超大直径钢塔斜拉桥自密实补偿收缩砼顶升施工技术

杨基好

中铁十局四公司 江苏 南京 210046

1、工程概况

安徽省金寨县新江路长征大桥全长457m，宽35.5m，上部结构采用跨径布置为5×30m +(80+100)m+5×30m的形式，主桥为独塔斜拉桥结构，采用塔梁墩固结体系。主塔钢管砼纵向呈双柱式，单柱直径2.5m，垂直高度为59.2m，塔身与桥面成75°夹角，塔内填充C50自密实补偿收缩砼。斜拉索采用直径7mm高强度镀锌平行钢丝拉索，全桥共设置20对斜拉索，边中跨各10对。主桥钢桥面铺装采用4cm高弹性改性沥青SMA-10+3.5cm浇筑式沥青GA-10+0.5cm环氧树脂防水体系。

2、自密实补偿收缩砼配合比的设计

钢塔内砼为自密实微膨胀C50砼：要求顶升至设计高度(59.2m)，这就要求砼具有较高的抗压力泌水性、良好的坍落扩展度、低坍落度损失及砼的初凝时间。

因此对砼原材各项性能要求非常严格。根据设计要求：砼强度等级C50，水胶比＜0.42，胶材用量450～550kg/m3，膨胀剂用量40～60kg/m3，水中14d限制膨胀率≥0.025%，水中14d转空气中28d限制膨胀率≥-0.020%，坍落扩展度性能等级为SF1为500～650mm。

砼拌和经现场检测砼坍落扩展度为570mm，扩展时间为4.2s，初始含气量为1.8%，初凝时间为22h，砼抗离析浮浆比为3%，均符合要求。

砼浇筑时，为减少环境温度对其影响，浇筑时间定于夜间进行，砼于晚间21点生产，22点开始浇筑，出机初始坍落扩展度为590mm,现场浇筑时坍落扩展度为590mm,浇筑过程中砼性能稳定，至第二天早上7点完成浇筑。硬化后，经检测钢管内砼密实性较好。

3、自密实补偿收缩砼顶升施工

由于主塔的直径较大，单根钢塔砼顶升高度达49.8m；同时每个钢塔中间存在八道纵向加劲肋，横向每隔1.5m～2m之间有一道环向加劲肋，钢塔内设置直径1.8m的钢筋笼，使得钢塔内阻力大大增涨。本项目在钢塔分段吊装过程中,分两次进行塔内砼顶升施工。

3.1 施工准备工作

1)使用2台中联重科HBT90拖泵，施工前进行调试；2) 泵管支架及泵管安装完成； 3) 试验人员对配料计量系统进行检查、校核，检查砼的塌落度、扩展度； 4) 收集天气信息，调整砼施工时间，确保施工质量。

3.2 第一次顶升施工

当主塔完成GT-3节段安后进行第一次塔内砼施工，浇筑至GT-3钢塔顶部1.2m以下，总高度为23.8m。采用2台中拖泵同步加载施工C50自密实补偿收缩砼。管内砼浇筑过程中要尽量保证两个管壁同步施工，两个管壁同步差不得大于1米。

(1)焊接单向阀

在距钢管砼柱底部300mm～500mm开一Φ145mm圆孔，以清除柱内积水、杂物及焊接单向阀。钢塔顶升砼施工完成后，将开孔补焊好。

(2)灌注水泥砂浆

泵送混凝士前首先泵送1m3与混凝士同标号的砂浆，以免粗骨料反弹以及接头处混凝上质量差，同时砂浆还可在泵送过程中起到润滑管壁的作用。混凝士灌筑完成时，砂浆将全部由上部排出。

(3)砼顶升灌注施工

砼顶升施工安排在早晚进行.开始泵送时泵车应处于低速泵送状态，此时应注意观察泵机的工作压力和各部件的工作情况，待泵送顺利后恢复正常速度连续灌注砼，并保持慢速、均匀、对称、低压的灌注工艺，灌注过程中随时观察砼的顶升高程，以便随时调整灌注速度，并保持两根钢塔内砼高差在1m以内。砼顶升过程中保证现场最少有2车砼在现场备用，保证砼连续顶升，钢管内的砼宜在5h以内灌注完成，最长灌注时间间隔不得超过首批灌注砼的初凝时间。

3.3 第二次顶升

当主塔全部吊完成后进行第二次砼顶升施工。在主塔的左侧搭设5×2×28m钢管柱支架作为泵管支撑架，泵管沿泵管支架向塔顶延伸，每隔3m采用14a槽钢和支架进行固定，槽钢和泵管之间的空隙采用木楔塞紧。

在第二次顶升面焊接隔板，隔板采用厚10mm的钢板加工，隔板在工厂内加工成两个直径2.5m的半圆，隔板四周与塔内壁焊接密实，在钢塔最高点处各预留一个ф150mm的预留孔作为出气孔使用。

3.4 钢管砼的养护

砼灌注完毕后，为保证灌注的砼在规定龄期内达到设计性能要求，结合钢管砼、自密实砼特点制定了下列养护措施：

(1)应在灌注砼结束后对钢管顶部砼表面用土工布加以覆盖养护并铺设洒水；

(2)对掺用高效缓凝减水剂及膨胀剂的砼，养护时间不得少于14d；

(3)砼强度达到设计强度80%前，应控制钢管温度不超过30℃、不低于5℃。

4、工程应用及效益分析

4.1 技术优点

“超大直径钢塔斜拉桥自密实补偿收缩砼顶升施工技术”解决了钢塔内砼密实度不足、离析、钢管内黏结不牢靠等缺陷，确保了施工质量，简化了施工工艺，减少了周转材料和人力的投入，节约施工成本，缩短了施工工期。

超大直径的钢管砼顶升施工技术含量和技术难度大，中铁十局金寨县新江路长征大桥主塔砼的成功顶升，为国内外类似工程的施工积累了宝贵的施工经验。

4.2 效益分析

该技术在安徽省金寨县新江路长征大桥中的成功应用，经济和社会效益显著。该技术较传统施工技术节约成本约17.8万元。

(1)传统逐段浇捣法费用为26.26万元：砼振捣605.4m3×300元/m3=181620元；盘扣脚手架费用：30吨×30元/天×90天=8.1万元。

(2)顶升施工法费用为8.46万元：开孔、焊接单向阀及焊接封口钢板等的费用计4个×150元/个=600元；拖泵租赁费用3月×2万元/月=6万元；支架加工、安拆：15t×1400元/t=2.1万元。