钢管拱肋砼灌注施工方案

支井河特大桥钢管拱肋混凝土灌注施工方案

1工程概况

1.1工程简介

湖北沪蓉国道主干线是我国公路主骨架网“五纵七横”中的“一横”，湖北省宜昌至恩施高速公路是其重要的组成部分，是鄂西南地区必不可少的重要运输通道。沪蓉西21合同段工程是该项目中施工条件最恶劣、施工难度最大的工程之一，其中支井河特大桥位于巴东县野三关镇支井河村一组，大桥宜昌侧（东侧）接漆树槽隧道出口，恩施侧（西侧）接庙垭隧道进口，由于桥隧紧密相连，两侧均为陡峻的悬崖峭壁，交通运输条件之恶劣、施工场地之狭小、工程之艰巨为全路段之最。

1.1.1结构型式

支井河特大桥中心桩号为K120+433.507，起点桩号为K120+170.037，终点桩号为K120+715.577，桥梁全长545.54m。主桥为1-430m上承式钢管砼拱桥，引桥为简支梁桥；桥跨布臵为1×36m（引桥）+1×19.1m+19×21.4m+1×19.1m（主桥）+2×27.3m（引桥）。桥台采用扩大基础，引桥墩采用桩基础，过渡墩直接座于拱座上；桥台身为钢筋砼结构，引桥墩（D3墩）为矩形实体墩，过渡墩为钢筋砼薄壁空心墩，其中D1墩墩身高82.383m，D2墩墩身高73.872m；桥面板采用预应力砼箱梁，先简支后连续；桥面铺装为6cm防水砼和9cm沥青砼，全桥在两过渡墩和两桥台位臵各设一道伸缩缝。

主拱桥拱轴线采用悬链线，计算跨径430m，计算矢高78.18m，矢跨比1/5.5，拱轴系数1.756。拱肋采用钢管混凝土主弦管和箱形钢腹杆组成的空间桁架结构，截面高度从拱顶6.5m变化到拱脚13m，拱肋宽度为4m，两肋间距13m，以20道“米”字横撑相连。主拱圈钢管外径1200mm，管壁厚度：拱脚下弦1/8跨为35mm，1/4跨为30mm，其余下弦及上弦均为24mm，钢管内填充C50砼。主桥拱上立柱为□1400mm×1000mm的钢箱（内壁加劲）与钢箱横联组成的格构体系，高度为3.153m～71.866m，拱上盖梁亦为整体钢箱结构。桥型总体布臵见图1。

1.1.2 技术标准

（1）公路等级：高速公路；

（2）设计行车速度：80km/h；

（3）路基宽度：24.5m；

（4）设计荷载：活载：汽车-超20级，挂车-120；温度荷载：全桥整体升温：+30℃；整体降温：-30℃；

图1 桥型总体布臵图

（5）设计洪水频率：1/300；

（6）地震烈度：Ⅵ度，按Ⅶ度设防。

1.2项目环境

1.2.1地形地貌

支井河特大桥地处构造侵蚀溶蚀峰丛峡谷低中山区，山顶高程为1415m，河床高程660m，相对高差755m，地形上属不对称“V”字型峡谷，两岸地形变化极为复杂，谷深陡坡、悬崖连绵，整体呈现纵坡陡峻、横坡起伏变化、切割强烈的幽谷地貌景观。东岸沿桥轴线为陡缓相间的折线陡坡，桥面下方斜坡由下至上坡度变化为45°～30°～20°～45°～64°～73°，桥面上方坡度为42°陡坡，仅在760～810m高程为缓坡带，拱座及桥台位于64°～73°急陡坡及陡崖地段，平面投影范围对应的地面高程850～888m。西岸下方为悬崖峭壁，崖肩高程855m，以上为40°陡坡，拱座位于崖肩以上地带，平面投影范围对应的地面高程887～904m。在高程660～665m段为深切河谷，河流总体由北流向南，河谷谷底宽30m。

318国道于拟建桥位北4km以外通过，桥位处交通闭塞，通行条件极差。

1.2.2地质、水文

1.2.2.1地质

岩体裂隙发育一般，岩性坚硬，整体稳定性及持力层条件较好。从两岸钻孔揭露来看，东岸裂隙不甚发育，西岸地表陡岩边缘岩体沿节理松弛开裂、溶蚀，形成稳定性较差的危岩体。

1.2.2.2地表水

支井河特大桥跨越的支井河，全长数十公里，流域面积大，总落差1000余米，平均坡降18％，年迳流量达亿立方米，为常年性河流。河床宽30m，水随季节变化大，调查最高洪水位高出河床约3m，远低于拟建桥面，对拱桥无影响。据支井河水质分析成果：

PH值8.24，硬度111.9mg／Ｌ，矿化度169.98mg／Ｌ，水化学类型为HC0

〃Ca型，属

3

中性微硬淡水。参照《公路工程地质勘察规范(JTJ064—98)》结合区域水文地质条件综合判断，桥址区地表水、地下水水质均较好，对砼无腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。

1.2.2.3地下水

钻孔未揭露到稳定的地下水位，一般为干孔。因此，桥址区地下水类型主要为季节性岩溶裂隙水及埋藏较深的岩溶管道水。桥位区地形切割强烈，桥台及拱座位分布标高较高，地下水径流及天然排泄条件好，岩溶水位埋藏较深，浅层风化、岩溶裂隙季节性滞水水量极贫乏，对工程施工影响小。

1.2.3气象

桥址区气候属亚热带大陆性夏热潮湿气候区，光照充足，降水充沛，严寒期短，雾多湿重，最大相对湿度超过85%，区域降雨量大，多年平均降水1084.1mm，多集中于四至八月份。年平均气温17.4℃，极端最高气温41.6℃，极端最低气温-15.2℃。

1.3本方案需解决问题

在8根主拱圈钢管内灌注C50混凝土，其跨度430米，钢管外径1200mm，管壁厚度：拱脚下弦1/8跨为35mm，1/4跨为30mm，其余下弦及上弦均为24mm。详见图2主弦管结构图。

图2 主弦管结构图

2C50泵送钢管混凝土配合比设计

2.1高强微膨胀顶升钢管混凝土技术性能

C50钢管混凝土为自密式混凝土，灌注时不捣固；凝结硬化后有良好的密实性；具有低泡、大流动性、收缩补偿、延后初凝和早强的工作性能，尤其可泵性好，在泵送顶升过程中，能始终保持优良工作性能状态；泌水率小，流动度大，便于混凝土自动扩展填充；在现场温度条件下施工时，能正常凝结硬化，不开裂。

2.2原材料选择

水泥：华新水泥厂52.5普通硅酸盐水泥，检验项目有强度等级、安定性、凝结时间、标准稠度用水量。

细骨料：采用洞庭湖黄砂，检验项目有颗粒级配、表观密度、堆积密度、含泥量、泥块含量等。

粗骨料：采用福刚石场碎石，级配为5～20mm，检验项目有表观密度、堆积密度、含泥量、泥块含量、针片状颗粒含量、压碎指标等。

外加剂：减水剂选择浩源FDN-9000A萘系高效超缓凝型减水剂与磊珂LK-F2萘系高效超缓凝型减水剂。膨胀剂选择武汉磊珂低碱高效UEA膨胀剂。

拌合水：生活用水。

掺合料：采用阳逻电厂Ⅰ级粉煤灰，检验项目有细度、烧失量、含水量、三氧化硫。

2.3 C50混凝土配合比确定

通过多次试验（见表1）研究，最终确定的两组配合比（见表2），具体试验研究过程详见另成册部分。

表1 配合比试验项目表