2.3鋼管混凝土配制
2.3.1選材
(1)設(shè)計高性能微膨脹混凝土應(yīng)選擇525R早強(qiáng)型水泥為主體,其用量不宜過大,初凝時間以8~12h為宜。
(2)配制高性能微膨脹混凝土須使用干凈的河砂并嚴(yán)格控制云母含量、硫化物含量、含泥量和壓碎值,一般選用細(xì)度模數(shù)2.6-3.1的中砂為宜。不宜用砂巖類山砂、機(jī)制砂、海砂,此類砂對混凝土的膨脹率影響極大。
(3)粗骨料石質(zhì)對高性能微膨脹混凝土影響很大,主要體現(xiàn)在骨料一砂漿界面粘結(jié)強(qiáng)度、骨料彈性模量和骨料強(qiáng)度。在考慮混凝土可泵性的同時,要考慮混凝土的早強(qiáng)性和后期強(qiáng)度。碎石需二次破碎,使其基本無棱角,并減少針片狀顆粒的含量。選用時應(yīng)嚴(yán)格控制含泥量、強(qiáng)度、彈性模量和粒徑≤30mm。
(4)粉煤灰與水泥“二次水化反應(yīng)”產(chǎn)生的凝膠封堵了混凝土的毛細(xì)管路,增強(qiáng)了密實性,提高了耐久性?!岸嗡磻?yīng)”只有Ⅰ級粉煤灰和磨細(xì)粉煤灰可以徹底完成:“使混凝土升溫降低15%~35%;應(yīng)嚴(yán)格控制粉煤灰SO3含量,以0.5%~1.5%”為宜;粉煤灰應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》規(guī)定。
(5)選擇外加劑一定要經(jīng)過多次試驗。試驗表明,緩凝型減水劑會降低混凝土膨脹率,所以應(yīng)反復(fù)試驗,膨脹率合適才可使用;高效減水劑還應(yīng)具有緩效凝作用和緩凝劑摻配作用,且是非引氣型、低氣泡減水劑;其質(zhì)量應(yīng)符合現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《混凝土外加劑》規(guī)定。
(6)膨脹劑在有鋼管約束條件下,在結(jié)構(gòu)中建立0.2~0.3MPa預(yù)應(yīng)力,可抵消混凝土在硬化過程中產(chǎn)生的收縮應(yīng)力,從而提高抗裂能力。選擇時一定要多試驗幾個品種,膨脹劑應(yīng)對混凝土后期強(qiáng)度及質(zhì)量無害,與所用水泥適應(yīng)性好。我國主要使用U型膨脹劑、復(fù)合膨脹劑及明礬石膨脹劑。
2.3.2設(shè)計高性能膨脹混凝土的三個問題
(1)混凝土施工可按一般高性能混凝土設(shè)計方法進(jìn)行配制強(qiáng)度計算,不必計算后將強(qiáng)度提高一個等級作為配制強(qiáng)度,關(guān)鍵在于施工配合比的施工現(xiàn)場驗證。設(shè)計時應(yīng)嚴(yán)格控制水灰比,將其確定為定值。
(2)混凝土是采用鋼管中頂升灌注,粗骨料在頂升過程中不能因自身重力而下落,否則會造成頂升壓力過大而失敗。在設(shè)計混凝土配合比過程中碎石應(yīng)稍微呈懸浮狀態(tài),不能下沉。所以該種混凝土的砂率可提高一些。
(3)許多工程實踐認(rèn)為鋼管混凝土設(shè)計為微應(yīng)力時,限制膨脹率28天內(nèi)應(yīng)控制在(2~6)×10-4的范圍內(nèi)是合理的。
2.4主拱肋鋼管的拼裝
2.4.1鋼管拱肋的制作
(1)鋼管拱主弦管直徑>600mm采用螺旋焊管。
(2)宜選用具有CAD加工設(shè)計技術(shù)和成功經(jīng)驗的廠家;單元階段制造好后在工廠進(jìn)行平面和立面組拼檢查;螺旋焊管彎曲成型在中頻彎管機(jī)上進(jìn)行,采用埋弧自動焊;腹板安裝采用CO2氣體保護(hù)焊;單元階段焊接完成后,若與理論線形不符,可用“火工矯正法”矯正。
(3)鋼管拱單元階段制好后運至工地組焊成吊裝段,運至施工現(xiàn)場,最后用跨墩龍門吊機(jī)或其它起重設(shè)施將吊裝段吊上橋組裝。
(4)為便于調(diào)整拱肋預(yù)埋段制造、溫度引起的偏差,鋼管制造在工廠時,拱腳預(yù)埋段與拱中段之間預(yù)留80mm調(diào)整量;拱肋合攏鎖定溫度為10~15℃。