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摘要：本文通过工程实践，对某立交桥钢管拱混凝土压注施工工期紧迫，施工难度大，施工经验缺乏情况下，如何能高效优质完成本工程的关键工序，对钢管拱混凝土压注施工的一些方法进行阐述，以供类似工程参考借鉴。
关键词：钢管拱 混凝土压注 顶升法 施工控制
一、确定施工方案及要求
（一） 施工方案
根据施工设计图要求，主拱加载要对称同步，因此灌注拱圈混凝土时，左右两根拱肋四处拱脚必须同步灌注，由于拱肋位于两桥墩上，混凝土要先由地面泵至拱脚处再采用二级泵送注入钢拱内，需用8台混凝土泵同时同步工作，对混凝土的压注施工组织要求非常之高。按照设计的压注顺序施工，先灌注拱圈下腔管内混凝土，一气呵成，形成完整拱圈下环，之后，采用同样的方法，浇注拱圈上钢管混凝土，然后浇注拱圈管腹板内混凝土，至此形成整体管混凝土拱圈。
（二）钢管拱混凝土
钢管混凝土质量要求
（1）采用专项试验达到设计要求的补偿收缩C50商品砼，初凝时间大于6小时。
（2）一根钢管拱的混凝土灌注完成时间，不得超过第一盘入管混凝土的初凝时间（5小时），混凝土必须连续灌注，一气呵成。
（3）严格控制砼的施工坍落度，搅拌站混凝土拌制时间60-90秒，坍落度达到23cm以上，二级泵混凝土坍落度必须达到22cm以上，才能往钢管拱内泵送混凝土。
二、混凝土灌注方法
（一）泵送方法及设备配备、平面布置（见后附的平面布置图）
拱肋钢管混凝土分三次压注完成，压注混凝土共360 m3，每次压注混凝土120m3，分别在四个拱脚同时泵送采用二级泵送，每个拱脚配置2辆泵车，总配置8辆泵车，备用两台混凝土泵机。
在主桥拱肋的东西两侧分别布置2台HBT60输送电泵和1台汽车泵，其中在地面上布置1台柴油输送泵和1台汽车泵作为一级输送泵，在端横梁上布置2台HBT60输送电泵作为二级输送泵，二级输送电泵与钢管拱拱脚灌注孔连接。搅拌站拌制C50号补偿收缩混凝土，泵车输送混凝土至工地的东西两侧一级输送泵上，一级输送泵负责把混凝土输送至端横梁的二级输送泵上，二级输送泵直接往钢管内压注混凝土。
（二）灌注程序及人员安排
拱肋钢管混凝土分三次灌注完成，其灌注程序如：先灌注拱肋的下钢管混凝土→灌注拱肋的上钢管混凝土→灌注拱肋腹板混凝土。
每次采用泵送顶升法，从拱脚一次对称浇注至拱顶时，施工步骤：准备工作 → 压注管内混凝土 → 关闭压注口处闸阀、稳压 → 拆除闸阀，完成压注。
（1）安装高压泵，敷设泵送管道。在主桥拱肋的东西两侧分别安装一级输送泵和二级输送泵，分别设置一个混凝土进料导管，伸出钢管面30cm，顶口处设置法兰盘接头和插板，与输送泵管道相接，堵塞钢管内法兰盘间缝隙。
（2）混凝土灌注前先對输送管路进行泵送1.5～2.0m3水泥砂浆，润滑输送管路的内壁后，在进浆口处安装好法兰盘接头和插板，然后连续泵入混凝土。
（3）在钢管混凝土上升进程中，前场值班人员通过锤击法，确定混凝土在管内的位置，以此来严格控制两对称半跨的进度差不超过2m，两端混凝土顶面高差不大于1m，并控制两端混凝土量差在1-2m3范围内。测量组在灌注过程中，随时跟踪观测拱肋标高和轴线，并观测横联梁变化。灌注混凝土的速度，拱顶两边的压注速度，要采取慢速、匀速、对称、低压的方式压注，当压注的混凝土顶面，接近拱顶截面时，要避免出现一边压注过快现象，绝对避免超出拱顶截面，引起钢管骨架纵向振动而失稳。
（4）压注作业要一次完成拱圈下环混凝土的压注，待拱顶排浆管排出合格的混凝土后，即可关闭止回阀，用插板堵死送料开口，防止混凝土外溢，灌注完成。再采用同样方法，灌注拱圈上环钢管内混凝土和腹板混凝土，直至钢管拱圈形成。
三、施工控制措施
（一）施工过程中质量控制措施
（1）压注作业正式实施前，应先泵入水泥砂浆润滑管壁，并进行观测，是否有异常现象，一切正常后再连续泵入混凝土。压注钢管灌注时，环境气温应不低于5 oC；当环境气温高于30 oC时，钢管内温度高于50 oC，应采取措施降低温度，选择在天气凉爽时灌注。
（2）灌注前必须做好人员分工、机械设备等准备工作。
（3）每次开盘前，试验人员必须认真做好配合比，对砂石料等准确称量，并报请监理工程师认可。
（4）试验人员对出机料进行检查是否合格，并加强对混凝土坍落度的抽检，合格后方可送入泵斗内。坍落度最好由同一个人操作，以减少操作误差。同时做好试块。
（二）施工过程中，保证混凝土连续浇注完毕的措施
钢管混凝土在泵送顶升施工过程中，必须保证其连续不间断施工，否则容易出现混凝土压力过大，无法顶升完成的情况，制定如下措施：
（1）人：人是一切工作的关键，在混凝土浇注前组织全体参与施工的人员开会，进行统一安排，并分工明确，组织学习泵送施工的程序，操作要领，并明确各项指标，如泵送速度，每盘混凝土的用水量，混凝土的搅拌时间等。安排有操作经验的机手开拌和机和输送泵。
定机定人：输送泵既要有操作经验，又要认真负责，每压注一次混凝土预计2-3小时完成，在这段时间内，人不离机，中间不能休息，时刻保持工作状态。
（2）机械：机械好坏直接影响泵送的连续性，特别是输送泵，要求任意一台都不能坏，同时东西两侧各备用一台。技术人员在施工前进行安装调试，确保机械设备状态良好，同时准备一些易损件，如电子配件等。另外，就是考虑可能发生的意外情况，如堵管、爆管、停电等要有相应的措施，而且处理事故的速度要快，力争在30分钟内完成，另外就是在混凝土入拱口装截止阀，以防混凝土倒流。
（三）改进施工方法，尽可能减少混凝土的输送阻力
（1）减少泵管连接的弯头：每增加一全弯头相当于增加10米的输送阻力，特别是90度急弯尽可能减少。
（2）控制输送速度：在泵送混凝土前，配备足够的泵车运输混凝土，保持慢速不停顿输送可减少输送阻力，绝对不能出现无料可泵或出现过较长时间停止不动的现象，这样会增加阻力。
（3）输送泵一旦启动就不能停下来：重新启动阻力太大，必须一气呵成。一根管的浇注时间只有2-3h，中间不允计换班，必须完成后才停机。同时，时刻注意出泵口被混凝土覆盖，否则会进空气，对输送不利。
（4）环境因素：选择低温时浇注（阴天浇注最佳），提前二天了解天气情况，避免恶劣的天气浇注混凝土，晴天选择早晨5点钟开盘，正常情况下9点钟以前浇完，低温对混凝土顶升有利。另外，就是降低砂石材料的入泵温度，在进料前冲水，同时钢管拱外表也冲水降温。
（5）混凝土配合比：混凝土出泵口必须具有良好的工作性能。
四、结束语
该立交桥主桥钢管拱混凝土灌注采用泵送顶升法施工，是本桥施工的一道关键工序，不仅关系着主桥的质量，而且关系着整座大桥的施工质量，直接影响到大桥的使用寿命。为了保证施工工期和确保钢管混凝土的质量，从人员、机械设备、材料、试验、测量和施工工序等方面，都进行了周密考虑，科学安排，精心组织。通过精心组织实施，促使该工程安全、优质、高效地按期完成。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词：钢管拱 混凝土压注 顶升法 施工控制
一、确定施工方案及要求
（一） 施工方案
根据施工设计图要求，主拱加载要对称同步，因此灌注拱圈混凝土时，左右两根拱肋四处拱脚必须同步灌注，由于拱肋位于两桥墩上，混凝土要先由地面泵至拱脚处再采用二级泵送注入钢拱内，需用8台混凝土泵同时同步工作，对混凝土的压注施工组织要求非常之高。按照设计的压注顺序施工，先灌注拱圈下腔管内混凝土，一气呵成，形成完整拱圈下环，之后，采用同样的方法，浇注拱圈上钢管混凝土，然后浇注拱圈管腹板内混凝土，至此形成整体管混凝土拱圈。
（二）钢管拱混凝土
钢管混凝土质量要求
（1）采用专项试验达到设计要求的补偿收缩C50商品砼，初凝时间大于6小时。
（2）一根钢管拱的混凝土灌注完成时间，不得超过第一盘入管混凝土的初凝时间（5小时），混凝土必须连续灌注，一气呵成。
（3）严格控制砼的施工坍落度，搅拌站混凝土拌制时间60-90秒，坍落度达到23cm以上，二级泵混凝土坍落度必须达到22cm以上，才能往钢管拱内泵送混凝土。
二、混凝土灌注方法
（一）泵送方法及设备配备、平面布置（见后附的平面布置图）
拱肋钢管混凝土分三次压注完成，压注混凝土共360 m3，每次压注混凝土120m3，分别在四个拱脚同时泵送采用二级泵送，每个拱脚配置2辆泵车，总配置8辆泵车，备用两台混凝土泵机。
在主桥拱肋的东西两侧分别布置2台HBT60输送电泵和1台汽车泵，其中在地面上布置1台柴油输送泵和1台汽车泵作为一级输送泵，在端横梁上布置2台HBT60输送电泵作为二级输送泵，二级输送电泵与钢管拱拱脚灌注孔连接。搅拌站拌制C50号补偿收缩混凝土，泵车输送混凝土至工地的东西两侧一级输送泵上，一级输送泵负责把混凝土输送至端横梁的二级输送泵上，二级输送泵直接往钢管内压注混凝土。
（二）灌注程序及人员安排
拱肋钢管混凝土分三次灌注完成，其灌注程序如：先灌注拱肋的下钢管混凝土→灌注拱肋的上钢管混凝土→灌注拱肋腹板混凝土。
每次采用泵送顶升法，从拱脚一次对称浇注至拱顶时，施工步骤：准备工作 → 压注管内混凝土 → 关闭压注口处闸阀、稳压 → 拆除闸阀，完成压注。
（1）安装高压泵，敷设泵送管道。在主桥拱肋的东西两侧分别安装一级输送泵和二级输送泵，分别设置一个混凝土进料导管，伸出钢管面30cm，顶口处设置法兰盘接头和插板，与输送泵管道相接，堵塞钢管内法兰盘间缝隙。
（2）混凝土灌注前先對输送管路进行泵送1.5～2.0m3水泥砂浆，润滑输送管路的内壁后，在进浆口处安装好法兰盘接头和插板，然后连续泵入混凝土。
（3）在钢管混凝土上升进程中，前场值班人员通过锤击法，确定混凝土在管内的位置，以此来严格控制两对称半跨的进度差不超过2m，两端混凝土顶面高差不大于1m，并控制两端混凝土量差在1-2m3范围内。测量组在灌注过程中，随时跟踪观测拱肋标高和轴线，并观测横联梁变化。灌注混凝土的速度，拱顶两边的压注速度，要采取慢速、匀速、对称、低压的方式压注，当压注的混凝土顶面，接近拱顶截面时，要避免出现一边压注过快现象，绝对避免超出拱顶截面，引起钢管骨架纵向振动而失稳。
（4）压注作业要一次完成拱圈下环混凝土的压注，待拱顶排浆管排出合格的混凝土后，即可关闭止回阀，用插板堵死送料开口，防止混凝土外溢，灌注完成。再采用同样方法，灌注拱圈上环钢管内混凝土和腹板混凝土，直至钢管拱圈形成。
三、施工控制措施
（一）施工过程中质量控制措施
（1）压注作业正式实施前，应先泵入水泥砂浆润滑管壁，并进行观测，是否有异常现象，一切正常后再连续泵入混凝土。压注钢管灌注时，环境气温应不低于5 oC；当环境气温高于30 oC时，钢管内温度高于50 oC，应采取措施降低温度，选择在天气凉爽时灌注。
（2）灌注前必须做好人员分工、机械设备等准备工作。
（3）每次开盘前，试验人员必须认真做好配合比，对砂石料等准确称量，并报请监理工程师认可。
（4）试验人员对出机料进行检查是否合格，并加强对混凝土坍落度的抽检，合格后方可送入泵斗内。坍落度最好由同一个人操作，以减少操作误差。同时做好试块。
（二）施工过程中，保证混凝土连续浇注完毕的措施
钢管混凝土在泵送顶升施工过程中，必须保证其连续不间断施工，否则容易出现混凝土压力过大，无法顶升完成的情况，制定如下措施：
（1）人：人是一切工作的关键，在混凝土浇注前组织全体参与施工的人员开会，进行统一安排，并分工明确，组织学习泵送施工的程序，操作要领，并明确各项指标，如泵送速度，每盘混凝土的用水量，混凝土的搅拌时间等。安排有操作经验的机手开拌和机和输送泵。
定机定人：输送泵既要有操作经验，又要认真负责，每压注一次混凝土预计2-3小时完成，在这段时间内，人不离机，中间不能休息，时刻保持工作状态。
（2）机械：机械好坏直接影响泵送的连续性，特别是输送泵，要求任意一台都不能坏，同时东西两侧各备用一台。技术人员在施工前进行安装调试，确保机械设备状态良好，同时准备一些易损件，如电子配件等。另外，就是考虑可能发生的意外情况，如堵管、爆管、停电等要有相应的措施，而且处理事故的速度要快，力争在30分钟内完成，另外就是在混凝土入拱口装截止阀，以防混凝土倒流。
（三）改进施工方法，尽可能减少混凝土的输送阻力
（1）减少泵管连接的弯头：每增加一全弯头相当于增加10米的输送阻力，特别是90度急弯尽可能减少。
（2）控制输送速度：在泵送混凝土前，配备足够的泵车运输混凝土，保持慢速不停顿输送可减少输送阻力，绝对不能出现无料可泵或出现过较长时间停止不动的现象，这样会增加阻力。
（3）输送泵一旦启动就不能停下来：重新启动阻力太大，必须一气呵成。一根管的浇注时间只有2-3h，中间不允计换班，必须完成后才停机。同时，时刻注意出泵口被混凝土覆盖，否则会进空气，对输送不利。
（4）环境因素：选择低温时浇注（阴天浇注最佳），提前二天了解天气情况，避免恶劣的天气浇注混凝土，晴天选择早晨5点钟开盘，正常情况下9点钟以前浇完，低温对混凝土顶升有利。另外，就是降低砂石材料的入泵温度，在进料前冲水，同时钢管拱外表也冲水降温。
（5）混凝土配合比：混凝土出泵口必须具有良好的工作性能。
四、结束语
该立交桥主桥钢管拱混凝土灌注采用泵送顶升法施工，是本桥施工的一道关键工序，不仅关系着主桥的质量，而且关系着整座大桥的施工质量，直接影响到大桥的使用寿命。为了保证施工工期和确保钢管混凝土的质量，从人员、机械设备、材料、试验、测量和施工工序等方面，都进行了周密考虑，科学安排，精心组织。通过精心组织实施，促使该工程安全、优质、高效地按期完成。
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