劲性骨架钢管内及外包混凝土施工技术汇报

中铁十八局集团云桂铁路项目部云桂铁路南盘江特大桥劲性骨架钢管内及外包混凝土施工技术YUNGUITIELUNANPANJIANGTEDAQIAO

四technicalinnovation科技创新二Technicaldifficulties技术难点一Engineeringsurvey工程概况三Constructiontechnology施工技术劲性骨架钢管内及外包混凝土施工技术一、工程概况

云桂铁路南盘江特大桥大桥全长852.43m，其中主桥为1孔净跨416m的上承式劲性钢筋砼拱桥。劲性骨架采用双幅四管变截面钢管桁架组合结构，主弦管采用φ750×22mm的钢管，管内为C80补偿收缩混凝土，最大压注高差102米，施工方法：真空辅助一次连续压注到顶。一、工程概况管内压注工程概况

主跨结构：拱圈采用单箱三室等高变宽箱型截面，高8.5m，宽度从拱顶至拱脚18～28m变化；拱箱中间箱室采用9.8m等宽截面，左右两个边箱3.5m～8.5m变化。外包C60混凝土，总量为24068m3，采用纵向分段，横向分环法连续浇注施工。一、工程概况拱圈外包工程概况二、技术难点技术重难点主要有以下几个方面：三、技术难点管内压注技术难点高标号C80混凝土配合比钢管砼压注真空辅助一次压注施工斜拉扣锚施工与控制钢管拱线形、应力监测技术重难点主要有以下几个方面：三、技术难点外包施工技术难点高标号C60混凝土配合比设计外包混凝土模板设计与安装外包混凝土的施工混凝土的泵送与浇注拱圈线形、应力监测技术难点攻关二、技术难点专家组现场技术指导三、施工技术结合合本本桥桥施施工工重重难难点点，，下下面面对对以以下下几几项项关关键键工工序序的的施施工工进进行行汇汇报报。。三、、施施工工技技术术关键键技技术术1管内内混混凝凝土土真真空空辅辅助助一一次次压压注注技技术术2拱圈圈外外包包斜斜拉拉扣扣挂挂分分环环分分段段组组合合施施工工技技术术三、、施施工工技技术术管内内混混凝凝土土压压注注管内内混混凝凝土土压压注注采采用用真真空空辅辅助助泵泵送送顶顶升升法法，，在在钢钢管管拱拱脚脚处处开开压压注注孔孔，，由由下下而而上上对对称称顶顶升升，，靠靠自自重重和和管管内内抽抽真真空空产产生生的的负负压压挤挤压压密密实实钢钢管管管管内内混混凝凝土土。。■配配合合比比设设计计配合合比比试试配配时时首首先先从从原原材材料料的的品品质质选选择择着着手手，，围围绕绕着着如如何何使使混混凝凝土土更更加加密密实实、、耐耐久久，，便便于于施施工工，，遵遵循循经经济济适适用用、、就就地地取取材材，，且且符符合合业业主主指指定定的的材材料料范范围围的的原原则则，，初初步步设设计计配配合合比比。。然然后后通通过过大大量量对对比比试试验验，，综综合合考考虑虑各各项项性性能能指指标标及及现现场场施施工工实实际际情情况况，，确确定定最最优优配配合合比比。。施工工配配合合比比配合比试

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管内内混混凝凝土土压压注注三、、施施工工技技术术■配配合合比比设设计计管内内混混凝凝土土压压注注实测测塌塌落落度度220mm，停停放放2h塌落落度度210mm，停停放放2.5h塌落落度度205mm；粘聚聚性良良好，，保水水性无无泌水水；初初凝时时间14时时40分,终凝凝时间间17时30分分；7d抗抗压强强度为为71.3Mpa，，28d抗抗压强强度为为85.2Mpa，56d抗压压强度度为96.4Mpa，该该配合合比各各项指指标均均满足足设计计规范范要求求。三、施施工技技术■对对比试试验相比真真空辅辅助压压注与与常规规压力力压注注的优优越性性，在在同条条件下下，同同批次次的混混凝土土，其其中一一根管管采用用常规规方式式泵送送，另另一根根管采采用抽抽真空空辅助助的方方式进进行泵泵送。。管内混混凝土土压注注三、施施工技技术检测结结果显显示：：真空管管各检检测通通道的的波速速明显显大于于普通通管的的检测测波速速，且且波速速值均均较大大，普通管管管内内混凝凝土的的密实实性或或与钢钢管之之间的的粘结结性远远不如如真空空管。。1通道道检测测结果果（以以1通通道为为例））管内混混凝土土压注注三、施施工技技术■正正式压压注前前试验验压注试试验现现场布布置图图管内混混凝土土压注注检验混混凝土土和易易性、、可泵泵送性性；拌拌合站站供应应能力力；地地泵及及真空空泵的的性能能；以以及现现场配配合。。三、施施工技技术三、施施工技技术管内混混凝土土压注注压注顺顺序：：管内压压注施施工顺顺序：：先下下弦后后上弦弦，先先内侧侧后外外侧。。机具布布置：：两岸各各设两两台HBT90.21.220S混凝凝土泵泵。泵送管管和排排浆管管布置置：泵送管管布置置在拱拱座表表面以以上200cm位置置，与与钢管管轴线线成30°°；排排浆管管布置置在拱拱座表表面以以上100cm位置置。管内混混凝土土压注注三、施施工技技术隔仓板板布置置：19#节段段8根根弦管管端头头位置置弦管管内焊焊接厚厚度16mm的的隔仓仓板，，隔仓仓板位位置距距出浆浆口30cm。。管内混凝土土压注三、施工技技术拱顶出浆孔孔布置：出浆孔布置置在19#节段，出出浆孔采用用φ150×2000mm高高压泵管制制作而成。。管内混凝土土压注三、施工技技术抽真空系统统布置管内混凝土土压注三、施工技技术管内混凝土土压注三、施工技技术■斜拉扣扣索设置斜拉扣索布布置在劲性性骨架的第第7、8#节段;锚锚索锚固端端分别设置置在4#墩墩及7#墩墩的桩基承承台锚碇上上。三、施工技技术管内混凝土土压注钢管内混凝凝土在晚上上温度比较较低的时候候进行压注注。管内混凝土土压注三、施工技技术混凝土压注注管内混凝土土压注三、施工技技术■监控监监测线形监测：：掌握浇注注前后的控控制数据，，并进行对对比分析。。固定棱镜布布置管内混凝土土压注三、施工技技术■监控监监测线形监测结结果：管内内混凝土压压注引起的的劲性骨架架各节段实实际下沉量量与设计值值相差最大大为1cm，控制效效果好。线形监测结结果与设计计值对比表表管内混凝土土压注三、施工技技术■监控监监测应力监测：：利用表面面钢弦式应应力传感器器对主拱的的上、下弦弦钢管进行行应力监测测，共9个个断面（编编号1－9）。管内混凝土土压注三、施工技技术■应力监监测应力监测结结果：通过过实际监测测情况，管管内混凝土土压注过程程中各钢管管的应力均均小于钢管管的容许应应力210MPa，，满足设计计要求。管内混凝土土压注三、施工技技术■管内混混凝土检测测检测目的：：查找缺陷，，如脱粘、、空洞等问问题,直接接影响大桥桥的质量，，存在安全全隐患，对对钢管混凝凝土构件的的质量检测测不容忽视视。检测方法：：钢管混凝土土缺陷检测测采用铁锤锤敲击、首首超声波声声时、首波波波幅、首首波频率三三种方法相相结合进行行重点检测测，判定钢钢管混凝土土的粘结情情况、混凝凝土均匀性性以及是否否存在不密密实、空管管、大空洞洞等。管内混凝土土压注三、施工技技术■管内混混凝土检测测在主要受力力最不利位位置进行检检测，全桥桥测点共有有2024个断面。。混凝土检测测断面表面钢弦式式应力传感感器管内混凝土土压注三、施工技技术■管内混混凝土检测测检测结果：：本次检测共共测全桥（（8根弦管管）断面数数2024个。其中中检测结果果表明南盘盘江特大桥桥钢管混凝凝土密实性性均满足正正常使用和和设计要求求，合格率达到到100%。管内混凝凝土压注注三、施工工技术本桥主拱拱圈外包包混凝土土共计2.4万方，为为C60混凝土。。拱圈外包包混凝土土共分为为5环进进行浇筑筑，每一一环需纵纵向贯通通后再浇浇筑下一一环。外包混凝凝土三、施工工技术边箱底板板下腹板上腹板、、顶板中箱底板板中箱顶板板外包完成成每环单侧侧共分3个工作面面，每个个工作面面分3个节段，，每环每每次两侧侧同时各各浇筑3个节段，，共分3次浇筑完完成。外包混凝凝土三、施工工技术外包混凝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

半拱分环环混凝土土方量表表三、施工工技术外包混凝凝土配合合比三、施工工技术对C60强度等等级的混混凝土进进行了大大量不同同砂率、、不同水水灰比、、不同胶胶凝材料料、不同同矿物掺掺合量等等对比试试验，共共设计了了150种配合比比，经大大量试验验，逐步步优化后后发现C60混凝土粉粉煤灰掺掺量为胶胶凝材料料总量的的25%，效果最佳佳。外包混凝凝土现场场布置三、施工工技术外包现场场布置图图★支架现现浇5m拱脚实心心段。施工步骤骤一：拱拱脚实心心段三、施工工技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、拱拱顶、、5/8拱、3/4拱、7/8拱以及及右拱拱脚布布置永永久变变形监监控点点，对环境境温度度、预预埋温温度测测试，，提出出线形形控制制的温温度修修正值值。。外包混混凝土土全部部浇注注完成成后，，拱顶顶下沉沉量比比设计计值偏偏小5cm，且且过程程中拱拱顶变变形较较平顺顺；完成后后实测测标高高与设设计值值差值值最大大位置置在拱拱顶，，为21mm，，最小小位置置在13#节段段，为为3mm，，综合合考虑虑后期期拱上上结构构施工工及运运行活活载对对线形形的影影响，，目前前拱圈圈标高高误差差满足足相关关规范范要求求。线形分分析三、施施工技技术外包混混凝土土施工工过程程中钢钢管最最大应应力187MPa，，管内内混凝凝土最最大应应力27MPa，均均为压压应力力。外包混混凝土土最大大拉应应力1.5MPa,最大大压应应力9.7MPa。。均满足足相关关规范范和验验标要要求，，结构构处于于安全全状态态，外外包混混凝土土不会会产生生裂缝缝。应力分分析三、施施工技技术通过对对斜拉拉扣索索的索索力进进行监监测，，表明明外包包混凝凝土施施工过过程中中扣索索的索索力略略小于于计算算值，，处于于安全全状态态。索力分分析三、施施工技技术四、科科技创创新管内压压注重重要技技术创创新管内混混凝土土压注注采用用了抽抽真空空辅助助一次次连续续压注注到顶顶技术术，通通过压压注过过程索索力调调整线线形，，抽真真空辅辅助措措施，，确保保了钢钢管混混凝土土密实实性、、粘结结性及及线形形。四、科科技创创新■斜拉扣扣索调调载法法：调调载过过程不不增加加劲性性骨架架的荷荷载而而是减减载（（减小小了施施工过过程劲劲性骨骨架及及外包包过程程的应应力）），实实现了了“四四两拨拨千斤斤”的的效果果，利利于拱拱的稳稳定；；调载载准确确、方方便、、灵活活、快快捷，，成本本低，，运用用环境境不受受限制制，还还能调调整拱拱圈永永存应应力。。四、科科技创创新外包混混凝土土重要要技术术创新新南盘江江大桥桥外包包混凝凝土分分环分分段法法施工工："分环环"法法使钢钢管拱拱劲性性骨架架只需需独立立承担担边箱箱底板板荷载载，剩剩余施施工阶阶段由由已完完成外外包阶阶段和和劲性性骨架架共同同承担担，使使施工工过程程更加加安全全，节节约了了用钢钢量近近10000t。"分段段"法法降低低了施施工的的难度度，节节约了了机械械设备备的投投入，，有利利于拱拱圈线线形及及应力力的控控制。。四、科科技创创新外包混混凝土土重要要技术术创新新研发了了二级级提升升平台台（发发明专专利已已受理理），，规避避了高高空作作业安安全风风险，，加快快了施施工进进度，，节约约了施施工成成本。。四、科科技创创新外包混混凝土土重要要技术术创新新管内、、外包包混凝凝土科科技创创新的的意义义南盘江江大桥桥管内内混凝凝土压压注过过程中中，通通过索索力调调整线线形，，抽真真空辅辅助措措施，，规避避了脱脱粘、、空洞洞等缺缺陷的的发生生,确确保了了大桥桥的施施工质质量，，消除除了安安全隐隐患，，对国国内乃乃至世世界大大跨度度拱桥桥管内内混凝凝土施施工起起到了了借鉴鉴的作作用。。在管内混混凝土土压注注完成成的劲性性骨架架上浇浇注混混凝土土形成成拱圈圈过程程中，骨架架承受受应力大、变形形大、、危险险大；原因是是外包混凝土土荷载载是劲性性骨架架的15倍倍，是是桥建成成后的的运营