摘要：拱肋混凝土灌注是钢管混凝土拱桥施工过程中继主拱肋安装合拢后又一关键工序，在此阶段，钢管混凝土拱桥的结构体系和材料性能均随施工进程和时间变化。其施工质量不仅关系到主拱肋的强度和受力性能，而且影响到拱轴线形能否满足规范和设计要求。随着混凝土的逐步灌入、凝固和强化，拱肋的结构形态也在随时间而变化，其变形具有明显的时变特性。为确保施工质量和桥梁结构的安全，使成桥后的实际拱轴线符合设计和规范的要求，施工过程中必须有效地采取相应措施控制拱肋混凝土灌注。结合工程实例，着重介绍了拱肋混凝土灌注工艺技术要点、灌注质量检测等控制措施。
关键词：钢管混凝土拱桥；拱肋混凝土灌注；施工控制
1.概况：
本文以灞河特大桥下承式钢管混凝土系杆拱桥为实例，阐述拱肋混凝土灌注阶段的施工控制。该桥主桥为(50+50+80+50+50)m五跨下承式钢管混凝土拱梁组合体系，拱轴线采用二次抛物线，矢跨比f/L=1/4。80m跨拱肋采取哑铃形断面，上下主弦管采用Φ900×16mm钢管，中间设置缀板连接，缀板采用16mm厚的钢板，钢板用圆头锚钉联结，单幅横桥向采用2片拱肋，两片拱肋之间于拱顶设置Φ800×12mm的横撑钢管，于距拱顶15m处设置“米”字形横撑作为风撑，“米”字形风撑其横撑采用Φ800×12mm的钢管，斜撑采用Φ600×12mm的钢管。50m跨拱采用单根Φ900×16mm钢管，单幅横桥向采用2片拱肋，两片拱肋之间于拱顶和距拱顶10m处设置Φ600×12mm的钢管作为横撑。拱肋钢管和腹箱中灌注C50微膨胀高性能混凝土。
2.工艺流程：
全桥具体的拱肋混凝土灌注工艺流程为：开设排浆口→焊接进料管→布设输送泵管→人工浇筑进料管以下区段混凝土→压住清水湿润输送泵管→泵送高标号砂浆→泵送C50微膨胀高性能混凝土→从拱顶排浆口振捣混凝土→关闭防回流阀→清洗泵管完成泵送。
3.灌注控制要点：
㈠优化混凝土的配合比设计 拱肋钢管混凝土强度等级要求较高，为充分发挥钢管套箍作用，要求混凝土收缩率小、填充饱满。为满足混凝土强度、坍落度、和易性要求，采用高效减水剂，以降低用水量，减小水灰比，增大混凝土流动性，提高混凝土强度和耐久性。同时为保证管内混凝土的密实性，减小混凝土收缩系数和孔隙率，在混凝土中加入膨胀剂，以补偿混凝土的收缩，改善混凝土的孔隙结构，提高混凝土的自密实度。即选定早强、缓凝、低泡、高流动和自密实的混凝土配合比。
㈡选择与泵送工艺相匹配性能优良的混凝土搅拌和泵送设备 同时泵管应设置足够的固定措施，不得悬空，特别是弯头处应固定牢靠。泵管布置应尽量减少弯管的使用。
㈢严格控制钢管拱肋混凝土灌注的加载程序
由于混凝土灌注施工过程拱肋的刚度变化较大，内力变化复杂，因此必须对加载程序进行详细的分析计算，以确保结构的安全。在进行加载程序的设计时应考虑：首先保证拱肋在施工过程满足强度和稳定的要求，其次通过合理的加载程序对拱轴线进行纠偏，另外要便于施工。
有关试验表明：对称灌注方式下同一桥的拱肋混凝土灌注完毕后上、下游拱肋变形量相同；而非对称灌注方式对拱肋变形的影响效应主要表现在：1.使上下游拱肋变形明显不一致，最先被灌注拱肋的变形量明显大于另外一条拱肋的变形量，二者间的变形量差最大可达25％左右。2.非对称灌注方式下最先被灌注拱肋（上游拱肋）的变形量大于对称灌注方式下对应拱肋的变形量，二者间的相差情况的最大变形量的差值可达20％左右。
由于受场地及设备条件限制，该桥全桥的钢管混凝土灌注施工不能采用非常理想的对称灌注方式即两岸和上、下游同时对称的施工方式，选择了非对称灌注方式即两岸对称，上、下游不对称的方式泵送混凝土。每条拱肋的混凝土施工遵守对称与均衡的加载原则，以拱顶为对称轴，两半垮桥对称加载，同时从两岸由拱脚往拱顶对称同步一次完成灌注。
㈣拱肋混凝土灌注要点
灌注进料管至拱脚截面区段间的混凝土应直接采用输送泵输送，插入式振捣棒振捣，灌注至顶层砂浆排出粗集料外露的顶面应比进料管口低40～50cm，以免后续钢管混凝土灌注时集料分离。待该区段间的混凝土强度达到80％后再进行拱肋混凝土的灌注。www.tmgc8.com
1.为确保安全，应按混凝土自重压力与泵送压力叠加对钢管焊缝产生的拉应力和剪应力进行验算，便于控制泵送速度。同时为防止一侧混凝土上升过快引起拱圈纵向振动，两岸管内混凝土上升高度差应控制在2m之内。在灌注过程中，注意加强观测控制。
2.设置进料管、排气孔、防回流闸板阀以及排浆管
随着混凝土在钢管内上升，为减少管内不断增大的压力，在拱肋顶面每隔5~10m设排气孔。
每条拱肋在拱脚段对称设一处进料管及拱顶设排浆孔。进料管设在离拱脚端面约5m处的管顶面或侧面，根据实际施工经验发现进料管与拱肋轴线夹角为30°，夹角越小泵送阻力越小，对钢管壁的冲击力越小。在拱顶两侧设置排浆管，排浆管高度为150cm、直径为20cm(大于2倍的粗骨料最大粒径)，以免排浆时粗集料堵住排浆管，多余的浆体和气体排不出。该管可做为混凝土反压管，保证拱顶混凝土密实。
混凝土灌注前在进料管上设置防回流闸板阀，并对进料管、排浆管与拱肋接口焊缝作加劲处理。由于该处受混凝土冲击较大，因此需要确保接口焊缝质量。
3.灌注要连续进行，不能间断，当在拱顶排浆孔位置有砂浆冒出直至砂浆全部排出并有粗集料冒出后，停止泵送，静置10分钟，关闭防回流闸板阀。
4.同时针对80m垮的哑铃形截面拱肋采取了先两管后腹箱的灌注顺序。由于哑铃形截面在灌注腹箱混凝土时，钢管与腹板交接处将产生很大的应力，容易引发爆管事故。哑铃形截面灌注混凝土时的受力情况与灌注顺序有关，其中先腹箱后两管的顺序最为不利。而先两管后腹箱的截面应力较小些，施工时建议采取。为防止哑铃形钢管混凝土拱肋在在灌注腹箱混凝土时出现爆管事故，还应在拱肋结构上采取构造措施，如采用拉杆或型钢加劲腹板。实际施工中既采用构造措施又采用分仓灌注，以改善施工受力。
4.拱轴线线形控制：
拱轴线的形状直接影响主拱截面内力的分布和大小，除竖向挠度值外，还需控制拱肋的横向偏移值和对称点的高差。按相关质量评定标准明确拱肋混凝土灌注阶段的线形控制目标。同时灌注混凝土时采用临时稳定支架，适时调整与控制，使拱轴线形呈均匀变化。
5.拱肋混凝土质量检测：
灌注完成两个月后，钢管拱肋混凝土的质量检测主要采取的方法：①锤击敲打钢管的方法对拱肋进行普查，可探明部位是否密实；②选取有代表性的截面对其钢管拱拱肋混凝土质量和混凝土与拱肋内壁面的密贴性进行超声波检测。
6.结语
⑴.拱肋混凝土灌注是关键工序，应采取合理的施工工艺和控制措施，确保钢管混凝土拱桥拱肋混凝土的施工质量。由于灌注方式顺序对拱肋变形影响较大，在条件允许的情况下应尽量采用对称灌注方式。
⑵.灌注哑铃形拱肋的混凝土施工中，建议采用拉杆或型钢加劲腹板，并优先采用先拱后腹箱的分仓灌注顺序等措施，改善施工受力，避免爆管事故的发生。
参考文献：
1、陈宝春.钢管混凝土拱桥实集（一）［M］.北京：人民交通出版社.2002+
2、付超.况勇等大跨度钢管混凝土拱桥混凝土泵注技术［J］.铁道建筑技术. 2000+（2）
3、陈宝春.钢管混凝土拱桥设计与施工［M］.北京：人民交通出版社.2005+
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