钢管混凝土系杆拱桥施工技术难题及对策

２０Ｉｉ年第１１期　科技鞫向导　◇交通与路建◇　钢管混凝土系杆拱桥施工技术难题及对策　刘立鹏　（宁夏路桥工程股份有限公司【摘宁夏银ＪＩＩ　７５０００４）　要】对钢管混凝土系杆拱桥施工中经常出现的技术问题进行了剖析，并结合工程实践，汲取经验教训，详细地阐述了科学、实际、有　’　效的防治对策。　【关键词】钢管混凝土；系杆拱；施工；难题；对策　基本无棱角．并减少针片状颗粒的含量　选用时应严格控制含泥量、　Ｏ．引言　近年来．钢管混凝土系杆拱桥以其跨度大、结构轻、造型美、省建　强度、弹性模量和粒径≤３０ｍｍ　ｆ４１粉煤灰与水泥“二次水化反应”产生的凝胶封堵了混凝土的毛　材等优点，被广泛应用于公路工程。但该桥型技术复杂，施工难度大，　增强了密实性，提高了耐久性。“二次水化反应”只有Ｉ级粉煤　已经暴露和潜在的问题还很多．亟待广大工程技术人员在实践中不断　细管路．探讨和完善，本文将结合工程实践就有关问题做简要阐述。　１．钢管混凝土系杆拱桥施工技术难题及对策　１．１支承系统　１．１．１功能　系杆拱桥支承系统宜选用ＷＤＪ齿碗扣型多功能支架．该系统具　有支架竖向组合微调功能．主要以工具支架和特制微调座组成。　１．１．２地基处理　ＷＤＪ齿碗扣型多功能支架必须搭设在经处理的坚实地基上．地基　须高出原地面０．５～Ｏ．８ｍ．做好防水，避免雨季浸泡。在立杆底部铺设垫　层和安放底座．垫层可采用厚度≥２０ｃｍ的混凝土或厚度《ｌＯｃｍ的钢　筋混凝土或厚度《５ｃｍ的木板　１．１．３预压　灰和磨细粉煤灰可以彻底完成：“使混凝土升温降低１５％～３５％：应严　格控制粉煤灰Ｓ０３含量．以０．５％～１．５％”为宜：粉煤灰应符合现行国　家标准《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》规定。　ｆ５１选择外加剂一定要经过多次试验　试验表明．缓凝型减水剂会　降低混凝土膨胀率，所以应反复试验，膨胀率合适才可使用；高效减水　剂还应具有缓效凝作用和缓凝剂掺配作用，且是非引气型、低气泡减　水剂：其质量应符合现行标准《混凝土外加剂》规定。　ｆ６）膨胀剂在有钢管约束条件下，在结构中建立０．２～０．３ＭＰａ预应　力．可抵消混凝土在硬化过程中产生的收缩应力．从而提高抗裂能力。　选择时一定要多试验几个品种．膨胀剂应对混凝土后期强度及质量无　害．与所用水泥适应性好。我国主要使用ｕ型膨胀剂、复合膨胀剂及明　矾石膨胀剂　１．３．２设计高性能膨胀混凝土的三个问题　支架使用前须全程预压．不能以一孔预压取得的经验数据推概全　ｆ１１混凝土施工可按一般高性能　昆凝土设计方法进行配制强度计　桥、静压５ｄ（１２０ｈ）Ｄ２Ｊ２Ｊ￣达到沉降稳定状态２ｄ（４８ｈ）１）￣上．沉降稳定标　算．不必计算后将强度提高一个等级作为配制强度．关键在于施工配　合比的施工现场验证　设计时应严格控制水灰比，将其确定为定值。　ｆ２１混凝土是采用钢管中顶升灌注．粗骨料在顶升过程中不能因　１．２．１以激光照准和精密测标组成定位系统　自身重力而下落．否则会造成顶升压力过大而失败。在设计混凝土配　监测项目为拱肋的线形变化、拱脚位移和拱脚沉降。　合比过程中碎石应稍微呈悬浮状态，不能下沉。所以该种混凝土的砂　１．２．２建立测量控制网　　在每节拱肋端头设置固定的测量控制点．控制点设在拱肋中线位　率可提高一些。ｆ３１许多工程实践认为钢管混凝土设计为微应力时．限制膨胀率　置　施工放样及检查都采用全站仪进行．每架设一节段拱肋．对全部控　２～６）ｘ１０　的范围内是合理的。　制点都要进行观测。此外，对拱座的偏位进行观测。钢管拱对温度，特　２８天内应控制在（１．４主拱肋钢管的拼装　别是日照影响非常敏感　为了减少温度和日照对线形控制的影响．标　１．４．１钢管拱肋的制作　高的测量包括合拢时问都安排在凌晨　ｆ１）钢管拱主弦管直径＞６００ｍｍ采用螺旋焊管。　１．２．３施工控制　ｆ２）宜选用具有ＣＡＤ加工设计技术和成功经验的厂家；单元阶段　（１１在扣索塔架顶部设有扣、锚索调整装置千斤顶，通过改变扣索　的张力．并采用在拱段之间的内法兰盘接头处抄垫钢板的方法．来实　制造好后在工厂进行平面和立面组拼检查；螺旋焊管弯曲成型在中频　采用埋弧自动焊；腹板安装采用ｃ０　气体保护焊；单　现拱段接头标高的调整　｝径较小的拱肋可利用ｗＤＪ支撑系统高度　弯管机上进行．元阶段焊接完成后．若与理论线形不符．可用“火工矫正法”矫正。　及其竖向微调功能实现）　（３１钢管拱单元阶段制好后运至工地组焊成吊装段．运至施工现　ｆ２）设置临时横撑固定拱肋　每架设一节拱肋，就利用钢管拱的横　　联钢管Ｉ｝缶时焊接固定上下游拱肋．特别是在合拢段基肋端～定要设置　场．最后用跨墩龙门吊机或其它起重设施将吊装段吊上桥组装。（４）为便于调整拱肋预埋段制造、温度引起的偏差，钢管制造在工　临时支撑。　厂时．拱脚预埋段与拱中段之间预留８０ｒａｍ调整量：拱肋合拢锁定温　（３）在焊接拱肋接头外包板时．对称布置的焊缝，采用成双焊工对　准：２４ｈ沉降不超过１ｍｍ　１．２主拱肋拱轴线控制系统　称施焊，这样可使各焊缝所引起的变形相抵消：非对称焊缝．先焊缝少　的一侧．这样可使先焊的焊缝变形部分抵消　ｆ４１为保证钢管拱在吊装过程中的横向稳定性．在每吊装一节段拱　肋时．采用通过对称设置两道浪风绳来调整和控制拱段就位中线位　置，减少拱肋自由长度．增大横向稳定。控制浪风绳长度基本相同。　１－３钢管混凝土配制　１．３，１选材　ｆ１１设计高性能微膨胀混凝土应选择５２５Ｒ早强型水泥为主体．其　用量不宜过大，初凝时间以８～１２ｈ为宜。　配制高性能微膨胀混凝土须使用干净的河砂并严格控制云母　含量、硫化物含量、含泥量和压碎值，一般选用细度模数２．６—３．１的中　砂为宜。不宜用砂岩类山砂、机制砂、海砂，此类砂对混凝土的膨胀率　影响极大。　ｆ３）粗骨料石质对高性能微膨胀混凝土影响很大．主要体现在骨料　砂浆界面粘结强度、骨料弹性模量和骨料强度。在考虑混凝土可泵　性的同时．要考虑混凝土的早强性和后期强度。碎石需二次破碎．使其　一度为１０～ｌ５℃。　１．４．２钢管拱肋单元构件的防护　预拼成型的安装节段必须对接口进行地面预接和必要的技术处　理．拱肋每一个吊装阶段之间采用内法兰连接。法兰间可抄垫钢板进　行微调：单元制造阶段之间采用临时外法兰连接。　１．４．３钢管拱肋的悬拼　（１）拱肋吊装采用悬拼和扣挂施工。拱肋作完后，首先在制作场地　进行预拼．合格后方可吊装　ｆ２１拱肋吊装前应安装好拱脚临时铰，悬拼过程中允许拱肋绕铰　转动　每吊装一个阶段除安装好横撑及临时横撑外还要设置横向浪风　索　以利调整拱轴线和保证横向稳定　ｆ３）Ｎ阶段接头端面先用螺栓对接．安装合拢段前应预先通过扣索　调整拱肋横向位置，然后再安装拱顶合拢段。　（４）两条拱肋全部合拢后，再全面校核一次拱轴线坐标，并调整至　误差容许范围内　再对焊主拱钢管、烧掉螺栓，用加劲钢板补焊拱肋钢　管接头．以保证受力连续　◇交通与路建◇　科技目向导　２０１１年第１１期　待混凝土大于２８ｄ龄期后．用小锤对拱肋进行全面敲击检查．发　现空隙．则确定准确位置，钻孑Ｌ并压注环氧树脂水泥浆进行补救。　１．１０其它问题　近年来　系杆拱桥普遍出现系梁混凝土于吊杆处裂缝、吊杆护套　但滞派专人，在浇筑　疑蝴　动塑烨旨至｛戤鞋　宅毕。　提前开裂、下端预埋管进水、锚头及钢丝提前腐蚀和拱肋钢管腐蚀等　（３）抽出塑料管，清除其表面灰浆，擦净备用。抽动半硬性塑料管　严重问题．危及桥梁的安全。　法．可从根本上解决波纹管堵塞问题　１．１０．１防腐　１．６支座垫石钢板悬空　（１）拱肋防腐可用经济、实用，便于现场施工和后期维护的方案——　预埋支座垫石钢板下混凝土悬空．既影响下部结构受力．又危害　有机环氧富锌涂料．分为３层．底层富锌涂料、中层环氧云铁、面层聚胺　上部结构荷载均匀传递和受力平衡．也就是说．出现这种现象是很危　酯喷涂。涂装时环境温度宜控制在５＂Ｃ～３５￣Ｃ之间。　险的．其主要原因是混凝土在浇筑流动过程中．预埋钢板下的气体无　ｆ２］防腐钢绞线应用较多的有镀锌钢绞线和环氧喷涂钢绞线．前者，　法排除，形成了空洞．为避免该现象的发生．可在钢板中心用电钻打一　经镀锌处理后．机械性能均有所下降．且一旦被刮伤则伤处的阴极反应　个直径５ｒａｍ的“排气孑Ｌ”．浇筑预埋钢板处混凝土时．浓水泥浆由“排　会使腐蚀速度加快：后者，机械性能与原钢绞线基本上没有差别，而且　气孔”冒出即可　在生产过程中进行了充分的表面处理和再次稳定处理．其抗拉强度和　１．７拱脚混凝土空洞　延伸率较普通钢绞线稍有提高。故此应尽量用环氧喷涂钢绞线。　１．７．１拱脚混凝土振捣　１．１０＿２吊杆处系梁纵向钢筋的处理　拱肋与系杆节点一一拱脚之钢筋构造纵横交错、交叉重叠．混凝　系梁钢筋是通长的．而结构设计需要吊杆穿过系梁．如此以来，系　土浇筑困难，振捣棒无法正常工作，混凝土密实成了问题。一般采用刚　梁纵向通长钢筋就必然被截成数段．势必影响结构受力．为解决这一　度较大的钢模，浇筑混凝土时．先用一巨型扁铲ｆ其宽度≥振捣棒直　矛盾．可采用于吊杆处设置“方形环筋”．系梁纵向钢筋截断后分别与　径）在振捣棒插入处，临时将钢筋间距拨宽，至振捣棒顺利插入、正常　其焊接．吊杆在其方形环筋中穿过。这样，即可以保证系梁纵向通长钢　振捣为止，可确保混凝土振捣密实；待振捣棒拔出后，开启固定于模　筋的连续．又可以保证吊杆与系梁联结位置准确。　板两侧的附着式振动器，一方面有助于被拨动的钢筋恢复原来位置。　１．１０．３横撑与拱肋节点处应力集中的预防　另一方面可避免混凝土漏振，有助于混凝土密实、均匀。　为避免钢管横撑与主拱肋结合部．在使用环境中开焊．影响桥梁　１．７．２拱脚混凝土预防裂缝　整体性能．一般采用在其结合部增设４个加强联结钢板．按９　间隔　为预防拱脚混凝土裂缝．可选用钢纤维混凝土．钢纤维用量一般　均匀布设．焊接牢固　为６０ｋｇ／ｍ　。　‘　２．结语　１．８空腹式端横梁浇筑工艺　钢管混凝土系杆拱桥施工中需要研究的问题还很多．这就需要我　端横梁为封闭式变断面空心梁．其施工有两种方法：一种方法是　们广大工程技术人员积极探索．不断完善．使这一先进技术在公路交　采用木模或其它一次性芯模．不考虑翻番周转．此类模板只侧重考虑　通设施建设领域发挥更大作用。　其强度．满足混凝土几何尺寸需要即可：另一种方法是采用钢模或其　它可周转性芯模．浇筑混凝土时在梁顶预留“天窗”．待拆除芯模后再　【参考文献】　二次浇筑混凝土．将天窗堵死．但应注意两期混凝土的结合牢固问题。　［１］上海城市轨道交通明珠线苏州河桥施工设计总说明．１９９８．４　１．９钢管混凝土“紧箍效应”落空　［２］陈宝春，钢管混凝土拱桥发展综述．桥梁建设．１９９７，（２】．　由于施工工艺和混凝土收缩．混凝土总是无法完全充满钢管．使　［３］上海城市轨道交通明珠线苏州河桥施工组织设计．１９９８　６．　（５）用钢管焊接封死拱脚临时铰，浇注拱座预留槽Ｖ１　Ｃ５０混凝土，　形成无铰钢管桁架拱．待拱脚混凝土达到强度后拆除扣索。　（６）泵送压注填充管内Ｃ５０微膨胀混凝土。　１．４．４跨径较小的桥梁可用ＷＤＪ支撑系统配合吊车、揽绳完成拱　肋组拼　１．５波纹管堵塞　系杆拱桥横梁、系梁多为群锚后张预应力混凝土．于是防治波纹　管堵塞．避免钢铰线局部拉伸率、应力超标是施工中不容忽视的大问　题。对此我们的预防措施是：　ｆ１）波纹管固定后．将半硬性塑料管穿入波纹管内，其外径小于波　纹管内径８～１０ｍｍ．长度大于波纹管长４～６ｍ　得“紧箍效应”无法实现，混凝土达不到三轴压缩的理想效果。防治该　问题的一般方法有两种：　１．９．１预防　微膨胀混凝土随着龄期增长．混凝土的收缩仍然不可避免．为防　止这类问题发生．在混凝土配合比设计时．在添加ＵＥＦ微膨胀剂的同　时增添“聚丙烯腈纤维”　１．９．２处置　首先在畦的一头扒开一部分土．露出鳞茎．用平锹把平贝层鳞茎　（上接第３３９页）４＿３灰霉菌　是真菌中一种半知菌。多发于平贝母生长晚期。该病多发生在５　上面的土翻到畦沟上．以见整个畦内的平贝鳞茎为限．然后挑出大的　月下旬至６月上旬．发病初期叶片出现大小不等的水渍状病斑．使整　或较大的鳞茎，除净杂物。对畦里余下的小鳞茎用手摊匀，再把畦沟上　个叶片变成黄褐色，枯萎而死。防治方法：合理密植，及时清除田间杂　的土重新盖上即可　草：出现多雨天气，应及时喷药，一般可采用波尔多液或多菌灵０．２％　５．２加工方法　加工方法分炕干和晒干两种　炕干是平贝产区历年采用的方法，　溶液。　在密闭室内的土炕上．用筛子筛上一层熟石灰或草木灰。然后把平贝　５．采收与加工　鳞茎按其大小分别铺好，再筛上一层熟石灰或草木灰．然后用火增加　平贝栽后２～３年即可采挖．一般在６月中旬地上部分已全部枯萎　温度，全部干透。再筛去熟石灰或草木灰，再重新炕干或日晒一下，除　后再进行挖掘。挖掘产量高与质量好。　５．１挖掘方法　去潮气即得干货。●　（上接第３６０页）步日新月异，时代挑战迫在眉睫，高素质档案人才的　培养应加快步伐，加大力度，采取行之有效的举措，快出人才，多出人　才。其次，适当调整与改革人才培养的理念与模式。一句话，强调能力　的培养，即工作的能力，研究的能力，表达的能力等。中青年档案工作　者则要在老一辈档案工作者的言传身教下，虚心学习，继承传统，承上　启下，有所创新。充分发挥青年人的蓬勃朝气与创造力，在各自的工作　岗位中，结合工作实践，进行理论研究与探索，创造性地解决档案工作　面临的诸多新问题．创造性地完成跨世纪档案学术研究的诸多新课　题。科技增强国力，青年创造未来，“青年有希望，未来的发展就有希　望。”　２４９