关于钢管混凝土在工程中的应用及浇筑钢管拱肋混凝土时存在的常见问题和预防措施

【摘要】随着科技的不断发展，钢管混凝土技术被广泛的应用在工程中。本文将从钢管混凝土概述、钢管混凝土拱桥施工过程简介和质量通病及其原因、防治措施的一些问题及对策等方面进行了分析。

【关键词】钢管混凝土；拱肋；预防措施

中图分类号： TU37 文献标识码： A

一、前言

近年来，我国钢管混凝土技术上取得了很大的成绩，随之而来的浇筑钢管拱肋混凝土时的问题也越来越多。新时期下，我们要加强对该技术的分析，根据实际情况，编制出合理的钢管混凝土施工方案，确保工程的质量安全。

二、钢管混凝土概述

由于钢管混凝土具有承载力高、塑性和韧性好、节省材料、施工方便等特点，因而在建筑和桥梁工程中的应用越来越广泛。钢管混凝土拱桥由于其能够充分发挥材料的性能、节省造价、适用于无支架施工，以及钢管拱劲性骨架可采用转体法或缆索吊悬拼法施工，混凝土可采用顶升泵送法施工，这就使得钢管混凝土拱桥在全国范围内已成了大跨度拱桥建设的首选桥型，其应用前景十分广泛，在山区采用这种桥型尤为适合。钢管混凝土拱桥与其他类型的拱桥相比，虽然其受力机理没有变化，但钢管混凝土拱桥有其自身的特殊性。由于钢管混凝土用在拱桥上时间还不长，施工技术规范刚颁布不久，因而在一些施工细节问题的处理上还不够成熟和完善。

三、钢管混凝土拱桥施工过程简介

1、空钢管阶段

拱肋钢管采用Q345D钢材。钢管的制作由武船重工承担，在室内分2m一段卷制焊接，运至施工场地焊接，在钢管拱预制场进行试拼。对接无误后再进行喷铝等防锈处理。空钢管的架立采用满堂支架安装。先吊装两边段拱肋就位，再吊装中间段进行合拢，每一孔吊装完成后及时安装缆风，保持钢管拱肋的稳定。待标高、线形调整合理后，浇筑拱脚处承台混凝土封拱脚，再安装横撑固定拱肋。

2、浇筑钢管混凝土阶段

拱肋钢管内填充C50微膨胀混凝土，严格控制混凝土的流动性、配合比、塌落度、水灰比、入仓温度。80m拱肋混凝土的灌注分三次进行，先灌注下弦，再灌注上弦，最后灌注缀板。50m拱肋混凝土采用由两端拱脚同时泵送，两片拱肋同时进行，以免发生较大的横向位移。拱脚预留压浆孔，一次泵送完成，在拱肋上最高处预装一个排气(排浆)孔。混凝土泵送至排气孔有均匀散落的骨料时为止。泵送混凝土的整个过程对拱肋进行线形监控。

四、拱肋混凝土灌注

(一）、灌注顺序

每条拱肋钢管半跨对称一次性灌注完毕，灌完倒流段后自下灌进，顺管而上。混凝土的灌注要求对称进行，桥梁上下游对称、桥梁两头对称。一个拱肋一般由多根钢管组成，若同时灌注则需多台设备同时施工，一次投入人员较多，施工控制困难，且拱脚钢管应力也较大。所以施工时一般先对上游(或下游)的一根钢管(内侧优先)半跨对称灌注，然后灌注与之对称的下游(或上游)的钢管。

1.拱肋由2根以上钢管组成时，在前一次混凝土灌注完毕下一次灌注开始时，已灌管内混凝土强度应达到设计强度的80％以上方可进行。

2、泵送清水、砂浆湿润泵管

灌注混凝土前先向混凝土输送泵内注水，启动输送泵，湿润所有的输送泵管。检查输送泵工作情况是否正常、输送管道有无渗漏。

准备工作一切就绪、开始灌注混凝土前，先用搅拌机拌1～2盘砂浆，用于湿润输送泵管，然后将泵管与进料口连接。

3、灌注进料管至拱脚部分(倒流段)混凝土

混凝土进入钢管后，首先流至拱脚管底，然后再缓慢上升。倒流段内由于在混凝土往下流动的过程中夹带了空气，加上此时输送泵压力未能作用到混凝土上，为了保证混凝土的密实，需在钢管顶面开洞，将插入式振捣棒伸入钢管内振捣混凝土，振捣时间控制在5S左右。

4、拱顶排浆管灌入稀水泥浆，灌注拱肋混凝土

混凝土填满倒流段并高过进料管后，在拱顶排浆管灌入0．5m3(每半跨)水泥浆，以起到管壁、便于拱肋混凝土灌注的作用。灌入水泥浆时，管内混凝土必须高出进料口2．0m以上，防止水泥浆进人倒流段。

5、混凝土输送泵工作要求

（1）混凝土加入料斗以前，砂浆平面应保持在料斗搅拌轴线以上和混凝土一并泵送。泵送中，混凝土平面至少应维持在搅拌中心线以上20em的高度。

（2）临时停泵期间，应间隔5～10min进行正反泵1次，以防管道内混凝土离析。当长时间停泵重新工作时，应先启动搅拌器，再开始泵送。

（3）当泵送工作接近尾声时，应预先估计剩余工作量和管道内的混凝土体积，以便停止供料。

（4）停泵后，立即将料斗和管道内的混凝土清除掉，清洗泵机、料斗、管道等。清洗时人员要离开排料口及弯管接头处，以免发生意外。输送管体拆卸清洗后，将管段及卡箍等堆放整齐。

五、质量通病及其原因、防治措施

1、质量通病及原因

（1)空腔：由于灌注过程中排气不良或灌注间断而使空气残留在混凝土内造成。

（2)收缩缝：由于混凝土水灰比过大，水泥用量过多，膨胀量不足造成；

（3)混凝土与管壁粘结不良：由于管壁锈蚀造成；

（4)混凝土离析：由于配料不好，骨料堆积或抛投灌注造成；

（5)混凝土不密实：由于泵压不足，灌注速度过快造成；

（6）钢管拱炸裂：由浇筑时中间间断，再次输料时泵加压过大，管材自身的加工质量造成。

2、预防措施

（1)在灌注混凝土的前进方向上应每隔20m设1个排气孔，拱顶适当加密。1根钢管内的混凝土应在混凝土初凝时间内1次灌注完成，中间不得间断。浇筑过程中边浇筑边安排专人用小锤敲打拱壁以随时掌握料子入管进程和密实情况。

（2）拱肋混凝土灌注完毕，且混凝土达到70％强度时，拟用超声波探测仪对拱肋进行探测，检查其密实性。若发现不密实处，立即钻小孔并压浆补实。但混凝土微膨胀基本完成后(约28d)，可钻小孔检查混凝土与钢板是否密贴。

（3)配制混凝土时应严格控制水灰比和水泥用量，配合比试配时可按规范要求适当加入一定比例的矿粉和粉煤灰及混凝土专用增强剂取代部分水泥用量，以利于降低水灰比和提高混凝土强度及混凝土的和易性。泵送剂的添加和用量要符合相关施工规范要求。夏季高温时，在混凝土浇筑后及时在钢管拱上喷水降温，适当延长养护时间，以提高混凝土的抗裂能力。冬季应采取保温措施，使混凝土缓慢降温。以防温度骤变，减少温度收缩缝。

（3)混凝土配合比设计、计算和试验方法应按有关技术规定执行。在混凝土拌制和灌注过程中，应按规定检查混凝土组成材料的质量和用量(每一工作组至少2次)，在灌注地点和浇筑地点检查混凝土的坍落度（宜为180-220，温度超过30度时宜控制在200以上）。

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六、建议

钢管混凝土的灌注是钢管拱桥施工的一道关键工序，保证钢管混凝土的灌注质量就是保证钢管混凝土拱肋安全受力的一个关键环节。钢管混凝土用输送泵，泵送顶升法灌注，必须要保证其顺利进行，并且一气呵成。为了使钢管混凝土在灌注后达到密实，并且具有收缩补偿性，还要混凝土强度满足设计要求，必须在混凝土的试配、制作、钢管混凝土的灌注等方面，精心的组织，科学的施工。该项工程的施工经验是钢拱混凝土施工关键技术积累，也是钢拱桥施工的关键工序之一。

七、结束语

通过对钢管混凝土在工程中的应用及浇筑钢管拱肋混凝土时存在的常见问题和预防措施的问题分析，进一步明确了钢管混凝土在工程中的重要性。因此，我们要加强该方面的研究，这对工程的发展具有重要的意义。

参考文献

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