劲性骨架钢管内及外包混凝土施工技术汇报

中铁十十八局局集团团云桂桂铁路路项目目部云桂铁铁路南南盘江江特大大桥劲性骨骨架钢钢管内内及外外包混混凝土土施工工技术术YUNGUITIELUNANPANJIANGTEDAQIAO四technicalinnovation科技创创新二Technicaldifficulties技术难难点一Engineeringsurvey工程概概况三Constructiontechnology施工技技术劲性骨骨架钢钢管内内及外外包混混凝土土施工工技术术一、工工程概概况云桂铁铁路南南盘江江特大大桥大大桥全全长852.43m，其中中主桥桥为1孔净跨跨416m的上承承式劲劲性钢钢筋砼砼拱桥桥。劲性骨骨架采采用双双幅四四管变变截面面钢管管桁架架组合合结构构，主主弦管管采用用φ750××22mm的钢管管，管管内为为C80补偿收收缩混混凝土土，最大压压注高高差102米，施施工方方法：：真空空辅助助一次次连续续压注注到顶顶。一、工工程概概况管内压注工程概况主跨结结构：：拱圈圈采用用单箱箱三室室等高高变宽宽箱型型截面面，高高8.5m，宽度度从拱拱顶至至拱脚脚18～28m变化；；拱箱箱中间间箱室室采用用9.8m等宽截截面，，左右右两个个边箱箱3.5m～8.5m变化。。外包C60混凝土土，总总量为为24068m3，采用用纵向分分段，，横向向分环环法连续浇浇注施施工。。一、工工程概概况拱圈外外包工工程概概况二、技技术难难点技术重重难点点主要要有以以下几几个方方面：：三、技技术难难点管内压压注技技术难难点高标号号C80混凝土土配合比比钢管砼砼压注注真空空辅助助一次次压注注施工工斜拉扣扣锚施施工与与控制制钢管拱拱线形形、应应力监监测技术重重难点点主要要有以以下几几个方方面：：三、技技术难难点外包施施工技技术难难点高标号号C60混凝土土配合比比设计计外包混混凝土土模板板设计计与安安装外包混混凝土土的施施工混凝土土的泵泵送与与浇注注拱圈线线形、、应力力监测测技术难难点攻攻关二、技技术难难点专家组组现场场技术术指导导三、施施工技技术结合本本桥施施工重重难点点，下下面对对以下下几项项关键键工序序的施施工进进行汇汇报。。三、施施工技技术关键技技术1管内混混凝土土真空空辅助助一次次压注注技术术2拱圈外外包斜斜拉扣扣挂分分环分分段组组合施施工技技术三、施施工技技术管内混混凝土土压注注管内混混凝土土压注注采用用真空空辅助助泵送送顶升升法，，在钢钢管拱拱脚处处开压压注孔孔，由由下而而上对对称顶顶升，，靠自自重和和管内内抽真真空产产生的的负压压挤压压密实实钢管管管内内混凝凝土。。■配配合比比设计计配合比比试配配时首首先从从原材材料的的品质质选择择着手手，围围绕着着如何何使混混凝土土更加加密实实、耐耐久，，便于于施工工，遵遵循经经济适适用、、就地地取材材，且且符合合业主主指定定的材材料范范围的的原则则，初初步设设计配配合比比。然然后通通过大大量对对比试试验，，综合合考虑虑各项项性能能指标标及现现场施施工实实际情情况，，确定定最优优配合合比。。施工配合比比配合比试

配

强

度（MPa）实测稠度mm（s）理论配合比水胶比92/1:0.27:0.8:1.74:2.63:0.12:0.02:0.380.27每方混凝土用料量（kg/m3）水泥粉煤灰硅灰砂碎/卵石减水剂膨胀剂拌和水胶材总量3881053167510208.5546.0148524管内混凝土土压注三、施工技技术■配合比比设计管内混凝土土压注实测塌落度度220mm，停放2h塌落度210mm，停放2.5h塌落度205mm；粘聚性良良好，保水水性无泌水水；初凝时时间14时时40分,终凝时间间17时30分；7d抗压强强度为71.3Mpa，，28d抗抗压强度为为85.2Mpa，56d抗压强度度为96.4Mpa，该配合合比各项指指标均满足足设计规范范要求。三、施工技术术■对比试验验相比真空辅助助压注与常规规压力压注的的优越性，在在同条件下，，同批次的混混凝土，其中中一根管采用用常规方式泵泵送，另一根根管采用抽真真空辅助的方方式进行泵送送。管内混凝土压压注三、施工技术术检测结果显示示：真空管各检测测通道的波速速明显大于普普通管的检测测波速，且波波速值均较大大，普通管管内混混凝土的密实实性或与钢管管之间的粘结结性远不如真真空管。1通道检测结结果（以1通通道为例）管内混凝土压压注三、施工技术术■正式压注注前试验压注试验现场场布置图管内混凝土压压注检验混凝土和和易性、可泵泵送性；拌合合站供应能力力；地泵及真真空泵的性能能；以及现场场配合。三、施工技术术三、施工技术术管内混凝土压压注压注顺序：：管内压注施工工顺序：先下下弦后上弦，，先内侧后外外侧。机具布置：两岸各设两台台HBT90.21.220S混凝凝土泵。泵送管和排浆浆管布置：泵送管布置在在拱座表面以以上200cm位置，与与钢管轴线成成30°；排排浆管布置在在拱座表面以以上100cm位置。管内混凝土压压注三、施工技术术隔仓板布置：：19#节段8根弦管端头头位置弦管内内焊接厚度16mm的隔隔仓板，隔仓仓板位置距出出浆口30cm。管内混凝土压压注三、施工技术术拱顶出浆孔布布置：出浆孔布置在在19#节段段，出浆孔采采用φ150×2000mm高压泵泵管制作而成成。管内混凝土压压注三、施工技术术抽真空系统布布置管内混凝土压压注三、施工技术术管内混凝土压压注三、施工技术术■斜拉扣索索设置斜拉扣索布置置在劲性骨架架的第7、8#节段;锚锚索锚固端分分别设置在4#墩及7#墩的桩基承承台锚碇上。。三、施工技术术管内混凝土压压注钢管内混凝土土在晚上温度度比较低的时时候进行压注注。管内混凝土压压注三、施工技术术混凝土压注管内混凝土压压注三、施工技术术■监控监测测线形监测：掌掌握浇注前后后的控制数据据，并进行对对比分析。固定棱镜布置置管内混凝土压压注三、施工技术术■监控监测测线形监测结果果：管内混凝凝土压注引起起的劲性骨架架各节段实际际下沉量与设设计值相差最最大为1cm，控制效果果好。线形监测结果果与设计值对对比表管内混凝土压压注三、施工技术术■监控监测测应力监测：利利用表面钢弦弦式应力传感感器对主拱的的上、下弦钢钢管进行应力力监测，共9个断面（编编号1－9））。管内混凝土压压注三、施工技术术■应力监测测应力监测结果果：通过实际际监测情况，，管内混凝土土压注过程中中各钢管的应应力均小于钢钢管的容许应应力210MPa，满足足设计要求。。管内混凝土压压注三、施工技术术■管内混凝凝土检测检测目的：查找缺陷，如如脱粘、空洞洞等问题,直直接影响大桥桥的质量，存存在安全隐患患，对钢管混混凝土构件的的质量检测不不容忽视。检测方法：钢管混凝土缺缺陷检测采用用铁锤敲击、、首超声波声声时、首波波波幅、首波频频率三种方法法相结合进行行重点检测，，判定钢管混混凝土的粘结结情况、混凝凝土均匀性以以及是否存在在不密实、空空管、大空洞洞等。管内混凝土压压注三、施工技术术■管内混凝凝土检测在主要受力最最不利位置进进行检测，全全桥测点共有有2024个个断面。混凝土检测断断面表面钢弦式应应力传感器管内混凝土压压注三、施工技术术■管内混凝凝土检测检测结果：本次检测共测测全桥（8根根弦管）断面面数2024个。其中检检测结果表明明南盘江特大大桥钢管混凝凝土密实性均均满足正常使使用和设计要要求，合格率达到100%。管内混凝土压压注三、施工技术术本桥主拱圈外外包混凝土共共计2.4万方，为C60混凝土。拱圈外包混凝凝土共分为5环进行浇筑筑，每一环需需纵向贯通后后再浇筑下一一环。外包混凝土三、施工技术术边箱底板下腹板上腹板、顶板板中箱底板中箱顶板外包完成每环单侧共分分3个工作面，每每个工作面分分3个节段，每环环每次两侧同同时各浇筑3个节段，共分分3次浇筑完成。。外包混凝土三、施工技术术外包混凝土分环部位混凝土方量（m3）备注7+1+48+2+59+3+61边箱底板893.5795.2786.5

2下腹板328.2329.6361.4

3上腹板、顶板1292.91178.61199.8

4中箱底板331.7343.3386.1

5中箱顶板331.7343.3386.1

半拱分环混凝凝土方量表三、施工技术术外包混凝土配配合比三、施工技术术对C60强度度等级的混凝凝土进行了大大量不同砂率率、不同水灰灰比、不同胶胶凝材料、不不同矿物掺合合量等对比试试验，共设计计了150种配合比，经经大量试验，，逐步优化后后发现C60混凝土粉煤灰灰掺量为胶凝凝材料总量的的25%，效果最佳。外包混凝土现现场布置三、施工技术术外包现场布置置图★支架现浇5m拱脚实心段。。施工步骤一：：拱脚实心段段三、施工技术术拱脚实心段施施工支架底模体系系支架侧模三、施工技术术施工步骤一：：拱脚实心段段★张拉扣索SS1、SS2，各1200KN。施工步骤二：：斜拉扣挂三、施工技术术三、施工技术术二次扣锚索张张拉Ss1，Ss2各张拉1200KN施工步骤二：：斜拉扣挂★边箱底板施工步骤三：：边箱底板三、施工技术术施工步骤三：：边箱底板★模板加工：：考虑施工条条件限制及工工期要求，边边箱底板全拱拱满铺。底底模板在预拼拼装内集中加加工制作，由由平板运输车车运至起吊平平台，最后利利用二级提升升平台进行吊吊装作业。边箱底模板=工作面1（[20+钢模）三、施工技术术★模板加工：：模板全部在在预拼装加工工制作。三、施工技术术施工步骤三：：边箱底板★模板转运：：加工制作完完成后，利用用吊车和平板板车转运模板板到吊装平台台位置。在预拼场加工工好后，转运运至吊装平台台起吊点三、施工技术术施工步骤三：：边箱底板★模板安装：：用吊车将模模板放置在二二级提升平台台，由二级提提升平台吊运运至安装位置置进行安装作作业。三、施工技术术施工步骤三：：边箱底板★模板安装三、施工技术术施工步骤三：：边箱底板施工步骤三：：边箱底板★钢筋绑扎：：外包钢筋采采用缆索吊及及塔吊运送钢钢筋至施工作作业面附近的的堆放平台，，人工倒运至至作业面进行行钢筋绑扎。。堆放平台三、施工技术术施工步骤三：：边箱底板★钢筋绑扎：：人工倒运至至作业面进行行钢筋绑扎三、施工技术术三、施工技术术边箱底板施工工施工步骤三：：边箱底板★内模（压模模）制作、安安装：外包内内模（压模））采用缆索吊吊及塔吊运送送至施工作业业面附近的堆堆放平台，人人工倒运至作作业面进行模模板安装及加加固。施工步骤三：：边箱底板三、施工技术术★混凝土浇注注：混凝土输输送泵管泵送送至浇注作业业面拱顶部位位，采用串筒筒浇注混凝土土。施工步骤三：：边箱底板三、施工技术术施工步骤三：：边箱底板★泵管布设：：沿人行通道道布置2套泵管，在浇浇筑工作面处处设置3通管向上下游游两侧拱圈同同时输送混凝凝土。三、施工技术术混凝土浇注：：输送泵将混混凝土泵送到到浇筑面上方方，通过料斗斗流入串筒，，由串筒进入入浇筑面进料料口。■模板配置施工步骤三：：边箱底板三、施工技术术施工步骤三：：边箱底板★混凝土凿毛毛三、施工技术术施工步骤三：：边箱底板★模板拆除三、施工技术术■模板配置三、施工技术术边箱底板施工步骤三：：边箱底板施工步骤四：：下腹板三、施工技术术施工步骤四：：下腹板三、施工技术术■模板配置下腹板三、施工技术术施工步骤四：：下腹板施工步骤五：：上腹板、顶顶板施工三、施工技术术施工步骤五：：上腹板、顶顶板施工三、施工技术术施工步骤六：：中箱底板施施工三、施工技术术★底模安装施工步骤六：：中箱底板施施工三、施工技术术★中箱顶板施工步骤七：：中箱顶板施施工三、施工技术术施工步骤七：：中箱顶板施施工三、施工技术术线形、应力及及温度监测三、施工技术术外包混凝土变变形监控量测测点分别布置置在拱肋上下下游侧面，在在左拱脚、1/8拱、1/4拱、3/8拱、拱顶、5/8拱、3/4拱、7/8拱以及右拱脚脚布置永久变变形监控点，，对环境温度、、预埋温度测测试，提出线线形控制的温温度修正值。。。外包混凝土全全部浇注完成成后，拱顶下下沉量比设计计值偏小5cm，且过程程中拱顶变形形较平顺；完成后实测标标高与设计值值差值最大位位置在拱顶，，为21mm，最小位置置在13#节节段，为3mm，综合考考虑后期拱上上结构施工及及运行活载对对线形的影响响，目前拱圈圈标高误差满满足相关规范范要求。线形分析三、施工技术术外包混凝土施施工过程中钢钢管最大应力力187MPa，管内混混凝土最大应应力27MPa，均为压压应力。外包混凝土最最大拉应力1.5MPa,最大压应应力9.7MPa。均满足相关规规范和验标要要求，结构处处于安全状态态，外包混凝凝土不会产生生裂缝。应力分析三、施工技术术通过对斜拉扣扣索的索力进进行监测，表表明外包混凝凝土施工过程程中扣索的索索力略小于计计算值，处于于安全状态。。索力分析三、施工技术术四、科技创新新管内压注重要要技术创新管内混凝土压压注采用了抽抽真空辅助一一次连续压注注到顶技术，，通过压注过过程索力调整整线形，抽真真空辅助措施施，确保了钢钢管混凝土密密实性、粘结结性及线形。。四、科技创新新■斜拉扣索调载载法：调载过过程不增加劲劲性骨架的荷荷载而是减载载（减小了施施工过程劲性性骨架及外包包过程的应力力），实现了了“四两拨千千斤”的效果果，利于拱的的稳定；调载载准确、方便便、灵活、快快捷，成本低低，运用环境境不受限制，，还能调整拱拱圈永存应力力。四、科技创新新外包混凝土重重要技术创新新南盘江大桥外外包混凝土分分环分段法施施工："分环"法使使钢管拱劲性性骨架只需独独立承担边箱箱底板荷载，，剩余施工阶阶段由已完成成外包阶段和和劲性骨架共共同承担，使使施工过程更更加安全，节节约了用钢量量近10000t。"分段"法降降低了施工的的难度，节约约了机械设备备的投入，有有利于拱圈线线形及应力的的控制。四、、科科技技创创新新外包包混混凝凝土土重重要要技技术术创创新新研发发了了二二级级提提升升平平台台（（发发明明专专利利已已受受理理）），，规规避避了了高高空空作作业业安安全全风风险险，，加加快快了了施施工工进进度度，，节节约约了了施施工工成成本本。。四、、科科技技创创新新外包包混混凝凝土土重重要要技技术术创创新新管内内、、外外包包混混凝凝土土科科技技创创新新的的意意义义南盘盘江江大大桥桥管管内内混混凝凝土土压压注注过过程程中中，，通通过过索索力力调调整整线线形形，，抽抽真真空空辅辅助助措措施施，，规规避避了了脱脱粘粘、、空空洞洞等等缺缺陷陷的的发发生生,确确保保了了大大桥桥的的施施工工质质量量，，消消除除了了安安全全隐隐患患，，对对国国内内乃乃至至世世界界大大跨跨度度拱拱桥桥管管内内混混凝凝土土施施工工起起到到了了借借鉴鉴的的作作用用。。在管内内混混凝凝土土压压注注完完成成的劲劲性性骨骨架架上上浇浇注注混混凝凝土土形形成成拱拱圈圈过过程程中中，骨骨架架承承受受应力力大、变变形形大大、、危危险险大大；原因因是是外包包混凝凝土土荷荷载载是劲劲性性骨骨架架的的15倍倍，，是是桥建建成成后后的的运营营荷载载的17倍，，承承载载构构件件弱弱，，仅仅为拱圈圈的的一一部部分分——劲劲性性拱拱骨骨架架（4300t））。因因此此分分环环浇浇注注是是必必须须的的，，降降低低每每环环浇浇注注应应力力和变形形是是研研究究的的重重点点。。南盘盘江江大大桥桥外外包包混混凝凝土土施施工工采采用用斜斜拉拉扣扣挂挂加加分分环环分分段段组组合合技技术术，，推推动动了了国