縱坡，要求每一灌注段混凝土灌注時(shí)一次完成，不能進(jìn)行二次補(bǔ)灌或則注漿，否則會(huì)造成管內(nèi)混凝土不密實(shí)，而導(dǎo)致下弦管起不到應(yīng)有的剛度。
根據(jù)之前同狀態(tài)下的下弦管灌注模擬實(shí)驗(yàn)，混凝土灌注時(shí)第一步先用清水進(jìn)行輸送泵管道潤(rùn)滑，第二步用同水泥：砂為1：1的砂漿潤(rùn)滑管道。在這兩步中輸送泵管必須與下弦管斷開(kāi)，清水和砂漿不得進(jìn)入下弦管，以確保最后留在下弦管內(nèi)的全部為混凝土而不殘留砂漿。第三步是利用輸送泵的壓力送入下弦管，最后采用高壓力將混凝土壓密實(shí)。
2.2、施工部位
本次施工部位為本橋第35～36跨左幅下弦管，長(zhǎng)度合計(jì)89米，混凝土合計(jì)43m3。輸送泵放置在第35跨最低處，采用由低向高壓注。同時(shí)為預(yù)防灌注過(guò)程中有意外發(fā)生，在第36跨處同樣預(yù)留一個(gè)灌注接頭，當(dāng)在低處灌注出現(xiàn)意外，能及時(shí)將泵轉(zhuǎn)移至高處繼續(xù)灌注。在每跨跨中設(shè)置高度不小于1米的冒漿孔，當(dāng)冒漿孔冒出石子時(shí)，為該段下弦管混凝土灌滿(mǎn)的標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)封閉該冒漿孔，繼續(xù)觀察下一冒漿孔，直至全管灌注密實(shí)。
2.3、砼配合比
該橋下弦管設(shè)計(jì)為C60鋼纖維微膨脹混凝土?；炷凉嘧r(shí)是由下弦管一端由輸送泵高壓壓入另一端，混凝土在管內(nèi)的運(yùn)動(dòng)是后灌入的推動(dòng)先灌入的朝前運(yùn)動(dòng)。因此就要求混凝土的初凝時(shí)間比較長(zhǎng)，和易性強(qiáng)。混凝土配合比及性能情況見(jiàn)下表：
混凝土配合比及性能情況表
2.4、設(shè)備配置
拌和站為兩臺(tái)xxx廠(chǎng)JSY750攪拌機(jī)，由于該混凝土標(biāo)號(hào)高，稠度大，根據(jù)試拌情況，每小時(shí)最大生產(chǎn)混凝土為20。同時(shí)為保證外用電源停電下不中斷，拌和站配備一臺(tái)150KW發(fā)電機(jī)。
混凝土運(yùn)輸配置4臺(tái)8m3的混凝土輸送車(chē)，另有1臺(tái)6m3輸送車(chē)作備用。
由于下弦管混凝土的密實(shí)度主要靠輸送泵的高壓壓力擠密而達(dá)到，所以結(jié)合實(shí)際情況選用了國(guó)內(nèi)目前最為選進(jìn)的xxx廠(chǎng)生產(chǎn)的HBT80.18.132SC輸送泵。該泵電機(jī)功率132KW，理論輸送量每小時(shí)為80m3，出口最大壓力18MPa，實(shí)際施工時(shí)能達(dá)到22MPa。泵機(jī)擺放位置有講究，除了考慮混凝土運(yùn)輸及下料方便外，還應(yīng)盡量靠近壓注孔以減少泵管的長(zhǎng)度。采用Ф125mm泵管，布管時(shí)應(yīng)盡量避免彎管，尤其是90°彎管，以降低混凝土泵送阻力，若彎頭無(wú)法避免，則所有彎管折合成90°彎頭應(yīng)不超過(guò)2個(gè)。泵管彎頭處應(yīng)設(shè)定位裝置，將泵管牢牢固定，以防止泵送過(guò)程中泵管偏離原來(lái)位置，引起爆卡或堵管。
由于該混凝土澆筑不能中斷，輸送泵除主動(dòng)力采用高壓電源外，還配備一臺(tái)250KW的發(fā)電機(jī)。
3、施工情況
3.1技術(shù)準(zhǔn)備
施工前，項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人召集現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員、質(zhì)檢人員、試驗(yàn)人員、施工人員、機(jī)械操作手進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)交底，使每個(gè)人員都明白下弦管混凝土灌注的重要性及注意事項(xiàng)，以及發(fā)生特殊情況的應(yīng)急處理措施。
3.2施工過(guò)程
由于本次下弦管混凝土灌注是本橋的第一次下弦管灌注，所以施工時(shí)間定在上午開(kāi)始。
首先由1號(hào)車(chē)負(fù)責(zé)拉1m3清水，2號(hào)車(chē)?yán)?.4m3砂漿，以潤(rùn)滑輸送泵及泵管。泵送清水和砂漿時(shí)將泵管與注漿管斷開(kāi)，以確保清水和砂漿不進(jìn)入下弦管。待砂漿泵出泵管后，再立即將泵管與注漿管接上，由于泵管與注漿管均為鋼管，這個(gè)接頭用了近兩小時(shí)才接上。
混凝土拌和時(shí)，首先由試驗(yàn)人員對(duì)所拌的混凝土進(jìn)行坍落度等性能進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，以確?；炷粮黜?xiàng)性能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求及符合泵送要求。由于施工場(chǎng)地道路坡度較陡，每車(chē)只能運(yùn)送7m3混凝土。當(dāng)澆筑至第五車(chē)時(shí)，由于拌和站機(jī)械故障，混凝土中斷約半小時(shí)，當(dāng)混凝土再供上，繼續(xù)泵送時(shí)，卻發(fā)現(xiàn)輸送泵壓力由之前的穩(wěn)定在4～5MPa，突然升高至18MPa，當(dāng)繼續(xù)加壓時(shí)，混凝土在下弦管內(nèi)仍然無(wú)法泵送，壓力升高至22MPa時(shí)，泵管接頭爆裂。初步分析原因，是輸送泵壓力一直克服混凝土在下弦管內(nèi)的動(dòng)摩擦力，由于中途泵送停止半小時(shí)，混凝土基本沉淀，已經(jīng)形成靜摩擦力，導(dǎo)致阻力爭(zhēng)劇增大，而并非混凝土凝固導(dǎo)致無(wú)法泵送。
于是，根據(jù)應(yīng)急措施，立即安排人員設(shè)備將轉(zhuǎn)到第36跨橋臺(tái)另一個(gè)注漿孔進(jìn)行反壓灌注，輸送泵壓力仍保持在4～5MPa且很平穩(wěn)，直到最后一個(gè)冒漿孔冒出碎石時(shí)，壓力突然升高至，這說(shuō)明管內(nèi)已全部注滿(mǎn)混凝土。根據(jù)實(shí)驗(yàn)，最后在18MPa的高壓下再泵送三下立即停泵，將注漿孔封閉?；炷凉嘧⒔Y(jié)束。
4、結(jié)果檢查
灌注完成后，經(jīng)過(guò)敲擊聽(tīng)聲音，未發(fā)現(xiàn)鋼管頂部與兩側(cè)鋼管敲擊聲音一致，可判斷鋼管內(nèi)砼密實(shí)程度一致，注漿管處砼未有任何變化，跨中部的冒漿孔處砼出現(xiàn)微量收縮，考慮為冒漿孔處冒漿砼含砂率較高存在少量失水造成的局部收縮，考慮為冒漿管區(qū)域，對(duì)主體鋼管不存在任何影響，且主鋼管砼為全封閉狀態(tài)，處于保穩(wěn)和封閉狀態(tài)，即相對(duì)良好的養(yǎng)護(hù)環(huán)境下。
兩個(gè)月后進(jìn)行超聲波檢查，管內(nèi)混凝土完全充實(shí)鋼管。
5、總結(jié)
5.1、配合比改進(jìn)
混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)能考慮更多新型外加劑，以增加膠凝材料對(duì)骨料的包裹，不致因骨料比重大而下沉，以致在施工過(guò)程中增加摩擦阻力。且使基本處于水平的下弦管內(nèi)混凝土骨料和膠凝材料分布均勻。
通過(guò)外加劑的增添，提高混凝土的微膨脹率，以確保下弦管內(nèi)上方不會(huì)因混凝土收縮而脫空。
5.2、設(shè)備配置改進(jìn)
由于下弦管內(nèi)混凝土最后的密實(shí)基本全靠輸送泵的壓力，因此輸送泵的功率很重要。以及輸送泵管的抗壓能力必須足夠，以防止爆管。
5.3、施工注意
施工前一定要將可能出現(xiàn)的不利情況預(yù)計(jì)充足，以制定相應(yīng)的應(yīng)急處置措施。如設(shè)備必須要有備用等。
