淺談干海子特大橋下弦管砼灌注
2017-12-04
1、工程簡介
1.1、干海子特大橋簡介
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，是本線路上的重點工程項目之一。大橋為鋼管格構(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，設(shè)計采用了44.5米、62.5米、40.7米、45.1米四種主要跨徑，全橋共計36跨，共分三聯(lián)設(shè)計。下部高墩設(shè)計為樁基礎(chǔ)、承臺、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一次完成，不能進(jìn)行二次補(bǔ)灌或則注漿，否則會造成管內(nèi)混凝土不密實，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驗，混凝土灌注時第一步先用清水進(jìn)行輸送泵管道潤滑，第二步用同水泥：砂為1：1的砂漿潤滑管道。在這兩步中輸送泵管必須與下弦管斷開，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。
2.2、施工部位
本次施工部位為本橋第35～36跨左幅下弦管，長度合計89米，混凝土合計43m3。輸送泵放置在第35跨最低處，采用由低向高壓注。同時為預(yù)防灌注過程中有意外發(fā)生，在第36跨處同樣預(yù)留一個灌注接頭，當(dāng)在低處灌注出現(xiàn)意外，能及時將泵轉(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，為該段下弦管混凝土灌滿的標(biāo)準(zhǔn)。同時封閉該冒漿孔，繼續(xù)觀察下一冒漿孔，直至全管灌注密實。
2.3、砼配合比
該橋下弦管設(shè)計為C60鋼纖維微膨脹混凝土?；炷凉嘧r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)的運動是后灌入的推動先灌入的朝前運動。因此就要求混凝土的初凝時間比較長，和易性強(qiáng)?；炷僚浜媳燃靶阅芮闆r見下表：
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xxx廠JSY750攪拌機(jī)，由于該混凝土標(biāo)號高，稠度大，根據(jù)試拌情況，每小時最大生產(chǎn)混凝土為20。同時為保證外用電源停電下不中斷，拌和站配備一臺150KW發(fā)電機(jī)。
混凝土運輸配置4臺8m3的混凝土輸送車，另有1臺6m3輸送車作備用。
由于下弦管混凝土的密實度主要靠輸送泵的高壓壓力擠密而達(dá)到，所以結(jié)合實際情況選用了國內(nèi)目前最為選進(jìn)的xxx廠生產(chǎn)的HBT80.18.132SC輸送泵。該泵電機(jī)功率132KW，理論輸送量每小時為80m3，出口最大壓力18MPa，實際施工時能達(dá)到22MPa。泵機(jī)擺放位置有講究，除了考慮混凝土運輸及下料方便外，還應(yīng)盡量靠近壓注孔以減少泵管的長度。采用Ф125mm泵管，布管時應(yīng)盡量避免彎管，尤其是90°彎管，以降低混凝土泵送阻力，若彎頭無法避免，則所有彎管折合成90°彎頭應(yīng)不超過2個。泵管彎頭處應(yīng)設(shè)定位裝置，將泵管牢牢固定，以防止泵送過程中泵管偏離原來位置，引起爆卡或堵管。
由于該混凝土澆筑不能中斷，輸送泵除主動力采用高壓電源外，還配備一臺250KW的發(fā)電機(jī)。
3、施工情況
3.1技術(shù)準(zhǔn)備
施工前，項目技術(shù)負(fù)責(zé)人召集現(xiàn)場技術(shù)人員、質(zhì)檢人員、試驗人員、施工人員、機(jī)械操作手進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)交底，使每個人員都明白下弦管混凝土灌注的重要性及注意事項，以及發(fā)生特殊情況的應(yīng)急處理措施。
3.2施工過程
由于本次下弦管混凝土灌注是本橋的第一次下弦管灌注，所以施工時間定在上午開始。
首先由1號車負(fù)責(zé)拉1m3清水，2號車?yán)?.4m3砂漿，以潤滑輸送泵及泵管。泵送清水和砂漿時將泵管與注漿管斷開，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，這個接頭用了近兩小時才接上。
混凝土拌和時，首先由試驗人員對所拌的混凝土進(jìn)行坍落度等性能進(jìn)行現(xiàn)場檢測，以確保混凝土各項性能滿足設(shè)計要求及符合泵送要求。由于施工場地道路坡度較陡，每車只能運送7m3混凝土。當(dāng)澆筑至第五車時，由于拌和站機(jī)械故障，混凝土中斷約半小時，當(dāng)混凝土再供上，繼續(xù)泵送時，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，混凝土在下弦管內(nèi)仍然無法泵送，壓力升高至22MPa時，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)的動摩擦力，由于中途泵送停止半小時，混凝土基本沉淀，已經(jīng)形成靜摩擦力，導(dǎo)致阻力爭劇增大，而并非混凝土凝固導(dǎo)致無法泵送。
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跨橋臺另一個注漿孔進(jìn)行反壓灌注，輸送泵壓力仍保持在4～5MPa且很平穩(wěn)，直到最后一個冒漿孔冒出碎石時，壓力突然升高至，這說明管內(nèi)已全部注滿混凝土。根據(jù)實驗，最后在18MPa的高壓下再泵送三下立即停泵，將注漿孔封閉。混凝土灌注結(jié)束。
4、結(jié)果檢查
灌注完成后，經(jīng)過敲擊聽聲音，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)，即相對良好的養(yǎng)護(hù)環(huán)境下。
兩個月后進(jìn)行超聲波檢查，管內(nèi)混凝土完全充實鋼管。
5、總結(jié)
5.1、配合比改進(jìn)
混凝土配合比設(shè)計時能考慮更多新型外加劑，以增加膠凝材料對骨料的包裹，不致因骨料比重大而下沉，以致在施工過程中增加摩擦阻力。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。
