黄河特大桥拱肋砼顶升施工方法

收稿日期：2012

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黄河特大桥拱肋砼顶升施工方法

卢海生

艾国民

（北京铁城建设监理有限责任公司

北京100855）

摘

要

准朔铁路黄河特大桥是新建朔（州）准（格尔）铁路的重点控制工程，该桥主桥为380m 上承式钢管混凝土

提篮拱，

为目前世界重载铁路同类型桥梁中的最大跨度。该桥的钢管拱肋内混凝土顶升施工是重点、难点施工工序之一，对该桥拱肋混凝土顶升施工工艺进行了全面阐述，并结合现场试验情况，对工艺进行了进一步的完善和探索，可为今后类似桥梁工程施工提供一定的借鉴。关键词

黄河特大桥

拱肋

混凝土顶升

施工工艺

中图分类号

U448．22

文献标识码

A

文章编号1009-4539（2012）增1-0057-041工程概况

准朔铁路黄河特大桥是全线的重点控制工程之一，该桥主桥380m 上承式钢管混凝土拱一跨跨越黄河，主拱结构采用提篮式钢管混凝土拱，钢管拱肋混凝土采用C50补偿收缩混凝土。

2

工程的特点及难点

2．1

工程特点

（1）拱肋钢管直径大，顶升高度大：主拱弦管直

径1．5m ，

累计最大顶升高度67．5m ；（2）混凝土顶升量大：拱肋顶升混凝土共

6255m 3，最大单次顶升635m 3

；

（3）科技含量高：钢管拱顶升混凝土线形监测控制、满足抗拉强度及泵送要求的钢纤维混凝土的配制。2．2工程难点

（1）拱肋横跨黄河，属大江、大河深水临空作业，施工控制难度大；（2）拱肋一根弦管内或平联板内混凝土强度达到90%后，才能灌筑下一根钢管内或平联板内的混凝土，且拱肋上弦混凝土灌筑养护温度为5 10ħ，下弦为5 15ħ。

3黄河特大桥拱肋砼技术及质量要求

钢管内混凝土要求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。

4施工方案

拱肋混凝土施工采用单根弦管两岸对称施工，拱肋混凝土施工顺序为：下游上弦外侧管→上游上弦外侧管→上游下弦内侧管→下游下弦内侧管→下游上弦内侧管→上游上弦内侧管→上游上弦平联板→下游上弦平联板→下游下弦外侧管→上游下弦外侧管→上游下弦平联板→下游下弦平联板。单根弦管或平联板施工采用分段连续施工的方法，一根弦管内或平联板内混凝土强度达到90%后，才能灌筑下一根钢管内或平联板内混凝土。根据混凝土的类型及顶升孔的位置对拱肋混凝土进行分段施工（见图1）

。

图1拱肋混凝顶升顺序示意

5

施工计划

5．1

材料计划

每岸单次顶升最大混凝土数量为635m 3

，东岸

7

5铁道建筑技术RAILWAY CONSTRUCTION TECHNOLOGY 2012（增1）

砂料池为10mˑ52m、14mˑ21m两个，共计814m2。

5．2设备计划

5．2．1混凝土拌和设备

根据试验确定：C50钢纤维混凝土每盘搅拌时间8．5min，C50补偿收缩混凝土每盘搅拌时间4min，两岸各配置二套90型拌和站。各配置1台ZL50装载机，用于搅拌机上料。

5．2．2混凝土运输

两岸各配置朔8m3混凝土运输车5辆（1辆备用）。朔岸混凝土采用罐车由拌和站运至5号基坑顶上游侧拖泵内；准岸采用罐车由拌和站运至6、7号墩之间平台上的拖泵内。

5．2．3泵管布置

顶升泵管全部采用 125mm的高压泵管，共配置1200m。按最大泵管用量计算，其中朔岸拖泵至下弦顶升孔最大距离80m，准岸拖泵至下弦顶升孔最大距离80m；上弦一趟主泵管长140m；上游上下弦沿横撑布设，共计168m。

朔岸泵管沿脚手架布设至5号交界墩基础顶面，准岸泵管沿6号基坑后背侧布设至6号交界墩基础顶面。

泵管沿上下游上弦各布设一趟泵管，A6-A6、A14-A14、A19-A19、A27-A27横撑布设泵管与顶升孔连接。上游上弦顶升时，上游上弦侧管道作为主泵管，下游上弦侧管道通过横撑与布设至上游上弦各级顶升孔，作为备用管道。下游上弦施工时，上游上弦作为备用管道。

泵管布设尽量减少弯头设置，不得出现泵管垂直向下布设。

5．2．4混凝土输送泵

根据模拟顶升试验选用ZLJ5121THB100．18．195车载泵。最大泵压力为18MPa；理论泵送能力为80m3/h，按50%利用率算，实际泵送能力为40m3/h。

两岸各配置2台，1台用于混凝土顶升，1台备用。

5．2．5电力供应

两岸各设有一台500kVA交流变压器，用于拌和设备和泵送设备等供电。另外，每岸各备一台250kW的柴油发电机，确保在外来供电中断时给钢管混凝土拌和和泵送设备正常供电。5．2．6通讯及其他

施工现场主要管理人员及各班组长每人配对讲机一台。

拱肋混凝土降温使用100m扬程水泵1台，现场备用适量麻袋片（覆盖泵管管卡及排气孔）、遮阳布草袋及棉篷布（覆盖拱肋确保养护温度）、冰屑（确保混凝土出机温度）。

6混凝土模拟试验及试验结果

为了验证钢纤维配合比，2011年6月进行第一次弦管钢纤维混凝土顶升模拟试验，当混凝土卸料到拖泵进料仓篦子时发生堵塞，经过现场观察和分析，认为主要原因是钢纤维混凝土粘度大，不满足泵送性能。通过优过优化粗细骨料与钢纤维的级配，确定了三级配钢纤维、两级配碎石，并摸索出适应于钢纤维混凝土的聚羧酸高性能减水剂，辅以适应于钢纤维混凝土的现场生产工艺，并于2011年8月31日在黄河特大桥成功进行了模拟泵送（顶升试验），并成功完成。

7混凝土灌筑前的准备工作

（1）拱肋开始顶升混凝土后不得进行焊接作业。

（2）在灌筑钢管混凝土之前，浇筑完毕拱座二期混凝土。

（3）按设计位置开好顶升灌筑孔、排气孔和排渣孔。

（4）拱肋内安设温度及应力检测元件。

（5）为保证拱脚处弦管倒流段内混凝土的密实，根据现场实际情况在混凝土内采用插入式振捣棒振捣。为此在此段弦管背上预先开好振捣孔。振捣孔直径为100mm，每根弦管及平联板端部各开1孔，全桥共计24孔。所有开口均采用气割开设，割下的母材钢板应一一编上号并保存好，待混凝土强度达到设计要求后再进行补焊。

（6）拱顶段（第15至16段）弦管坡度较缓，为保证管内空气完全排走，在此段管背上开排气孔，排气孔用冲击电钻钻出，间距为5 6m，直径10mm。

（7）每根钢管灌筑前，均从拱顶的排气孔灌入清水，以清冼拱肋钢管内部，清洗后的水及锈渣等

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