拱肋钢管混凝土泵送施工方案

钢管混凝土泵送顶升施工专项方案四川川交路桥有限责任公司沱江三桥项目部11.工程概况1.1资阳市沱江三桥主桥设计为60+180+60m飞燕式提篮钢管砼拱桥，主桥长300m，吊杆间距为5m，拱肋向内倾斜11.5°，拱顶横向间距为20.10m，拱脚横向间距为38.043m，拱轴线采用悬链线，计算跨径180m，拱肋矢跨比为1/4，计算矢高f=45m（面内），拱轴系数m=1.5，横桥向设置两片倾斜拱肋，通过横撑连接形成提篮外形。每一拱肋为4×φ965钢管混凝土构件，用腹杆连接上下弦管形成桁架，用平联将两片桁架连接为一体，组成一条拱肋。拱肋断面外形尺寸2.35m（宽）×3.9m（高）。弦管采用φ965×16（20）mmQ345qD的直缝焊接管，腹杆及平联采用φ406×12mmQ345qD无缝钢管。上下弦管内灌注C50微膨胀混凝土，共计1108.2m3，单根钢管最大灌注量151.3m3。1.2边跨采用钢筋混凝土结构体系。边拱拱轴线采用悬链线，其计算跨径L＝60.0m（悬链线坐标计算跨径取120m），计算矢高f＝14.84808m（面内），矢跨比f/L＝1/8.082。横桥向设置两片倾斜拱肋，拱肋的内倾角为11.50°。在边拱拱肋内设置型钢骨架，型钢骨架采用钢管混凝土桁架形式，桁架截面高3.9m，宽3.6m。主管采用φ406×16mmQ345qD无缝钢管；腹板采用∠125×125×12、∠80×80×10的角钢，平联采用∠70×70×8的角钢,均采用Q235B钢材；节点板均采用12mm厚的Q345qD钢板。主管内灌注C50微膨胀混凝土，共计约120m3，单根钢管约7.5m3。2.编制依据2.1《资阳市沱江三桥施工图设计》钢管混凝土泵送顶升施工专项方案四川川交路桥有限责任公司沱江三桥项目部22.2《钢管混凝土结构设计与施工规程》（CECS28：90）2.3《钢管混凝土结构设计与施工方案》（JCJ1—89）2.4《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204—2004）2.5《自密实高性能混凝土技术规程》（DBJ13-55-2004）2.6《钢管混凝土结构技术规程》（DBJ13-51-2003）2.7《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2011)2.8《泵送混凝土施工技术规程》(YBJ220-90)2.9《粉煤灰混凝土应用技术规范》(GBJ146-90)2.10《混凝土外加剂应用技术规范》(GBJ119-88)2.11《混凝土外膨胀标准》(JC476-1998)3.施工工艺综述3.1钢管混凝土灌注是钢管拱桥施工一道关键工序，保证钢管混凝土灌注质量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，必须保证顺利进行，一气呵成。为使钢管混凝土在灌注后达到密实，并具有收缩补偿性，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，精心组织，科学施工。3.2根据对称均衡的加载原则，以拱顶为对称中线组织钢管混凝土的灌注施工。为保证拱肋混凝土的密实性，采用拱肋两端泵送浇筑钢管混凝土的泵送顶升压注方法，灌注时由输送泵将混凝土连续不断地自下而上压入钢管拱肋内，且不需振捣，直至管顶冒出混凝土使管内混凝土密实为止。钢管混凝土泵送顶升施工专项方案四川川交路桥有限责任公司沱江三桥项目部34.施工计划和总体布置4.1施工计划和施工流程拱肋单根钢管泵送混凝土量最大151.3m3，拱肋单根钢管混凝土灌注计划8小时完成。灌注时间选择在一天中最低气温时段进行。根据设计要求，拱肋钢管混凝土灌注按以下流程施工：内侧下弦钢管→内侧上弦钢管→外侧下弦钢管→外侧上弦钢管，每根管混凝土灌完后，待混凝土强度达到设计值的85%时，才能进行下一根管混凝土灌注。4.2主要机具设备序号名称规格型号单位数量备注1高压输送泵HBT60C台42台备用2混凝土罐车10m3辆6确保连续供料，一辆备用3电焊、切割机台24吊车25t台15装载机50型台16发电机120KW台2东、西岸各1台备用7高压水枪把28土工布m246009对讲机个410全站仪台211榔头把4敲击钢管12高压潜水泵台413泵管m400另配相应接头14冒浆管个2015压浆管个2016截止阀个5钢管混凝土泵送顶升施工专项方案四川川交路桥有限责任公司沱江三桥项目部417混凝土捣固器台418混凝土站座2同时拌和或备用4.3劳动力安排序号工种数量工作岗位1总指挥1指挥、协调2质量负责人2质量控制3现场施工负责人1施工组织4试验负责人1混凝土质量控制5安全员2安全管理6测量员4监测拱座位移、轴线横向偏移、拱肋高程、对称点高差7拌和站操作人员38罐车驾驶员109输送泵操作手210混凝土运输联络2记录混凝土数量11输送泵管安拆、清洗工1012关闭截止阀人员213钢管降温214钢管拱表面清洗215电工24.4施工准备4.4.1原材料的选择材料名称厂家、产地材料品种材料规格水泥星船城重龙水泥P.O42.5R粉煤灰内江发电总厂Ⅰ级砂四川宜宾南溪三江砂石场天然砂中砂石资阳临江寺砂石场碎石5～20mm膨胀剂四川宜宾鑫荣建材有限公司混凝土膨胀剂钢管混凝土泵送顶升施工专项方案四川川交路桥有限责任公司沱江三桥项目部5外加剂四川三三科技聚羧酸缓凝减水剂水饮用水拌和水所有原材料应按要求进行进场检验，项目部质检人员和试验人员应严格按相应规范及标准对材料进行分批抽检把关，并按规定做好水泥、粉煤灰、外加剂、膨胀剂的验收、报检、仓储防潮工作。4.4.2C50微膨胀混凝土配合比确定4.4.2.1C50微膨胀混凝土配制要求为保证混凝土能充满钢管、密实，混凝土必须具有无收缩补偿的性能，即微膨胀性。钢管混凝土的特殊施工工艺，要求混凝土在不加振捣的情况下自密实成型具有低气泡、高流动性，在设计混凝土配合比的过程中碎石应稍微呈悬浮状态，不能下沉，而且还要防止离析。为能连续泵送，要求混凝土具有延后初凝的性能，可泵性好。4.4.2.2C50微膨胀混凝土配合比的确定委托四川交大工程检测咨询有限公司做的混凝土配合比设计如下：序号名称技术指标每m3混凝土用料量（Kg）1水泥P.O42.5R3492粉煤灰Ⅰ级963天然砂中砂7434碎石5～16mm32116～26.5mm7495膨胀剂346外加剂11.4967水1588水胶比0.339坍落度230mm钢管混凝土泵送顶升施工专项方案四川川交路桥有限责任公司沱江三桥项目部610工作性良好11凝结时间初凝41h42min终凝43h43min12扩散度450mm4.4.2.3混凝土技术要求(1)坍落度22～24cm，扩散度420～620mm(2)倒置坍落度筒拌和物流空时间15～25s(3)坍落度损失1h≤10mm（损失量）(4)初凝时间≥15h混凝土扩散度观测(5)不粘稠、不泌水、不引气。拌和物经时8小时后，仍具有良好的重塑性和可泵性。(6)混凝土水中28d膨胀率要求2×10-4(7)试配强度：fcuo=fcuk+1.645σ=50+1.645×6=59.87MPa4.4.3压注管、排气孔、冒浆孔的安设4.4.3.1压注管设置根据泵压能力，现场顶升高度45m，拱脚5m段钢管内设有钢筋笼、钢管拱接头内加劲肋密集及接头内法兰孔径缩小，阻力太大的特点，压注孔分别对称安设在桥面以上1.0m处（备用压注孔安设在距吊杆6、吊杆6＇沿拱轴线拱脚方向1m处，待混凝土全部完成并达到强度之后对局部混凝土不密实之处进行补浆），压浆孔轴线与拱轴线夹角为35º，钢管混凝土泵送顶升施工专项方案四川川交路桥有限责任公司沱江三桥项目部7压浆孔设有接管法兰和逆止阀，压浆管和备用压注孔均采用Φ150×10×700mm钢管。4.4.3.2排气孔、冒浆孔设置为保证顶升砼的顺利进行，从拱顶沿拱脚方向按20m间距设置竖向排气孔，排气孔采用Φ40×8×100mm钢管，在拱顶设置Φ152×10×1500mm的冒浆钢管同时兼作排气管，以保证压注砼均匀密实。排气孔流出混凝土后立即用木楔封堵。冒浆管设置压注管设置图钢管混凝土泵送顶升施工专项方案四川川交路桥有限责任公司沱江三桥项目部84.4.4输送泵选择为了保证混凝土生产速度能满足每侧砼泵送的施工需要，混凝土供应采用自建拌和站和联系商品混凝土供应站备用；采用4台地泵；地泵型号为HBT60C，其泵送能力60m3/h，最大泵送压力16.5Mpa，最大输送水平距离为700m，垂直高度为150m；为保证砼压注一次成功，混凝土地泵东岸安在边跨下游侧，西岸安在边跨上游侧，对称安装，共2台，另外两岸各备用1台地泵，以防止意外机械事故的发生。东、西两岸每根拱肋各需配置Φ125mm混凝土泵管约300m和4个逆止阀及根据施工需要配齐各种型号的弯管接头，另外于泵机料口应设有防雨棚。4.4.5其它准备4.4.5.1施工前组织所有参加人员进行技术交底，做到人人心中有数，并有交底记录。4.4.5.2施工前要组织有关人员进行砼泵管的接拆训练，保证在施工中每个接口的拆装在规定的时间内完成。4.4.5.3各种原材料特别是混凝土外加剂应准备充足，进场时须附技术证明书和出厂合格证，进场后试验部门应予以抽检，合格后方可使用。4.4.5.4沿钢管拱拱肋铺设施工用水管道，以作混凝土施工时降温，溢出混凝土冲洗及泵送前湿润冲洗泵管和拱肋钢管之用。4.4.5.5混凝土泵送顶升前，现场各机械设备特别是对拌和站、输送泵进行全面检查和维修。4.4.5.6钢管拱泵送砼前要详细的钢管拱拱肋线型测量资料，并在拱脚、钢管混凝土泵送顶升施工专项方案四川川交路桥有限责任公司沱江三桥项目部9L/4、跨中拱顶位置做好标记，以便在泵送砼过程中监测拱肋位置变化。4.4.5.7混凝土泵送根据实际进度提前做好气温测定工作，选择当日气温较低时间进行，以减小混凝土坍落度损失。4.4.5.8拱上脚手架、安全网等安全设施必须全部到位，高空作业人员必须系安全带。4.4.9现场进行拱肋钢管接头焊接，应在监理工程师监督下进行超声波检测焊缝，质量合格后方可进行混凝土泵送。5.拱肋钢管混凝土泵送顶升施工5.1钢管混凝土泵送顶升施工工艺流程5.1.1工艺流程施工准备→压注清水湿润输送泵管→泵送高标号砂浆→对称泵送C50微膨胀混凝土→从拱顶排浆孔振捣混凝土→关闭逆止阀→清洗泵管完成泵送。5.1.2拱肋钢管混凝土灌注顺序内侧下弦钢管→内侧上弦钢管→外侧下弦钢管→外侧上弦钢管。每根管灌注完成后，待混凝土强度达到设计强度的85%后再灌注下一根钢管混凝土。5.2钢管混凝土泵送顶升工艺方法及要点5.2.1泵送设备的配置5.2.1.1泵送设备及其能力要求每次泵送均在两端各布置1台高压固定式输送泵同步进行泵送，每台泵车综合平均泵送能力30m3/h，考虑其他因素，拱肋单根钢管计钢管混凝土泵送顶升施工专项方案四川川交路桥有限责任公司沱江三桥项目部10划8小时完成泵送。输送泵的泵压一般在8MPa左右，不能超过16MPa，防止爆管。综合以上因素，选用4台HBT-60C型高压固定式混凝土输送泵作为泵送机械，其中2台（东、西岸各1台）作为备用。5.2.1.2运输车辆配备共配备6辆10m3混凝土罐车，东岸2台，西岸3台，1台备用，随时根据施工实际情况做出调整，以保证钢管混凝土连续压注。5.2.1.3混凝土搅拌设备设2座拌和站，在开始搅拌前，对所有搅拌设备、发电设备和供水设备进行施工前全面检验调试，认为具备施工能力后才开始进行施工。根据混凝土供应实际情况，2座拌和站同时供料或1座拌和站备用。5.2.1.4配备2台高压水枪，钢管降温淋水和混凝土从排气孔、冒浆孔流出后，随时清洗钢管。5.2.2泵管的布置泵管采用直径为125mm高压管，派专职技术人员进行排定，在压浆孔位置及管道线路上，搭设支架专门用于架设混凝土输送泵管，保证管道的稳固性，并尽量减少弯头，在泵管对接前，仔细检查管内壁是否清洁，接头和密封圈是否完好，以确保不会在泵送过程中发生堵塞、爆裂和泄露现象，对接好后，对泵管还要逐节检查，以确保管节接口严密，杜绝混凝土顶升过程中发生脱管现象。另外，为防止意外发生，在现场配备同样长度数量的泵管、弯头和密封圈一套作为备用，对备用管道的更换要