钢管混凝土拱桥建造创新技术-真空辅助灌注工艺

根据钢管混凝土拱肋脱黏、脱空的病害分析可以看出，钢管灌注施工工艺是病害的另一个元凶。为减少此类病害，钢管混凝土灌注施工工艺不断更新、改进，从最初的逐段浇筑法、分段顶升法，到目前最为先进的真空辅助灌注。

钢管内灌注混凝土施工方法有很多种，如多点开孔倒喂灌入、振捣密实法，泵送顶升灌注法，分级泵送顶升灌注法，真空辅助灌注法等。早期小跨径桥梁建设时使用多点开孔倒喂灌入、振捣密实法，该方法施工时间长，钢管壁上需开较多灌注孔，对结构有一定影响。

逐段浇筑法是将每一节段的钢管预浇筑混凝土，待混凝土强度满足要求后进行拼接吊装形成。此方法形成的钢管混凝土在结构上未形成一体，管内混凝土不连续、整体性差。

高位抛落不振捣浇筑法是将混凝土提高以一定高程抛入钢管内，在重力作用下使混凝土密实。但此法仅适用于笔直的钢管混凝土结构，在拱桥施工中受到限制。

随着设备工艺的更新进步，钢管混凝土拱桥开始运用连续泵送顶升浇筑施工工艺。连续泵送顶升浇筑施工工艺是在钢管拱脚部接近地面适当位置处开注浆口，混凝土在泵压力作用下，由下而上顶升，依靠混凝土自身重量挤压密实填充管腔，与钢管共同作用。泵送顶升浇筑法要求混凝土具有坍落度大、和易性好、不泌水、不离析等特点。此方法适用于大型钢管混凝土拱桥施工。但施工中仍然存在较多质量问题，如钢管混凝土脱空严重、混凝土不密实、泵送难度大等。(www.xing528.com)

拱桥的跨径和高度不断挑战新纪录，拱肋混凝土需要输送的高度和距离越来越大，对混凝土输送泵扬程的要求越来越高，甚至超出了现有设备的能力范围，又或是导致施工经济性显著下降，因此又发明了分级泵送顶升灌注方法，根据实际情况选择分两级或多级进行泵送。

混凝土在泵送压力作用下向上流动，在流动过程中粗集料逐渐向管壁运动，多余的浆液渗至管中间，形成“栓流”。由于“栓流”的存在，中间部分速度快，周围部分速度慢，甚至不流动，当混凝土流动性差或凝结时间短时，容易发生整条管道堵塞的现象［3］。

为解决连续泵送顶升浇筑法在施工中遇到的问题，研究人员和工程师不断提升施工工艺，提出了真空辅助灌注方法。此方法是在连续泵送顶升浇筑法的基础上加入真空辅助系统，即在钢管拱肋顶部安装抽真空设备，抽取钢管拱肋内的空气，使拱肋内处于真空状态，同时进行连续灌注顶升［4］。