Puente de arco de hormigón con tubos de acero Tecnología de construcción de hormigón con arco de tubos de acero
1 Introducción
La estructura de hormigón con tubos de acero se ha introducido en nuestro país desde el siglo XIX. A principios de la década de 1960, en los últimos años, mi país se ha desarrollado rápidamente en la aplicación de arcos de tubos de acero en 2007, y muchos puentes de luces largas han adoptado la tecnología de arcos de tubos de acero. Tiene las siguientes ventajas: forma hermosa, gran envergadura, construcción simple y resistencia a terremotos, resistencia a la presión y resistencia a grietas significativamente mejoradas. El hormigón del arco de tubo de acero aprovecha al máximo la función circular del tubo de acero y utiliza hormigón microtensado, lo que mejora significativamente sus propiedades de compresión y resistencia al agrietamiento. Las principales características del hormigón de tensión tridimensional son la alta resistencia y la buena deformación bajo la acción de cargas externas, debido a que la tubería de acero restringe la deformación lateral de su núcleo interno de hormigón, la resistencia del núcleo de hormigón bajo la acción de tridimensional. la tensión es mayor que la del hormigón vertido ordinario 2-3 veces. Cuando la deformación por compresión del hormigón ordinario es ≥0,002, aparecerán grietas longitudinales que provocarán fallas. El hormigón bajo la acción de tensiones tridimensionales puede considerarse como un material elástico-plástico. Cuando la deformación por compresión alcanza 0,002, no sólo todavía tiene capacidad de carga, sino que tampoco presenta grietas en la superficie. -material resistente.
2. Descripción general del proyecto
El puente Weihe de Guangyuan Road en la ciudad de Baoji tiene 28,5 m de ancho y una longitud total de 585,56 m. La parte principal del puente se compone de un arco de cinco orificios de tubo de acero relleno de hormigón, sin arriostramiento contra el viento y con doble superficie de carga. La relación de luz del arco es 1/5, el eje del arco es una parábola cuadrática y las nervaduras del arco adoptan una estructura de tubo de acero plano con extremos redondeados. La altura de la nervadura del arco es de 72 m, la luz es de 0,9 m, la luz de 64 m es de 0,8 m y el ancho es de 1,8 m. La tubería de acero está rellena con hormigón ligeramente expandido C40. El material de la tubería de acero con nervaduras de arco es Q345D y el espesor es de 16 mm. Consulte la Figura 1 para ver la sección transversal.
Figura 1 Vista en sección de tubo de acero relleno de hormigón (unidad: monja)
3. Trabajo preparatorio
3.1 Comparación y selección de opciones
Opción 1: Se adopta el método de construcción de caída continua y vertido de concreto sin vibración, y el concreto se deja caer continuamente desde la bóveda. Sin embargo, el hormigón por debajo de los 4 m de la bóveda todavía necesita ser vibrado con un vibrador enchufable abriendo un tragaluz, y el hormigón vertido no es fácil de ser denso, lo que dificulta la construcción.
Opción 2: Método de elevación con gato a presión. Es decir, en el eje del arco, a 1,5-2 m de distancia del pie del arco, los orificios de inyección de presión se abren simétricamente en ambos lados y la presión de la bomba de suministro de hormigón se utiliza para presionar continuamente el hormigón de abajo hacia arriba a través del tubo de bomba soldado. en el orificio de inyección del arco de tubería de acero y lograr el efecto de hormigón autocompactante. Esta tecnología de construcción es simple y fácil de implementar. Sin embargo, se debe seleccionar una bomba de suministro con alta presión y buen rendimiento.
La segunda opción se adoptó durante la construcción, es decir, el método de elevación por inyección, y logró resultados satisfactorios. Se resumieron algunas cuestiones a las que se debe prestar atención durante la construcción.
3.2 Observación antes de la construcción
El objetivo de la observación es determinar si la elevación del eje del arco y los puntos de control es correcta. Si hay una desviación en el eje, se puede ajustar con el molinete preestablecido; si la elevación del punto de control de un lado es demasiado alta y la elevación del otro lado es demasiado pequeña debido a soldadura, montaje, etc. se puede ajustar durante el proceso de vertido de hormigón; consulte a continuación las operaciones específicas.
3.3 Personal
Se requiere que los trabajadores tengan habilidad para desmontar y montar tuberías de bombas de hormigón y tener un fuerte sentido de responsabilidad. El personal técnico está compuesto por cuatro grupos: director de inyección de hormigón en el arco, director del camión bomba, experimento y medición. Cada grupo mantiene contacto a través de walkie-talkies.
3.4 Maquinaria
La construcción de bombeo y elevación requiere una gran presión de bombeo. La elección de la bomba de hormigón es la clave para el éxito del elevación y la inyección de hormigón. Para este proyecto se seleccionaron tres bombas de tractor marca Sany HBT-60B, una de las cuales se utilizó como repuesto. La presión de salida de esta bomba puede alcanzar los 6,3 MPa y tiene una gran adaptabilidad al hormigón. Para garantizar el progreso continuo del bombeo y la elevación de inyección, de acuerdo con la ubicación y la velocidad de bombeo de la estación de mezcla de concreto durante la construcción, cada camión bomba está equipado con 3 camiones de transporte de concreto y 1 de repuesto. La estación de mezcla de hormigón debe realizar un buen trabajo de inspección y mantenimiento de la mezcladora.
3.5 Materias primas
Antes de la construcción del hormigón se debe realizar la inspección in situ de las materias primas. La calidad del cemento y los aditivos es la clave para garantizar la tasa de expansión del hormigón.
4. Tecnología de la construcción
4.1 Inyección de dos etapas, moldeo de una sola vez
Dado que la tubería de acero es plana, los refuerzos están dispuestos lejos y el La altura sagital es grande según se calcula la presión que puede generar el hormigón y la resistencia a la deformación del tubo de acero plano (utilizando software de análisis estructural de elementos finitos para el análisis y cálculo si el hormigón se presiona desde el pie del arco hasta). En la parte superior del arco, la presión del hormigón doblará la parte recta del tubo de acero plano. Por lo tanto, se adopta el método de "inyección de presión en dos etapas y moldeo único", es decir, además de la bomba. juntas de tuberías reservadas para soldar en la parte inferior del arco original, a la mitad de la altura del arco (la altura del arco incluye el tubo de escape de la bóveda de 1,5 m), ambos lados de forma simétrica, agregue juntas de tuberías de bomba del mismo modelo e instale dos Tubos de escape de φ20 cm y 1,5 m de altura y tubos de acero de refuerzo en ambos lados cerca del brazo de la bóveda. Consulte la Figura 2 para obtener más detalles.
Figura 2 Diagrama esquemático del diseño de la tubería de refuerzo de tubería de acero
4.2 Observación del arco de tubería de acero durante la construcción
Para obtener datos de medición más completos, el hormigón El proceso de inyección debe realizarse. Observado en todo momento. Cuando se presiona el concreto en cada punto de control, el eje del arco y la elevación se miden una vez, y los resultados de la medición se dibujan en un gráfico de curvas que cambia con el tiempo o las condiciones de trabajo. Con base en esta curva, podemos comprender de manera más intuitiva los diversos aspectos. del arco de tubo de acero en el bombeo de hormigón.
4.3 Procedimientos constructivos para inyección de presión y elevación
Antes de verter, revise cuidadosamente las juntas de la tubería de la bomba y la bomba de impulsión. Se debe colocar un delantal entre las juntas para evitar que entre aire. fuga de lodo. Abra las válvulas de compuerta de retención K1 y K2 y lubrique el camión de la bomba y las tuberías de la bomba con mortero mezclado con cemento del mismo tipo y grado que el concreto para reducir la fricción durante el bombeo del concreto. El mortero debe descargarse fuera del arco de la tubería de acero. El hormigón se vierte simétricamente y, al mismo tiempo, se asigna una persona especial para observar el bombeo de hormigón en el arco. La velocidad de vertido de las dos bombas debe mantenerse lo más constante posible. debe ajustarse a tiempo. El método de observación más simple y práctico es el "método de martilleo", es decir, utilizar un martillo para golpear el arco de la tubería de acero. La intersección entre el sonido nítido y el sonido sordo es donde se ha vertido el hormigón. Esta observación garantiza un vertido de hormigón simétrico y simultáneo. Si encuentra que las velocidades de inyección en ambos lados son inconsistentes, debe comunicarse con el comandante del camión bomba a tiempo para realizar ajustes. La deformación elástica del arco de tubo de acero causada por una pequeña parte de la carga excéntrica se puede restaurar por completo, asegurando efectivamente que el eje del arco cumpla con los requisitos de diseño.
Cuando el hormigón se vierte más allá de los orificios de inyección K3 y K4, deje de bombear, cierre inmediatamente las válvulas de compuerta K1 y K2 y conecte las tuberías de la bomba a los orificios de inyección K3 y K4 lo más rápido posible. las válvulas de compuerta K3 y K4 para iniciar el segundo nivel de inyección de concreto. Cuando el concreto emerge del orificio de escape, controle la velocidad de vertido, cambie el bombeo simétrico sincrónico de las dos bombas a bombeo alternativo y continúe vertiendo de 1 a 2 m3 de concreto para garantizar que el concreto en el arco de la tubería de acero se vierta densamente. Luego cierre la válvula de compuerta de retención para evitar que el concreto regrese y limpie la tubería de la bomba y el camión de la bomba. Una vez completado el vertido, se debe realizar bien el trabajo de aislamiento del hormigón del tubo de acero.
5. Puntos técnicos
5.1 Optimización de la relación de mezcla del hormigón
El hormigón requiere resistencia temprana, alta fluidez, retardo, autoestanqueidad y bombeabilidad. muy bien. El problema más crítico es que el hormigón con tubos de acero es hormigón microtensado. El agente de expansión se mezcla con el concreto para cumplir con los requisitos de compensación de la contracción. Se requiere que el asentamiento alcance la superficie de trabajo de 18 a 20 cm. El tiempo de fraguado inicial se calcula en función de la velocidad de inyección y debe controlarse en más de 6 horas. . Establecer microtensión puede mejorar la capacidad de carga de los componentes y cambiar el fenómeno de los espacios entre el hormigón y las tuberías de acero causados por el vertido de hormigón normal. La determinación de la tasa de microexpansión es un factor clave en el diseño de la mezcla. La calidad del hormigón dentro de la tubería de acero tiene un gran impacto en la seguridad de la estructura de ingeniería. Si no se tiene cuidado, se producirán accidentes de calidad, lo que provocará dificultades en el bombeo, aire en el interior, relleno insuficiente y espacios de contracción entre el hormigón y la tubería de acero. el tubo de acero [4]. Por lo tanto, se deben realizar más experimentos sobre la proporción de mezcla de este tipo de concreto para controlar la tasa de expansión.
5.2 La inyección de hormigón debe realizarse de forma simétrica y simultánea en ambos lados.
Se observó todo el proceso de inyección de hormigón. Los resultados mostraron que los pasos primero a tercero durante la inyección de hormigón. La elevación de la primera sección disminuyó significativamente, mientras que la elevación de la quinta sección hasta la parte superior de la bóveda aumentó significativamente. Por el contrario, después de bombear el hormigón en la bóveda, la elevación de la bóveda cae significativamente, mientras que las elevaciones de la primera a la tercera sección aumentan automáticamente, ver Figura 3.
Figura 3 Representación esquemática de la forma del tubo de acero durante el proceso de vertido
Se puede ver en la Figura 3 que el peso propio del hormigón tiene un impacto significativo en la Forma lineal del arco de tubo de acero. Por tanto, la inyección debe realizarse de forma simétrica y simultánea.
Si el punto de control de un lado es más alto y el otro lado es más bajo debido al montaje, soldadura, etc. antes del vertido, puede utilizar el vertido asimétrico para ajustar, es decir, verter el hormigón desde el lado superior primero. Se observó de cerca la deformación del arco. Cuando la elevación de los puntos de control en ambos lados del arco básicamente volvió a la elevación de diseño, se inició el vertido simultáneo en ambos lados y se ajustó gradualmente la cantidad de inyección de concreto en ambos lados. Finalmente, el hormigón se presionó simultáneamente hasta la parte superior del arco. Cuando el concreto esté presionado hasta la parte superior de la bóveda, continúe vertiendo para permitir que se descarguen entre 1 y 2 m3 de concreto por el orificio de escape y de impulsión. Deje de verter cuando no aparezcan burbujas en el orificio de escape y cierre la válvula de retención de concreto.
5.3 Inyección de dos niveles, moldeo único
El diseño requiere que la inyección de hormigón sea continua, y la resistencia a la deformación estructural del arco plano de este puente determina que El hormigón debe dividirse en dos niveles de presión. Por lo tanto, adoptamos el plan de inyección de “inyección en dos etapas y moldeo único”. La clave del esquema es la continuidad entre el hormigón secundario. El segundo nivel de hormigón debe iniciarse lo antes posible dentro del tiempo de fraguado inicial del primer nivel de hormigón. Se requiere que los trabajadores empalmen rápidamente las tuberías de la bomba entre los dos niveles de inyección de hormigón, y se debe disponer de trabajadores cualificados para hacerlo. .
5.4 Trabajos de aislamiento de tubos de acero rellenos de hormigón
Si se produce un hueco entre el hormigón y el tubo de acero se perderán las ventajas del hormigón de microexpansión afectando directamente al soporte. Capacidad del arco. El aislamiento insuficiente del hormigón en los tubos de acero es la causa de la formación de huecos. Por lo tanto, se tomaron medidas como envolver el arco de tubos de acero en sacos para minimizar la diferencia de temperatura entre el interior y el exterior.
6. Conclusión
Los estándares de prueba para el hormigón con arcos de tubos de acero pueden basarse en las "Regulaciones de diseño y construcción de estructuras de hormigón con tubos de acero". tubo de acero para una inspección preliminar. Si hay alguna anomalía, realice una inspección ultrasónica del área. Después de las pruebas, el hormigón del arco de tubos de acero de este puente cumple totalmente con los requisitos de diseño y especificaciones. Gracias a una adecuada mano de obra, el puente ha sido terminado y puesto en funcionamiento, logrando buenos beneficios sociales y económicos.
Para obtener más información sobre la redacción y producción de documentos de licitación de ingeniería/servicio/compra para mejorar la tasa de adjudicación de ofertas, puede hacer clic en el sitio web oficial de servicio al cliente en la parte inferior para realizar una consulta gratuita: /#/?source= bdzd