白宏光

以鋼管混凝土拱橋施工技術(shù)作為研究背景，對(duì)該技術(shù)在橋梁工程建設(shè)中的應(yīng)用要點(diǎn)進(jìn)行研究。闡述工程項(xiàng)目的基本資料，對(duì)鋼管混凝土拱橋施工技術(shù)的方案進(jìn)行分析，分別從鋼管混凝土工程施工技術(shù)準(zhǔn)備、工藝應(yīng)用過(guò)程、施工要點(diǎn)等方面深入探討該技術(shù)的操作情況。希望在通過(guò)本文論述后，能夠給類(lèi)似工程提供參考，從而推進(jìn)橋梁工程項(xiàng)目事業(yè)的不斷發(fā)展。

對(duì)于當(dāng)前的橋梁工程來(lái)說(shuō)，鋼管混凝土施工技術(shù)變得越來(lái)越普遍，而所達(dá)到的施工效果也比較理想。本文主要對(duì)相關(guān)工程項(xiàng)目中的此類(lèi)技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行探究分析，以期能對(duì)類(lèi)似工程的技術(shù)處理提供一定的參考。

一、橋梁概況

本文所引述的案例是一處總長(zhǎng)700m，寬28.5m 的橋梁工程。相應(yīng)的設(shè)計(jì)主要通過(guò)鋼筋混凝土施工技術(shù)進(jìn)行，鋼管等的布置都做了精細(xì)的部署，砼相關(guān)的設(shè)計(jì)也有著精細(xì)規(guī)范的控制。就拿拱肋部分來(lái)說(shuō)，寬度和跨度都采用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，鋼管內(nèi)填充的是C40 微膨脹砼，而這也是相關(guān)技術(shù)處理的重要基礎(chǔ)。

二、施工方案確定

確定通過(guò)鋼管混凝土進(jìn)行拱橋的施工以后，相關(guān)的技術(shù)人員就應(yīng)根據(jù)現(xiàn)實(shí)的施工環(huán)境以及水文地質(zhì)情況制定具體的施工方案。就本文所引述的案例來(lái)說(shuō)，其共制定了兩套方案。其一：通過(guò)連續(xù)拋落的混凝土進(jìn)行澆筑施工，這樣的處理無(wú)須振搗，相對(duì)來(lái)說(shuō)比較方便，但是后續(xù)的施工難度較大，且很難保證施工質(zhì)量的達(dá)標(biāo)。其二：通過(guò)壓注頂升法進(jìn)行。具體來(lái)說(shuō)，其主要是在拱軸線部位鉆開(kāi)相互對(duì)稱(chēng)的壓注孔的條件下進(jìn)行，而后借助于輸送泵將混凝土壓注到鋼管中。相對(duì)來(lái)說(shuō)，這樣的施工效果較好，但應(yīng)有較高性能的輸送泵。經(jīng)過(guò)對(duì)以上兩套施工方案的綜合對(duì)比，相關(guān)的技術(shù)人員決定采用第二套施工方案。

三、施工準(zhǔn)備工作

確定施工方案以后，還應(yīng)做好前期的準(zhǔn)備工作，例如對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的觀測(cè)以及相應(yīng)的機(jī)具和設(shè)備的準(zhǔn)備。對(duì)于所要進(jìn)行的觀測(cè)來(lái)說(shuō)，主要是確保橋梁拱軸線標(biāo)高與既定的要求保持一致，這樣后續(xù)的混凝土澆筑即能更為高效地推進(jìn)。由于壓注頂升法對(duì)混凝土輸送泵有著較高的要求，因此在正式施工前務(wù)必要確保相關(guān)設(shè)備性能的達(dá)標(biāo)，這樣后續(xù)的處理才能高效地推進(jìn)。

四、施工工藝

在鋼管混凝土拱橋技術(shù)施工階段，要按照工程項(xiàng)目的施工標(biāo)準(zhǔn)對(duì)施工工藝過(guò)程進(jìn)行控制，以下對(duì)該技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)進(jìn)行探討。

1.二級(jí)壓注，一次成型

通常情況下，以混凝土產(chǎn)生壓力和扁鋼管抗變形能力的計(jì)算為準(zhǔn)，混凝土?xí)尸F(xiàn)為從拱腳一直壓到拱頂?shù)那闆r，這樣一來(lái)勢(shì)必會(huì)影響到扁鋼管的正常作用，例如出現(xiàn)彎曲的不良情況。而通過(guò)“二級(jí)壓注，一次成型”的方法則可有效地規(guī)避，但應(yīng)做好精細(xì)的布置，。通常應(yīng)在原有的拱腳底部預(yù)留出焊接的泵管接頭，而后在拱高的1/2 處增加對(duì)稱(chēng)且型號(hào)相同的接頭，同時(shí)還應(yīng)增設(shè)直徑20cm、高1.5m 的排氣增壓鋼，以使其與拱頂?shù)鯒U處于緊靠的狀態(tài)。

2.鋼管拱的觀測(cè)方法

要想切實(shí)地保障所獲測(cè)量數(shù)據(jù)的完整與精細(xì)，就應(yīng)加強(qiáng)混凝土壓注過(guò)程的全程觀測(cè)。通常情況下，混凝土每進(jìn)行一個(gè)控制點(diǎn)的壓實(shí)都應(yīng)利用BIM 技術(shù)對(duì)拱軸線進(jìn)行觀測(cè)，且應(yīng)將觀測(cè)的結(jié)果繪制成曲線圖，以為后續(xù)的泵送混凝土提供一定的參考。

3.壓注頂升的施工步驟

在進(jìn)行混凝土灌注之前，應(yīng)先對(duì)泵管和輸送泵進(jìn)行精細(xì)地檢查，以免出現(xiàn)漏氣和漏漿的不良情況，這樣后續(xù)的處理才能穩(wěn)定高效地推進(jìn)。為確?；炷帘盟瓦^(guò)程的穩(wěn)定與順暢，還應(yīng)預(yù)先通過(guò)水泥攪拌的砂量對(duì)泵車(chē)和泵管進(jìn)行潤(rùn)滑?；炷恋墓嘧?yīng)對(duì)稱(chēng)進(jìn)行，且應(yīng)由專(zhuān)人對(duì)混凝土的泵送情況進(jìn)行觀察，以確保相關(guān)處理的穩(wěn)定與高效，對(duì)于存在問(wèn)題的情況，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。相應(yīng)的觀察通常以“錘擊法”為準(zhǔn)，借助于鐵錘敲擊鋼管拱，以通過(guò)聲音的清脆度判定混凝土壓注的具體情況，從而為混凝土的同步澆筑提供切實(shí)的保障。對(duì)于具體操作中存在的速度不一致的情況，應(yīng)及時(shí)聯(lián)系相關(guān)的管理人員進(jìn)行處理，根據(jù)既定的設(shè)計(jì)方案做好精細(xì)合理的調(diào)整。

通常情況下，如果灌注超過(guò)K3、K4 壓注孔，相應(yīng)的泵送就應(yīng)立即停止，且應(yīng)關(guān)閉K1、K2 的閘板閥，同時(shí)將泵管接至K3、K4 壓注孔，接著進(jìn)行二級(jí)壓注?；炷恋墓嘧?yīng)做好速度的精細(xì)控制，同時(shí)還應(yīng)注意對(duì)稱(chēng)泵送的科學(xué)調(diào)整，從而為相關(guān)處理的穩(wěn)定與高效提供切實(shí)的保障。在完成以上處理以后，還應(yīng)對(duì)泵管和泵車(chē)進(jìn)行精細(xì)的清洗，以方便后續(xù)的泵送施工，而相關(guān)施工的質(zhì)量也能得到有效地保障。

五、施工技術(shù)要點(diǎn)

在橋梁工程項(xiàng)目施工環(huán)節(jié)針對(duì)鋼管混凝土拱橋技術(shù)的應(yīng)用，需要做好混凝土配比的優(yōu)化控制，同時(shí)在混凝土的壓鑄環(huán)節(jié)需要做好相關(guān)壓力以及質(zhì)量的管控，并且保證混凝土的施工具備連續(xù)性，這樣才能夠提高技術(shù)的應(yīng)用效果，以下對(duì)該技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)進(jìn)行全面分析。

1.混凝土配合比的優(yōu)化

對(duì)于鋼管混凝土的施工來(lái)說(shuō)，混凝土的性能務(wù)必要重點(diǎn)關(guān)注，特別是流動(dòng)性和密實(shí)性，這些指標(biāo)直接關(guān)系到相關(guān)的施工質(zhì)量。而要想切實(shí)地保障這些指標(biāo)的適宜，就應(yīng)做好前期的混凝土的配合比設(shè)計(jì)，以綜合多方面因素優(yōu)化實(shí)施。就本文引述的案例來(lái)說(shuō)，其所采用的是一種微應(yīng)力的混凝土，具體使用的過(guò)程加入了一定的膨脹劑，目的就是提升混凝土的性能。而膨脹劑的添加也應(yīng)注意量的把控，尤其應(yīng)注意膨脹率的準(zhǔn)確和合理，通常應(yīng)在前期做好精細(xì)科學(xué)的實(shí)驗(yàn)，這樣才能高質(zhì)量地推進(jìn)混凝土的施工。

2.混凝土的壓注

對(duì)于采用壓注頂升處理的方式來(lái)說(shuō)，混凝土的灌注主要是借助于一定的壓力進(jìn)行，而所進(jìn)行的澆筑應(yīng)確保兩邊對(duì)稱(chēng)，這樣所達(dá)到的施工效果才會(huì)更為理想。而要想達(dá)到這樣的效果，就應(yīng)重點(diǎn)落實(shí)好以下的處理。首先，所進(jìn)行的開(kāi)孔應(yīng)做好精密的測(cè)量，且應(yīng)使其處在對(duì)稱(chēng)的狀態(tài)。其次，在具體施工的過(guò)程中還應(yīng)做好實(shí)時(shí)的觀測(cè)，以為焊接等的高效處理提供切實(shí)的保障，這樣后續(xù)所進(jìn)行的壓注等的處理才能穩(wěn)定地推進(jìn)。對(duì)于本工程中涉及的的壓注施工來(lái)說(shuō)，拱下存在的各段標(biāo)高不一的情況應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注，一旦存在類(lèi)似的情況應(yīng)及時(shí)做好處理。具體來(lái)說(shuō)，應(yīng)由相關(guān)的技術(shù)人員先從偏高的一側(cè)進(jìn)行混凝土壓注，在這個(gè)過(guò)程中應(yīng)對(duì)拱的變形情況嚴(yán)密觀察，等拱兩側(cè)的控制點(diǎn)標(biāo)高達(dá)到設(shè)計(jì)的要求以后方可進(jìn)行澆筑。需要注意的是，兩側(cè)的澆筑應(yīng)同步進(jìn)行，同時(shí)還應(yīng)注意兩側(cè)混凝土壓注量的適宜。另外還應(yīng)注意的是，即便混凝土壓注到了拱頂，也不可停止?jié)仓?，只有等排氣孔不再冒氣才可停止，而后關(guān)閉混凝土止回閥。整個(gè)處理應(yīng)保證精細(xì)嚴(yán)謹(jǐn)，這樣才能切實(shí)地保障技術(shù)施工的穩(wěn)定與高效。

3.確保混凝土壓注的連續(xù)性

對(duì)于鋼管混凝土的施工來(lái)說(shuō)，壓注應(yīng)確保一次成型。但應(yīng)注意現(xiàn)實(shí)性的施工環(huán)境，因扁拱形的橋梁極易發(fā)生變形，因而本文引述的案例中所涉及的的壓注主要分兩級(jí)進(jìn)行，而仍然是一次成型的推進(jìn)效果。而要想達(dá)到這樣的效果，就應(yīng)做好兩級(jí)壓注的時(shí)間分配，且應(yīng)保證混凝土澆筑的連續(xù)。

六、鋼管混凝土拱橋穩(wěn)定性

1.拱的面內(nèi)失穩(wěn)

在外部荷載與自重的同時(shí)影響之下，拱橋截面中會(huì)有剪力、彎矩、軸向壓力的作用，同時(shí)以軸向壓力的作用為主，并且會(huì)形成合力拱軸線的形式，對(duì)于橋梁結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生較大的作用。在某些特殊運(yùn)行條件以及工況之下，比如在設(shè)計(jì)拱軸線與荷載應(yīng)力作用線處于完全重合的條件之下，拱截面的內(nèi)力也會(huì)有軸向應(yīng)力的存在。在拱截面設(shè)計(jì)完全達(dá)到理想的條件之下，即使只有軸向壓力的存在，此時(shí)也會(huì)導(dǎo)致拱橋的截面內(nèi)的穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)的線形、矢跨比有直接的關(guān)系，所以必須綜合分析這些參數(shù)，以滿足正常的運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.拱的側(cè)傾失穩(wěn)

拱橋結(jié)構(gòu)因?yàn)閮?nèi)部有吊桿連接拱肋與系梁的結(jié)構(gòu)，所以吊桿的存在對(duì)于面內(nèi)屈曲的發(fā)生會(huì)產(chǎn)生較大的抵抗性作用，所以一般的情況下并不會(huì)出現(xiàn)面內(nèi)屈曲失穩(wěn)的問(wèn)題。經(jīng)過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，系桿拱橋側(cè)向失穩(wěn)的分析就成為人們關(guān)注的重點(diǎn)。在具體的系桿拱橋的設(shè)計(jì)中，拱肋的結(jié)構(gòu)形式很多都采用二次拋物線的設(shè)計(jì)形式，而橫撐通常會(huì)設(shè)計(jì)為平式或者立式的形式，且橋面系對(duì)系桿拱橋側(cè)穩(wěn)定性造成影響也是人們研究的重點(diǎn)，如果不做出必要的分析，容易導(dǎo)致結(jié)構(gòu)性能難以滿足要求。

從實(shí)際情況分析，拱的外曲面臨界荷載所產(chǎn)生的影響是非常嚴(yán)重的中。因此，根據(jù)這一方面的設(shè)計(jì)要求，需要對(duì)拱軸線的線形、荷載性質(zhì)、荷載分布、拱橫截面?zhèn)认蚩箯潖?qiáng)度等方面展開(kāi)分析，了解到拱支座的約束情況，通過(guò)采取合理的處理措施以消除這些負(fù)面的影響，對(duì)于提高拱橋結(jié)構(gòu)的性能存在直接的影響，以達(dá)到拱橋運(yùn)行安全性、穩(wěn)定性的標(biāo)準(zhǔn)。

七、結(jié)語(yǔ)

由以上論述可以看出，鋼管混凝土在橋梁工程的施工中確實(shí)有著極為重要的作用，而具體的施工務(wù)必要做好精細(xì)的設(shè)計(jì)，尤其是混凝土壓注的處理。只有做好科學(xué)合理的規(guī)劃，整個(gè)的技術(shù)施工才能更為高效地推進(jìn)下去。