1、钢管拱微膨胀混凝土施工质量控制【摘要】文章结合飞燕式提篮拱桥微膨胀钢管混凝土的施工实践，介绍了自密实微膨胀混凝土的合理配制及微膨胀钢管混凝土的泵送施工工艺，提出钢管拱微膨胀混凝土施工的质量控制措施。 【关键字】钢管拱，微膨胀混凝土，密实性，质量控制 中图分类号： TU528 文献标识码： A 文章编号： 1、工程概况 滁州清流河大桥跨越清流河，桥梁总长 210m。桥宽 46m，桥型采用飞燕式钢管混凝土拱桥。主桥全长 180m，为三跨拱式结构，主拱肋、边拱肋横桥向内倾 9，主跨跨径 120 米，两侧边跨为上承式钢筋混凝土悬臂半拱；通过锚固于两侧边拱端部横梁上的系杆使结构形成为自锚体系拱桥。拱肋采
2、用钢管混凝土结构，钢管内压筑 C60 自密实微膨胀混凝土。钢管拱是整个桥梁的主要承重结构，自密实微膨胀混凝土作为钢管内部填充物，其施工质量是整个桥梁结构施工质量的决定性因素，因此施工过程中必须从混凝土原材料、配合比、搅拌和运输、施工工艺、养护等环节严格控制，确保钢管内微膨胀混凝土质量达到要求。 2、微膨胀混凝土配制 2.1 混凝土原材料的选取 微膨胀混凝土作为一种高等级混凝土拌和料，对于原材料的选取具有严格的要求。 水泥：高性能微膨胀混凝土配制水泥的用量不宜过大，宜选择 42.5或 52.5 水泥，同时要根据水泥的矿物特性，全面考虑慎重选择。本工程选用安徽盘景 P.52.5 硅酸盐水泥。 粗、
3、细骨料：配制混凝土所用的细骨料宜选用中砂，并综合考虑到砂中的压碎值、硫化物的含量及砂中的云母含量，以及细度模数。本工程经考察选用明光池河的中砂。粗骨料的品质同样也对高性能微膨胀混凝土质量有较大的影响，本工程采用明光沙河 525mm 玄武岩，施工时为保证混凝土的和易性采用卵石和碎石双掺的方法，对碎石进行二次破碎，减少碎石的棱角，减少针片状颗粒的含量。 粉煤灰：粉煤灰宜选用含碳量低、细度低的级品质粉煤灰。本工程选择南京梅宝级，SO3 含量在控制范围之内，各项技术指标符合国家标准的规定。 膨胀剂：本工程选用江苏博特新材料有限公司膨胀剂产品，其性能与所用的水泥适应性好。 减小剂：高效减水剂具有分散水泥
4、、减少水泥用量的作用，能改善混凝土的工作性，并释放出一部分水，是配制高性能微膨胀混凝土的主要成分。本工程经过试验选用江苏博特聚羧酸高性能减水剂，质量符合现行国家标准混凝土外加剂的规定 ，并使混凝土的膨胀率合适。 2.2、混凝土的配合比 （1）本工程自密实微膨胀混凝土配制采用以下原材料： 水泥：安徽盘景 P.52.5 硅酸盐水泥 粉煤灰：南京梅宝级 砂：明光池河中砂 石：明光沙河 525mm 玄武岩 减水剂：江苏博特聚羧酸高性能减水剂 膨胀剂：江苏博特 （2）混凝土配合比 钢管混凝土采用 C60 自密实微膨胀缓凝混凝土，初凝时间大于 10 小时，应具有低泡、大流动性、收缩补偿、早强等工作性能 水
5、胶比应不大于 0.35，坍落度为 240260mm，限制膨胀率2.510-4，限制干缩率3.010-4。 本工程自密实微膨胀混凝土配合比如下表： 混凝土各项技术性能指标： 选定的配合比可以保证混凝土良好的可泵性、和易性，混凝土的膨胀性能和耐久性能均良好，可以满足钢管拱施工采用泵送顶升法浇筑的技术要求。 2.3 混凝土拌和 施工现场设一座混凝土拌和站，由两台 120 型搅拌机组成，每盘生产能力为 1.5m3，每盘搅拌时间按 2min 计算，一小时最多可搅拌 45 m3混凝土，可满足现场混凝土施工需求。 3、钢管拱肋混凝土施工工艺 3.1 施工工艺流程 混凝土灌注前先注入清水湿润管壁，再压入一定数
6、量的水泥浆作先导，然后才连续泵送微膨胀混凝土 拱肋钢管内混凝土压筑采用由拱脚向拱顶连续顶升泵送施工，如图所示。施工工艺流程为：钢管拱的预制与吊装设置排气（浆）孔和灌浆孔混凝土输送泵及泵管安装就位清除管内污物湿润内壁连接压筑接头压筑砂浆压筑管内混凝土从拱顶排气（浆）孔中排出匀质混凝土关闭插管稳压拆除输送管，泵送完成。 钢管拱肋混凝土压筑施工示意图 3.2 钢管拱肋混凝土浇筑 3.2.1 施工准备 （1）施工机械准备 混凝土灌注采用 4 台高压混凝土泵在每片拱肋的两端同时压筑。选用混凝土输送泵的驱动功率不小于 75KW，泵送压力不小于 7.5Mpa。 （2）排渣口设置 排渣口设置在钢管拱肋的最低处
7、，采取内径 100mm 排渣管，用以排出废水和湿润管道的砂浆。排渣口阀门在混凝土终凝后切除，并用同质钢板焊接磨平。 （3）压筑口设置 在钢管拱肋的拱脚侧开孔，焊接钢管，接头管与拱肋轴线夹角为300，接头管轴线应与拱肋接头处拱肋切线方向平行，以减小压筑阻力，保证压筑混凝土顺畅。截止阀在混凝土终凝后进行割除。 （4）输送管布设 输送管应数量充足、型号齐全，接头密封圈位置准确，联接卡箍及螺栓安装正确并上紧，输送管应设置足够的支点和悬挂点，要求稳定。泵管须在对接前进行检查，保证管道符合混凝土泵送要求，避免发生管内堵塞、脱管等现象。 （5）钢管内壁的湿润 压筑开始前，向钢管内先压筑清水洗管，直至排气口有
8、水流出，从排污口排出全部杂物和污水。 3.2.2 混凝土浇筑 本桥钢管拱拱肋的上下弦管及腹腔内灌注 C60 微膨胀混凝土，管内混凝土的泵送采用由拱脚向拱顶的“连续顶升”施工，即采用一级泵送一次顶升到位，拱顶弦管内以隔仓板隔开，泵送混凝土的压强控制在2MPa 内，最大不超过 2.5MPa。泵送顺序：先下弦管，后上弦管、腹腔。待下弦管混凝土强度达到 95%后，张拉 A 组系杆，灌注上弦管内混凝土，待上弦管混凝土强度达到 95%后，灌注腹腔混凝土，待腹腔内混凝土强度达到 95%后，张拉 A 组系杆。 灌注混凝土采用四台混凝土输送泵分别从两拱脚两侧同时灌注。泵送时保证混凝土的供应充足。当发生混凝土供应
9、不足时，降低泵送速度，避免中断发生暂时停泵现象。一旦发生暂停现象，要每隔 2-3 分钟抽动泵的活塞防止堵管。 混凝土泵送要保持均匀、对称加载，尽量避免不平衡引起钢管骨架的振动。 钢管拱肋管内构造隐蔽且复杂，对泵送造成一定影响。混凝土受阻泵压力将升高时，应及时换管泵送。在钢管拱中可多留几组进入管。 混凝土泵送过程中，项目部质检员采用敲击法检查管内混凝土是否密实，若发现不密实，采用体外加振的方法解决。混凝土泵送完成后，采用超声波检测混凝土施工质量，如发生混凝土不密实，采取管壁钻孔压浆补强的方法解决。 4、混凝土养护 （1）本工程施工时正值冬季，施工前制定钢管拱微膨胀混凝土冬期施工防寒措施 ，安排人
10、员每天做好气温记录工作，试验室人员做好原材料、混凝土出仓的温度检测。 （2）施工采用电热毯及棉被对钢管拱进行热处理，保证混凝土浇筑前，钢管温度5，防止混凝土入管时受冻。 （3）冬期拌制混凝土使用加热水。粗、细骨料采取现场保护，不得夹杂冰冻。混凝土运输泵车采取外面包裹防寒罩防止混凝土温度过快降低。混凝土灌注时间选在气温较高的上午 10:00下午 4：00 时段进行。 （4）钢管拱混凝土冬期施工必须采取严密、有效的保温措施。钢管外侧包裹的棉被要保持干燥，避免被混凝土浸湿，在棉被上铺一层防水布，并设置引流通道，以及时排干包裹物上的积水。 （5）混凝土浇筑后，定时对棉被内侧进行温度测量,当温度30时,
11、断开电热毯电源,当温度10时,接通电热毯电源,保证温度在1030范围内。若发生电热毯断电时，及时更换,更换宜选在气温较高的中午进行。 通过对混凝土原材料及配合比的严格控制，加强拌合站和施工时的工艺控制，压筑钢管拱内 C60 微膨胀混凝土，质量得到了有效控制。 参考文献： 1混凝土外加剂应用技术规范 GB50119-2003 2自密实混凝土应用技术规程 CECS203-2006 3韩林海.钢管混凝土结构M.北京.科学出版社，2000. 4游宝坤，李乃珍.膨胀剂及其补偿收缩混凝土.中国建材工业出版社，2005 5于涛.大跨度钢管混凝土拱桥主拱肋施工J.铁道标准设计.2006， （11）：46-48. 6蔡绍怀.我国钢管高强混凝土结构技术的最新进展J.建筑科学，2002（4）：1-7
