摘要:結合內(nèi)蒙古霍林河跨304 國道棧橋的工程實際,介紹了低溫下鋼管混凝土拱橋混凝土的配制及溫措施,通過試驗得出了混凝土配制的相關數(shù)據(jù),取得了良好的施工效果。
關鍵詞:鋼管混凝土 拱橋 配合比
中圖分類號:U448122 文獻標識碼:B
1 工程背景
近年來,鋼管混凝土拱橋以充分發(fā)揮材料性能、強度高、施工方便、造型美觀等優(yōu)點,被廣泛采用。隨著高強度鋼材的出現(xiàn),鋼管混凝土拱橋的跨度越來越大,混凝土的灌注工藝越來越復雜。能否在不同的條件下配置高強度、高流態(tài)、可免除振搗的混凝土將成為施工中的重點。增加混凝土的強度,延長混凝土的初凝時間、控制混凝土的限制膨脹率,成為鋼管混凝土配制的發(fā)展方向。內(nèi)蒙古霍林河跨304 國道棧橋工程,為中承式鋼管混凝土簡支系桿拱橋,拱肋跨度為46 m ,矢高為17129 m ,矢跨比為1P2166 。全橋共設兩榀鋼管混凝土拱,拱肋直徑為< 1 200 mm ,鋼管壁厚為14 mm ,鋼管拱肋內(nèi)填充C50 微膨脹混凝土,每榀拱肋設7 根吊桿,順橋向每隔510 m 設置一道橫梁,橫粱懸吊于吊桿下方。本工程施工期間當?shù)厝掌骄鶜鉁貫? 5 ℃～2 ℃。施工的難度主要表現(xiàn)在: ①鋼管拱施工對混凝土的性能要求較高,其必須具備微膨脹、自密實、早強、緩凝等特性; ②施工氣溫較低。
2 混凝土配合比的確定
本工程選用的外加劑品種主要為CAS 型膨脹劑、高效緩凝減水劑。通過試驗對具體檢驗、試驗指標進行分析,并確定混凝土配合比。
2.1 膨脹劑、減水劑的性能指標檢驗(見表1、表2)
2.2 改變膨脹劑的摻量,混凝土的各項性能指標(見表3)
2.3 不同溫度下混凝土限制膨脹率測試結果(見表4)
表4 中編號LS2121 和LS2122 是在不同環(huán)境下鋼管混凝土限制膨脹率的測試結果。LS2122 試件的檢測結果滿足技術要求,而LS2121 在較高溫度下的限制膨脹率卻偏低,說明膨脹劑的機理比較復雜。由于本工程澆筑混凝土施工是在冬季,氣溫相對偏低,故LS2121試件在較高溫度下的失常不影響對膨脹劑摻量的選擇。當膨脹劑摻量為14 %時,限制膨脹率基本均為負值,即混凝土產(chǎn)生收縮;而當膨脹劑的摻量為12 %時,限制膨脹率較為理想,可確保鋼管微膨脹混凝土的膨脹能達到理想效果,使鋼管壁與混凝土粘接良好,且混凝土力學性能也能達到技術要求。因此確定混凝土配合比中膨脹劑的摻量為12 %。
2.4 配制微膨脹混凝土配合比
經(jīng)過以上的試驗分析,最后確定出了最佳的鋼管拱內(nèi)微膨脹混凝土配合比,并檢測了其拌合性能及力學性能。鋼管混凝土配合比參數(shù)見表5。
表6 結果所示各項指標完全符合技術要求,滿足施工需要。
3 混凝土施工的保溫措施及注意事項
3.1 保溫措施
1) 由于施工期間當?shù)厝掌骄鶜鉁貫? 5 ℃～2 ℃,鋼管混凝土結構表面系數(shù)較大,故要求對鋼管暴露面采取嚴密的保溫措施。
2) 管外壁先捆扎50 cm ×50 cm 方木,穿入普通<50 mm 橡膠管,膠管每隔015 m 開一個出氣孔,外包第一層塑料布后綁扎厚50 mm 的棉被,然后再包一層塑料布。
3) 采用2 臺015 t 鍋爐供蒸汽,將鍋爐房分管拱供蒸汽,持續(xù)供蒸汽保證養(yǎng)生溫度> 30 ℃。
4) 在鋼管拱每節(jié)設一個測量點,共10 個測溫點。灌注完畢后,設專人每隔4 h 測溫一次,并記錄環(huán)境溫度,登記填表,發(fā)現(xiàn)異常分析原因,立即采取措施。
5) 分東西兩側拱肋底部管、中部、肋板上部,各做三組同條件試塊,按時檢測強度。
3.2 注意事項
1) 在鋼管混凝土灌注前要求對鋼管進行預熱。
2) 在第一層塑料布與鋼管之間的拱肋底部設置排水孔道,將蒸汽凝結的水排放出來。
3) 連續(xù)供暖保證恒溫,撤溫時按每2 h 降5 ℃。
4) 在鋼管混凝土強度達到80 %時,方可撤除降溫。
4 結語
采用上述方法完成的霍林河跨304 國道棧橋工程,混凝土灌注順利;鋼管拱混凝土強度標準值達到6617MPa (標準值為≥60 MPa) ;混凝土填充度達到99 %(準值為≥98 %) ;軸線橫向偏移拱頂處為1P10 000 (準值為1P5 000) ;LP4 拱肋處為1P15 000(準值為1P6 000) 。
