钢管混凝土拱桥拱肋微膨胀混凝土顶升质量通病及防治（安徽省路港工程有限责任公司当涂凌云大桥项目）
作者：许在彪一、工程概况
当涂县凌云大桥工程，是一座钢管混凝土系杆拱桥，桥梁总长312.8m，总宽30m。
跨径组合为29.4+80.5+93+80.5+29.4m，其中中间三跨为中承式钢管混凝土桥结构，两端29.4m为上承式钢筋混凝土半拱桥，全桥通过8根系杆将五跨连接为一个有机整体，保证整个结构的水平推力平衡和结构体系安全。
二、QC小组情况
三、选题理由
1、钢管混凝土系杆拱桥是将混凝土填充到钢管内形成的一种组合结构，兼有钢结构和混凝土结构的特点，有效的发挥了钢材和混凝土的力学特性，材料的
组合强度高，大大的提高了结构的抗压、抗弯能力。
钢管混凝土是拱桥的核心部分，拱肋的健康状况及拱肋与混凝土的“紧箍效应”与否将直接影响到桥梁的结构质量安全。
因此，QC小组人员针对钢管混凝土结构的特点，找出了影响钢管拱混凝土质量的通病及防治措施。
四、现状调查
在开展该课题研究之初，小组成员针对钢管混凝土拱桥的受力特性对以前北岸80.5m跨上游1/8L、1/4L、1/2L处（L为跨径）钢管拱混凝土顶升质量利用超声波进行了自检，通过自检，我们对此进了一个缺陷统计，如下表1：
五、活动目标及可行性研究
1、本次QC小组的活动目标：拱肋内微膨胀混凝土质量优良、结构优良，合格点率达95%以上。
2、从影响目标可行性的组织管理、技术、材料设备、资金四个方面要素进行分析研究（图1）
3、通过分析认为，要达到活动目标是完全可行的。
小组成员进行了细致分工，责任落实到人，根据施工进度，按照PDCA循环原理开展QC活动。
在活动过程中，不断发现问题，确保最终达到目标要求。
图1
六、QC小组活动情况
1、原因分析：
针对拱肋内微膨胀混凝土及结构体系质量存在的问题，QC小组根据现场情况从人、机、料、法、环、测六个方面分析查找影响因素。
2、要因确认：
根据影响因素分析，QC小组通过现场验证，对拱肋内微膨胀混凝土及结构
体系质量末端因素逐一进行要因确认。
根据《表3》确定的要因，制定了如下相应的对策。
制定了对策后，为了实现既定的质量目标，QC小组对任务进行了具体的布置落实，对人员进行明确分工，以便实施对策表中的各项措施。
实施一：对操作人员进行专业技术培训，组织岗位练兵。
从现有的混凝土顶升施工班组中调出10名骨干，进行岗前培训，合格后上岗，新工人进场前培训后，有计划地分配与熟练工人合作操作。
实施二：施行8小时轮班作业，降低劳动强度。
由于钢管拱顶升混凝土准备工作较为细致繁琐，浇筑时间较长，劳动强度较
大，为降低工人的劳动强度，防止疲劳作业，实行8小时作业换班作业制，中间适当休息，确保连续作业不超过6小时。
实施三：考察混凝土运输路线，合理安排施工时间，避开车流高峰期。
由于南岸混凝土运输道路路况较差且沿线有重工业厂区及火车道口，大型车辆较多；农村电信、电力杆线纷乱，项目部结合此况配专人统计该路段车流高峰时间段及沿线杆线净空高度不满足混凝土罐车通行的数量，请求业主给予协调解决，合理安排施工时间，避开车流高峰时间段。
实施四：充分润管、在润管砂浆中添加缓凝剂。
由于堵管是影响钢管拱混凝土顶升连续性的重要因素之一，润管的充分与否直接影响到混凝土在高压输送泵管内的通畅，在顶升前对高压泵管进行压水充分湿润，在准备顶升作业前，搅拌砂浆时，添加少许缓凝剂延缓初凝时间，防止长时间作业砂浆在管内初凝，使摩阻增大无法顶进，造成堵塞。
制定详细合理的堵管应急预案。
实施五：检查U型膨胀剂合格证明，确定膨胀系数。
加强搅拌站管理，规范材料分类存放，做好仓库防潮措施。
严格按照规定检查混凝土组成材料的质量和用量（每一次施工作业至少两次），7天后可钻取小孔检查混凝土与钢板粘合情况。
模拟现场施工环境制作膨胀混凝土试块，以此判定膨胀系数，灵活控制不同施工环境膨胀剂的掺入量，在添加 U型膨胀剂的同时增添“聚丙烯腈纤维”。
实施六：合理安排工作时间，养护及时充分。
由于钢材的比热容较大，随温度变化钢材的收缩、膨胀频率较高，项目部根据钢材的材料特性，合理安排工作时间，避开温差变化较大的早晨与傍晚施工，选择温差相对稳定的白天和夜晚施工（10℃~25℃为宜），中午温度高于25℃时，对钢管外壁采用土工布覆盖，并及时洒水养护（频率不得小于2次/小时），以此减少收缩缝的形成。
实施七：向钢管拱肋内注入约1.5m3清水清洗内壁。
由于钢管拱加工时，内部环向加劲钢筋和吊杆预埋套筒，在管内焊接施工残渣较多且多为粉状物，可利用注水法使粉状物处于悬浮状态，随水流柱排出管内。
实施八：砂浆采用中砂搅拌。
由于钢管拱安装时间较长且内部未作防腐处理，内部存在腐蚀情况，不利于混凝土与钢管内壁有效粘结，根据此情况项目部经过认真计算，决定采用粒径相对较大的中砂作为砂浆的拌合材料，以此增大摩阻，刷除内壁浮锈。
实施九：两端顶升派专人实时报告泵送压力，利用锤击法确定顶升进度。
由于顶升进度不一致造成拱顶排气孔间隔板单向侧压力过大导致倾覆，容易造成堵塞排气孔，针对此状况QC小组对所有隔板加焊拉力筋，同时当混凝土顶升至1/4L处，派专人上至拱肋上方锤击确定顶进位置，并通知现场协调人员，控制泵送速度及泵送压力保持一致，确保两排气孔同时冒浆。
实施十：减少高压输送泵管90°弯头，泵机出料口必须使用直管连接，检查泵管连接处密封性。
由于在压水试泵过程中，高压泵管多处存在泌水现象，且连接弯头较多，造成泵送压力损失较大，对管内混凝土密实性有所影响。
针对此情况项目部加强了施工人员的质量意识教育，要求在压水试泵期间，检查泵管连接处的密封性，发现泌水立即扳紧螺母压紧密封圈，对弯头位置加焊固定钢筋，使其固定牢靠。
实施十一：控制泵送速度。
由于泵送速度过快，导致管内混凝土密实性较差，项目部围绕此状况对泵机操作员进行专业培训、持证上岗，并要求开始泵送时，泵机处于低速压送状态，并注意泵机的输送压力，待压送顺利时，提至正常速度（20～30m3/h）。
实施十二：腹板外侧进行加固处理
由于腹板在顶升时从受弯构件向受拉构件转化，局部受侧压不均造成臌胀凸出、焊缝开裂等现象。
针对此现象项目部利用槽钢和钢筋组成的对拉夹箍，将该区域腹板夹住。
5、效果检查：
在北岸80.5m跨西侧上弦管拱肋混凝土顶升结束后，我们对实施结果进行了检查，检查结果见《表5》
通过此次QC小组活动，钢管拱微膨胀混凝土质量及结构质量得到了显著的提高，实现了本次活动的预期目标。
6、实施效果（见图2）图2
七、巩固措施
为了进一步推广新技术、新工艺，我公司准备根据本次QC活动的实施情况，
编制《钢管混凝土拱桥拱肋微膨胀混凝土顶升质量通病及防治作业指导书》，在公司内部和各项目部推广学习，为以后同类型桥梁工程提供宝贵的经验。
八、活动体会和下一步打算
经过这次QC小组活动，钢管拱微膨胀混凝土质量及结构质量得到了显著的提高，确保了工程质量合格率100%的质量目标。
1、质量：经过QC小组活动我们达到了预期的目标，确保了吊杆横梁安装和桥
面板安装的顺利进行，良好的质量得到了监理单位和建设单位的一致好评。
2、工期：积极有效的开展活动，为钢管拱微膨胀混凝土顶升施工的顺利进行创
造了条件，保证了工期。
3、效益：通过QC小组活动，我们优化了施工方案，节省了资金，减少了浪费，
取得了良好的经济效益和社会效益。
我们将定期组织QC小组成认真学习业务知识，完善小组自身建设，采纳合理化建议，攻克难关，扩大活动范围。
推广新方法、新工艺和新技术，确保工程稳中有进。
强化质量体系管理，健全各项检查制度，不断地交流与总结，将既有的成果运用到后续施工中。
