勁性骨架鋼管內(nèi)及外包混凝土施工技術(shù)匯報(bào)

中鐵十十八局局集團(tuán)團(tuán)云桂桂鐵路路項(xiàng)目目部云桂鐵鐵路南南盤江江特大大橋勁性骨骨架鋼鋼管內(nèi)內(nèi)及外外包混混凝土土施工工技術(shù)術(shù)YUNGUITIELUNANPANJIANGTEDAQIAO四technicalinnovation科技創(chuàng)創(chuàng)新二Technicaldifficulties技術(shù)難難點(diǎn)一Engineeringsurvey工程概概況三Constructiontechnology施工技技術(shù)勁性骨骨架鋼鋼管內(nèi)內(nèi)及外外包混混凝土土施工工技術(shù)術(shù)一、工工程概概況云桂鐵鐵路南南盤江江特大大橋大大橋全全長852.43m，其中中主橋橋?yàn)?孔凈跨跨416m的上承承式勁勁性鋼鋼筋砼砼拱橋橋。勁性骨骨架采采用雙雙幅四四管變變截面面鋼管管桁架架組合合結(jié)構(gòu)構(gòu)，主主弦管管采用用φ750××22mm的鋼管管，管管內(nèi)為為C80補(bǔ)償收收縮混混凝土土，最大壓壓注高高差102米，施施工方方法：：真空空輔助助一次次連續(xù)續(xù)壓注注到頂頂。一、工工程概概況管內(nèi)壓注工程概況主跨結(jié)結(jié)構(gòu)：：拱圈圈采用用單箱箱三室室等高高變寬寬箱型型截面面，高高8.5m，寬度度從拱拱頂至至拱腳腳18～28m變化；；拱箱箱中間間箱室室采用用9.8m等寬截截面，，左右右兩個個邊箱箱3.5m～8.5m變化。。外包C60混凝土土，總總量為為24068m3，采用用縱向分分段，，橫向向分環(huán)環(huán)法連續(xù)澆澆注施施工。。一、工工程概概況拱圈外外包工工程概概況二、技技術(shù)難難點(diǎn)技術(shù)重重難點(diǎn)點(diǎn)主要要有以以下幾幾個方方面：：三、技技術(shù)難難點(diǎn)管內(nèi)壓壓注技技術(shù)難難點(diǎn)高標(biāo)號號C80混凝土土配合比比鋼管砼砼壓注注真空空輔助助一次次壓注注施工工斜拉扣扣錨施施工與與控制制鋼管拱拱線形形、應(yīng)應(yīng)力監(jiān)監(jiān)測技術(shù)重重難點(diǎn)點(diǎn)主要要有以以下幾幾個方方面：：三、技技術(shù)難難點(diǎn)外包施施工技技術(shù)難難點(diǎn)高標(biāo)號號C60混凝土土配合比比設(shè)計(jì)計(jì)外包混混凝土土模板板設(shè)計(jì)計(jì)與安安裝外包混混凝土土的施施工混凝土土的泵泵送與與澆注注拱圈線線形、、應(yīng)力力監(jiān)測測技術(shù)難難點(diǎn)攻攻關(guān)二、技技術(shù)難難點(diǎn)專家組組現(xiàn)場場技術(shù)術(shù)指導(dǎo)導(dǎo)三、施施工技技術(shù)結(jié)合本本橋施施工重重難點(diǎn)點(diǎn)，下下面對對以下下幾項(xiàng)項(xiàng)關(guān)鍵鍵工序序的施施工進(jìn)進(jìn)行匯匯報(bào)。。三、施施工技技術(shù)關(guān)鍵技技術(shù)1管內(nèi)混混凝土土真空空輔助助一次次壓注注技術(shù)術(shù)2拱圈外外包斜斜拉扣扣掛分分環(huán)分分段組組合施施工技技術(shù)三、施施工技技術(shù)管內(nèi)混混凝土土壓注注管內(nèi)混混凝土土壓注注采用用真空空輔助助泵送送頂升升法，，在鋼鋼管拱拱腳處處開壓壓注孔孔，由由下而而上對對稱頂頂升，，靠自自重和和管內(nèi)內(nèi)抽真真空產(chǎn)產(chǎn)生的的負(fù)壓壓擠壓壓密實(shí)實(shí)鋼管管管內(nèi)內(nèi)混凝凝土。?！雠渑浜媳缺仍O(shè)計(jì)計(jì)配合比比試配配時首首先從從原材材料的的品質(zhì)質(zhì)選擇擇著手手，圍圍繞著著如何何使混混凝土土更加加密實(shí)實(shí)、耐耐久，，便于于施工工，遵遵循經(jīng)經(jīng)濟(jì)適適用、、就地地取材材，且且符合合業(yè)主主指定定的材材料范范圍的的原則則，初初步設(shè)設(shè)計(jì)配配合比比。然然后通通過大大量對對比試試驗(yàn)，，綜合合考慮慮各項(xiàng)項(xiàng)性能能指標(biāo)標(biāo)及現(xiàn)現(xiàn)場施施工實(shí)實(shí)際情情況，，確定定最優(yōu)優(yōu)配合合比。。施工配合比比配合比試

配

強(qiáng)

度（MPa）實(shí)測稠度mm（s）理論配合比水膠比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/卵石減水劑膨脹劑拌和水膠材總量3881053167510208.5546.0148524管內(nèi)混凝土土壓注三、施工技技術(shù)■配合比比設(shè)計(jì)管內(nèi)混凝土土壓注實(shí)測塌落度度220mm，停放2h塌落度210mm，停放2.5h塌落度205mm；粘聚性良良好，保水水性無泌水水；初凝時時間14時時40分,終凝時間間17時30分；7d抗壓強(qiáng)強(qiáng)度為71.3Mpa，，28d抗抗壓強(qiáng)度為為85.2Mpa，56d抗壓強(qiáng)度度為96.4Mpa，該配合合比各項(xiàng)指指標(biāo)均滿足足設(shè)計(jì)規(guī)范范要求。三、施工技術(shù)術(shù)■對比試驗(yàn)驗(yàn)相比真空輔助助壓注與常規(guī)規(guī)壓力壓注的的優(yōu)越性，在在同條件下，，同批次的混混凝土，其中中一根管采用用常規(guī)方式泵泵送，另一根根管采用抽真真空輔助的方方式進(jìn)行泵送送。管內(nèi)混凝土壓壓注三、施工技術(shù)術(shù)檢測結(jié)果顯示示：真空管各檢測測通道的波速速明顯大于普普通管的檢測測波速，且波波速值均較大大，普通管管內(nèi)混混凝土的密實(shí)實(shí)性或與鋼管管之間的粘結(jié)結(jié)性遠(yuǎn)不如真真空管。1通道檢測結(jié)結(jié)果（以1通通道為例）管內(nèi)混凝土壓壓注三、施工技術(shù)術(shù)■正式壓注注前試驗(yàn)壓注試驗(yàn)現(xiàn)場場布置圖管內(nèi)混凝土壓壓注檢驗(yàn)混凝土和和易性、可泵泵送性；拌合合站供應(yīng)能力力；地泵及真真空泵的性能能；以及現(xiàn)場場配合。三、施工技術(shù)術(shù)三、施工技術(shù)術(shù)管內(nèi)混凝土壓壓注壓注順序：：管內(nèi)壓注施工工順序：先下下弦后上弦，，先內(nèi)側(cè)后外外側(cè)。機(jī)具布置：兩岸各設(shè)兩臺臺HBT90.21.220S混凝凝土泵。泵送管和排漿漿管布置：泵送管布置在在拱座表面以以上200cm位置，與與鋼管軸線成成30°；排排漿管布置在在拱座表面以以上100cm位置。管內(nèi)混凝土壓壓注三、施工技術(shù)術(shù)隔倉板布置：：19#節(jié)段8根弦管端頭頭位置弦管內(nèi)內(nèi)焊接厚度16mm的隔隔倉板，隔倉倉板位置距出出漿口30cm。管內(nèi)混凝土壓壓注三、施工技術(shù)術(shù)拱頂出漿孔布布置：出漿孔布置在在19#節(jié)段段，出漿孔采采用φ150×2000mm高壓泵泵管制作而成成。管內(nèi)混凝土壓壓注三、施工技術(shù)術(shù)抽真空系統(tǒng)布布置管內(nèi)混凝土壓壓注三、施工技術(shù)術(shù)管內(nèi)混凝土壓壓注三、施工技術(shù)術(shù)■斜拉扣索索設(shè)置斜拉扣索布置置在勁性骨架架的第7、8#節(jié)段;錨錨索錨固端分分別設(shè)置在4#墩及7#墩的樁基承承臺錨碇上。。三、施工技術(shù)術(shù)管內(nèi)混凝土壓壓注鋼管內(nèi)混凝土土在晚上溫度度比較低的時時候進(jìn)行壓注注。管內(nèi)混凝土壓壓注三、施工技術(shù)術(shù)混凝土壓注管內(nèi)混凝土壓壓注三、施工技術(shù)術(shù)■監(jiān)控監(jiān)測測線形監(jiān)測：掌掌握澆注前后后的控制數(shù)據(jù)據(jù)，并進(jìn)行對對比分析。固定棱鏡布置置管內(nèi)混凝土壓壓注三、施工技術(shù)術(shù)■監(jiān)控監(jiān)測測線形監(jiān)測結(jié)果果：管內(nèi)混凝凝土壓注引起起的勁性骨架架各節(jié)段實(shí)際際下沉量與設(shè)設(shè)計(jì)值相差最最大為1cm，控制效果果好。線形監(jiān)測結(jié)果果與設(shè)計(jì)值對對比表管內(nèi)混凝土壓壓注三、施工技術(shù)術(shù)■監(jiān)控監(jiān)測測應(yīng)力監(jiān)測：利利用表面鋼弦弦式應(yīng)力傳感感器對主拱的的上、下弦鋼鋼管進(jìn)行應(yīng)力力監(jiān)測，共9個斷面（編編號1－9））。管內(nèi)混凝土壓壓注三、施工技術(shù)術(shù)■應(yīng)力監(jiān)測測應(yīng)力監(jiān)測結(jié)果果：通過實(shí)際際監(jiān)測情況，，管內(nèi)混凝土土壓注過程中中各鋼管的應(yīng)應(yīng)力均小于鋼鋼管的容許應(yīng)應(yīng)力210MPa，滿足足設(shè)計(jì)要求。。管內(nèi)混凝土壓壓注三、施工技術(shù)術(shù)■管內(nèi)混凝凝土檢測檢測目的：查找缺陷，如如脫粘、空洞洞等問題,直直接影響大橋橋的質(zhì)量，存存在安全隱患患，對鋼管混混凝土構(gòu)件的的質(zhì)量檢測不不容忽視。檢測方法：鋼管混凝土缺缺陷檢測采用用鐵錘敲擊、、首超聲波聲聲時、首波波波幅、首波頻頻率三種方法法相結(jié)合進(jìn)行行重點(diǎn)檢測，，判定鋼管混混凝土的粘結(jié)結(jié)情況、混凝凝土均勻性以以及是否存在在不密實(shí)、空空管、大空洞洞等。管內(nèi)混凝土壓壓注三、施工技術(shù)術(shù)■管內(nèi)混凝凝土檢測在主要受力最最不利位置進(jìn)進(jìn)行檢測，全全橋測點(diǎn)共有有2024個個斷面?；炷翙z測斷斷面表面鋼弦式應(yīng)應(yīng)力傳感器管內(nèi)混凝土壓壓注三、施工技術(shù)術(shù)■管內(nèi)混凝凝土檢測檢測結(jié)果：本次檢測共測測全橋（8根根弦管）斷面面數(shù)2024個。其中檢檢測結(jié)果表明明南盤江特大大橋鋼管混凝凝土密實(shí)性均均滿足正常使使用和設(shè)計(jì)要要求，合格率達(dá)到100%。管內(nèi)混凝土壓壓注三、施工技術(shù)術(shù)本橋主拱圈外外包混凝土共共計(jì)2.4萬方，為C60混凝土。拱圈外包混凝凝土共分為5環(huán)進(jìn)行澆筑筑，每一環(huán)需需縱向貫通后后再澆筑下一一環(huán)。外包混凝土三、施工技術(shù)術(shù)邊箱底板下腹板上腹板、頂板板中箱底板中箱頂板外包完成每環(huán)單側(cè)共分分3個工作面，每每個工作面分分3個節(jié)段，每環(huán)環(huán)每次兩側(cè)同同時各澆筑3個節(jié)段，共分分3次澆筑完成。。外包混凝土三、施工技術(shù)術(shù)外包混凝土分環(huán)部位混凝土方量（m3）備注7+1+48+2+59+3+61邊箱底板893.5795.2786.5

2下腹板328.2329.6361.4

3上腹板、頂板1292.91178.61199.8

4中箱底板331.7343.3386.1

5中箱頂板331.7343.3386.1

半拱分環(huán)混凝凝土方量表三、施工技術(shù)術(shù)外包混凝土配配合比三、施工技術(shù)術(shù)對C60強(qiáng)度度等級的混凝凝土進(jìn)行了大大量不同砂率率、不同水灰灰比、不同膠膠凝材料、不不同礦物摻合合量等對比試試驗(yàn)，共設(shè)計(jì)計(jì)了150種配合比，經(jīng)經(jīng)大量試驗(yàn)，，逐步優(yōu)化后后發(fā)現(xiàn)C60混凝土粉煤灰灰摻量為膠凝凝材料總量的的25%，效果最佳。外包混凝土現(xiàn)現(xiàn)場布置三、施工技術(shù)術(shù)外包現(xiàn)場布置置圖★支架現(xiàn)澆5m拱腳實(shí)心段。。施工步驟一：：拱腳實(shí)心段段三、施工技術(shù)術(shù)拱腳實(shí)心段施施工支架底模體系系支架側(cè)模三、施工技術(shù)術(shù)施工步驟一：：拱腳實(shí)心段段★張拉扣索SS1、SS2，各1200KN。施工步驟二：：斜拉扣掛三、施工技術(shù)術(shù)三、施工技術(shù)術(shù)二次扣錨索張張拉Ss1，Ss2各張拉1200KN施工步驟二：：斜拉扣掛★邊箱底板施工步驟三：：邊箱底板三、施工技術(shù)術(shù)施工步驟三：：邊箱底板★模板加工：：考慮施工條條件限制及工工期要求，邊邊箱底板全拱拱滿鋪。底底模板在預(yù)拼拼裝內(nèi)集中加加工制作，由由平板運(yùn)輸車車運(yùn)至起吊平平臺，最后利利用二級提升升平臺進(jìn)行吊吊裝作業(yè)。邊箱底模板=工作面1（[20+鋼模）三、施工技術(shù)術(shù)★模板加工：：模板全部在在預(yù)拼裝加工工制作。三、施工技術(shù)術(shù)施工步驟三：：邊箱底板★模板轉(zhuǎn)運(yùn)：：加工制作完完成后，利用用吊車和平板板車轉(zhuǎn)運(yùn)模板板到吊裝平臺臺位置。在預(yù)拼場加工工好后，轉(zhuǎn)運(yùn)運(yùn)至吊裝平臺臺起吊點(diǎn)三、施工技術(shù)術(shù)施工步驟三：：邊箱底板★模板安裝：：用吊車將模模板放置在二二級提升平臺臺，由二級提提升平臺吊運(yùn)運(yùn)至安裝位置置進(jìn)行安裝作作業(yè)。三、施工技術(shù)術(shù)施工步驟三：：邊箱底板★模板安裝三、施工技術(shù)術(shù)施工步驟三：：邊箱底板施工步驟三：：邊箱底板★鋼筋綁扎：：外包鋼筋采采用纜索吊及及塔吊運(yùn)送鋼鋼筋至施工作作業(yè)面附近的的堆放平臺，，人工倒運(yùn)至至作業(yè)面進(jìn)行行鋼筋綁扎。。堆放平臺三、施工技術(shù)術(shù)施工步驟三：：邊箱底板★鋼筋綁扎：：人工倒運(yùn)至至作業(yè)面進(jìn)行行鋼筋綁扎三、施工技術(shù)術(shù)三、施工技術(shù)術(shù)邊箱底板施工工施工步驟三：：邊箱底板★內(nèi)模（壓模模）制作、安安裝：外包內(nèi)內(nèi)模（壓模））采用纜索吊吊及塔吊運(yùn)送送至施工作業(yè)業(yè)面附近的堆堆放平臺，人人工倒運(yùn)至作作業(yè)面進(jìn)行模模板安裝及加加固。施工步驟三：：邊箱底板三、施工技術(shù)術(shù)★混凝土澆注注：混凝土輸輸送泵管泵送送至澆注作業(yè)業(yè)面拱頂部位位，采用串筒筒澆注混凝土土。施工步驟三：：邊箱底板三、施工技術(shù)術(shù)施工步驟三：：邊箱底板★泵管布設(shè)：：沿人行通道道布置2套泵管，在澆澆筑工作面處處設(shè)置3通管向上下游游兩側(cè)拱圈同同時輸送混凝凝土。三、施工技術(shù)術(shù)混凝土澆注：：輸送泵將混混凝土泵送到到澆筑面上方方，通過料斗斗流入串筒，，由串筒進(jìn)入入澆筑面進(jìn)料料口?！瞿０迮渲檬┕げ襟E三：：邊箱底板三、施工技術(shù)術(shù)施工步驟三：：邊箱底板★混凝土鑿毛毛三、施工技術(shù)術(shù)施工步驟三：：邊箱底板★模板拆除三、施工技術(shù)術(shù)■模板配置三、施工技術(shù)術(shù)邊箱底板施工步驟三：：邊箱底板施工步驟四：：下腹板三、施工技術(shù)術(shù)施工步驟四：：下腹板三、施工技術(shù)術(shù)■模板配置下腹板三、施工技術(shù)術(shù)施工步驟四：：下腹板施工步驟五：：上腹板、頂頂板施工三、施工技術(shù)術(shù)施工步驟五：：上腹板、頂頂板施工三、施工技術(shù)術(shù)施工步驟六：：中箱底板施施工三、施工技術(shù)術(shù)★底模安裝施工步驟六：：中箱底板施施工三、施工技術(shù)術(shù)★中箱頂板施工步驟七：：中箱頂板施施工三、施工技術(shù)術(shù)施工步驟七：：中箱頂板施施工三、施工技術(shù)術(shù)線形、應(yīng)力及及溫度監(jiān)測三、施工技術(shù)術(shù)外包混凝土變變形監(jiān)控量測測點(diǎn)分別布置置在拱肋上下下游側(cè)面，在在左拱腳、1/8拱、1/4拱、3/8拱、拱頂、5/8拱、3/4拱、7/8拱以及右拱腳腳布置永久變變形監(jiān)控點(diǎn)，，對環(huán)境溫度、、預(yù)埋溫度測測試，提出線線形控制的溫溫度修正值。。。外包混凝土全全部澆注完成成后，拱頂下下沉量比設(shè)計(jì)計(jì)值偏小5cm，且過程程中拱頂變形形較平順；完成后實(shí)測標(biāo)標(biāo)高與設(shè)計(jì)值值差值最大位位置在拱頂，，為21mm，最小位置置在13#節(jié)節(jié)段，為3mm，綜合考考慮后期拱上上結(jié)構(gòu)施工及及運(yùn)行活載對對線形的影響響，目前拱圈圈標(biāo)高誤差滿滿足相關(guān)規(guī)范范要求。線形分析三、施工技術(shù)術(shù)外包混凝土施施工過程中鋼鋼管最大應(yīng)力力187MPa，管內(nèi)混混凝土最大應(yīng)應(yīng)力27MPa，均為壓壓應(yīng)力。外包混凝土最最大拉應(yīng)力1.5MPa,最大壓應(yīng)應(yīng)力9.7MPa。均滿足相關(guān)規(guī)規(guī)范和驗(yàn)標(biāo)要要求，結(jié)構(gòu)處處于安全狀態(tài)態(tài)，外包混凝凝土不會產(chǎn)生生裂縫。應(yīng)力分析三、施工技術(shù)術(shù)通過對斜拉扣扣索的索力進(jìn)進(jìn)行監(jiān)測，表表明外包混凝凝土施工過程程中扣索的索索力略小于計(jì)計(jì)算值，處于于安全狀態(tài)。。索力分析三、施工技術(shù)術(shù)四、科技創(chuàng)新新管內(nèi)壓注重要要技術(shù)創(chuàng)新管內(nèi)混凝土壓壓注采用了抽抽真空輔助一一次連續(xù)壓注注到頂技術(shù)，，通過壓注過過程索力調(diào)整整線形，抽真真空輔助措施施，確保了鋼鋼管混凝土密密實(shí)性、粘結(jié)結(jié)性及線形。。四、科技創(chuàng)新新■斜拉扣索調(diào)載載法：調(diào)載過過程不增加勁勁性骨架的荷荷載而是減載載（減小了施施工過程勁性性骨架及外包包過程的應(yīng)力力），實(shí)現(xiàn)了了“四兩撥千千斤”的效果果，利于拱的的穩(wěn)定；調(diào)載載準(zhǔn)確、方便便、靈活、快快捷，成本低低，運(yùn)用環(huán)境境不受限制，，還能調(diào)整拱拱圈永存應(yīng)力力。四、科技創(chuàng)新新外包混凝土重重要技術(shù)創(chuàng)新新南盤江大橋外外包混凝土分分環(huán)分段法施施工："分環(huán)"法使使鋼管拱勁性性骨架只需獨(dú)獨(dú)立承擔(dān)邊箱箱底板荷載，，剩余施工階階段由已完成成外包階段和和勁性骨架共共同承擔(dān)，使使施工過程更更加安全，節(jié)節(jié)約了用鋼量量近10000t。"分段"法降降低了施工的的難度，節(jié)約約了機(jī)械設(shè)備備的投入，有有利于拱圈線線形及應(yīng)力的的控制。四、、科科技技創(chuàng)創(chuàng)新新外包包混混凝凝土土重重要要技技術(shù)術(shù)創(chuàng)創(chuàng)新新研發(fā)發(fā)了了二二級級提提升升平平臺臺（（發(fā)發(fā)明明專專利利已已受受理理）），，規(guī)規(guī)避避了了高高空空作作業(yè)業(yè)安安全全風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)險(xiǎn)，，加加快快了了施施工工進(jìn)進(jìn)度度，，節(jié)節(jié)約約了了施施工工成成本本。。四、、科科技技創(chuàng)創(chuàng)新新外包包混混凝凝土土重重要要技技術(shù)術(shù)創(chuàng)創(chuàng)新新管內(nèi)內(nèi)、、外外包包混混凝凝土土科科技技創(chuàng)創(chuàng)新新的的意意義義南盤盤江江大大橋橋管管內(nèi)內(nèi)混混凝凝土土壓壓注注過過程程中中，，通通過過索索力力調(diào)調(diào)整整線線形形，，抽抽真真空空輔輔助助措措施施，，規(guī)規(guī)避避了了脫脫粘粘、、空空洞洞等等缺缺陷陷的的發(fā)發(fā)生生,確確保保了了大大橋橋的的施施工工質(zhì)質(zhì)量量，，消消除除了了安安全全隱隱患患，，對對國國內(nèi)內(nèi)乃乃至至世世界界大大跨跨度度拱拱橋橋管管內(nèi)內(nèi)混混凝凝土土施施工工起起到到了了借借鑒鑒的的作作用用。。在管內(nèi)內(nèi)混混凝凝土土壓壓注注完完成成的勁勁性性骨骨架架上上澆澆注注混混凝凝土土形形成成拱拱圈圈過過程程中中，骨骨架架承承受受應(yīng)力力大、變變形形大大、、危危險(xiǎn)險(xiǎn)大大；原因因是是外包包混凝凝土土荷荷載載是勁勁性性骨骨架架的的15倍倍，，是是橋建建成成后后的的運(yùn)營營荷載載的17倍，，承承載載構(gòu)構(gòu)件件弱弱，，僅僅為拱圈圈的的一一部部分分——勁勁性性拱拱骨骨架架（4300t））。因因此此分分環(huán)環(huán)澆澆注注是是必必須須的的，，降降低低每每環(huán)環(huán)澆澆注注應(yīng)應(yīng)力力和變形形是是研研究究的的重重點(diǎn)點(diǎn)。。南盤盤江江大大橋橋外外包包混混凝凝土土施施工工采采用用斜斜拉拉扣扣掛掛加加分分環(huán)環(huán)分分段段組組合合技技術(shù)術(shù)，，推推動動了了國