500米级钢管混凝土拱桥建造创新技术的工艺试验成果

为了探索真空辅助灌注工艺是否能够减小钢管混凝土拱桥管内混凝土脱空顽疾，进行了大型钢管模型对比试验。试验中分别采用常规和真空辅助灌注工艺完成钢管混凝土的灌注，并对比分析两种灌注方法的优劣［6］。

试验根据拱桥拱顶段线形进行拱段设置模拟，进行如下一组对比试验：

（1）常规压力泵送灌注混凝土试验。采用传统顶升方法，在正常压力下进行钢管混凝土泵送灌注试验。

（2）真空辅助泵送灌注混凝土方法。将钢管内抽真空至负压-0.09～-0.07 MPa，在此状态下进行钢管混凝土泵送灌注试验。

为更好地模拟泵送灌注过程中拱肋混凝土与钢管间的相互作用，试验采用约50 m 长、φ660大直径钢管拼成一个半拱，其线形与实桥拱肋1／4至跨中段相似。考虑实际桥梁轴线和拱顶水平的形状，并在各拱肋钢管转折处设置一道法兰，如图6-7所示。

真空试验拱段的抽真空系统连接在拱段顶端的出浆管上，由真空泵、阀门、储浆筒、真空表等设备组成，布置如图6-8所示。

通过以上两种试验结果的对比，验证真空辅助技术对钢管混凝土泵送灌注质量的影响。两根试验拱段并列布置，每个拱段由5根10 m 长的φ660 mm 的大直径钢管焊接而成，其中常压管为1＃拱段，真空管为2＃拱段，相应的超声波检测截面沿拱长方向布置11个，每个截面布置4个方向的检测通道，分别为竖直方向、水平方向和两个45°斜向。拱段及超声波检测部位布置如图6-9所示。

图6-7　工艺试验拱段实体

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图6-8　抽真空系统布置

图6-9　拱段及相应的超声波检测部位布置

试验拱肋段采用的混凝土为C60自密实无收缩混凝土。C60自密实无收缩混凝土具有以下特点：

（1）强度满足C60混凝土的要求且具有早强性能。

（2）具有收缩补偿的目的。

（3）具有低气泡、高流动性、免振自密的性能，新制混凝土的坍落度要求为220～250 mm，扩展度为480～680 mm，同时混凝土在大坍落度状态下的和易性良好，不离析。

（4）具有延后初凝的性能，初凝时间大于18 h，并且灌注过程中坍落度的损失小。

（5）水化热的峰值低、峰期长。