合江長(zhǎng)江一橋?yàn)橹骺?30m 的中承式鋼管混凝土桁架拱橋，拱肋管內(nèi)混凝土設(shè)計(jì)為C60高性能自密實(shí)微膨脹混凝土，采用真空輔助泵送法施工。經(jīng)過工藝試驗(yàn)和實(shí)橋施工證明：拱肋鋼管內(nèi)抽真空時(shí)采用水環(huán)式真空泵，施工方便快捷、達(dá)到的真空度高、經(jīng)濟(jì)性好，非常適合應(yīng)用于鋼管混凝土拱橋管內(nèi)混凝土真空輔助泵送工藝中。

　　鋼管混凝土拱橋是鋼管混凝土結(jié)構(gòu)中最為活躍的分支，近年來得到了迅猛的發(fā)展，取得了豐碩的理論研究成果。管內(nèi)混凝土灌注是鋼管混凝土拱橋施工的關(guān)鍵技術(shù)之一，也是研究的熱點(diǎn)問題，真空輔助灌注手段在管道壓漿施工中取得了良好的效果，要應(yīng)用到鋼管混凝土灌注中去，其關(guān)鍵設(shè)備———真空泵如何選擇，真空技術(shù)網(wǎng)(http://smsksx.com/)認(rèn)為這個(gè)是首先需要解決的問題。

　　水環(huán)式真空泵廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中，如真空過濾、真空引水、真空送料、真空蒸發(fā)、真空濃縮、真空回潮和真空脫氣等，水環(huán)真空泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造精度要求不高，容易加工。但傳統(tǒng)的水環(huán)真空泵多屬于抽真空泵，所能獲得的極限真空度為-0.02~-0.04 MPa，隨著技術(shù)的進(jìn)步，部分水環(huán)式真空泵能獲得的極限真空可達(dá)到-0.09 MPa，能適用于更多的場(chǎng)合，也可嘗試應(yīng)用于鋼管混凝土真空輔助灌注工藝中去。

1、工程概況

　　合江長(zhǎng)江一橋是國(guó)家高速公路網(wǎng)成渝地區(qū)環(huán)線和四川省高速公路網(wǎng)規(guī)劃線路上的重要橋梁工程，主橋?yàn)榭鐝?30m 的鋼管混凝土中承式拱橋，采用無支架纜索法吊運(yùn)和斜拉扣掛懸拼法安裝鋼管拱肋，泵送混凝土技術(shù)灌注管內(nèi)混凝土。橋梁拱肋為鋼管混凝土桁架結(jié)構(gòu)，凈跨徑500 m，凈矢跨比1/4.5，拱軸系數(shù)1.45。拱頂截面徑向高為8.0m；拱腳截面徑向高為16.0m，肋寬為4.0 m；弦管為ϕ1320×22(26、30、34)mm 鋼管，內(nèi)灌C60混凝土(圖1)。

圖1　合江長(zhǎng)江一橋整體布置圖(單位：m)

　　為了提高鋼管混凝土的質(zhì)量，采用真空輔助技術(shù)進(jìn)行管內(nèi)混凝土的灌注，經(jīng)過比選，采用水環(huán)式真空泵作為抽真空設(shè)備，首先通過工藝試驗(yàn)驗(yàn)證了真空泵的性能，最后在實(shí)橋施工中進(jìn)行了應(yīng)用。

2、工藝試驗(yàn)

　　試驗(yàn)拱段并列設(shè)置在離橋址約200m 的長(zhǎng)江岸邊，由5根10m 長(zhǎng)的ϕ660mm 的大直徑鋼管焊接而成。真空試驗(yàn)拱段的抽真空系統(tǒng)連接在主拱段的出漿管上，由真空泵、閥門、儲(chǔ)漿筒、真空表等設(shè)備組成，其布置如圖2所示。試驗(yàn)采用OVMSZ-2型真空泵，具體指標(biāo)見表1。

圖2　抽真空系統(tǒng)布置圖

表1　OVMSZ-2型真空泵技術(shù)性能參數(shù)

　　分別對(duì)1臺(tái)真空泵單獨(dú)工作和2臺(tái)真空泵同時(shí)工作時(shí)的抽真空性能進(jìn)行了測(cè)試，試驗(yàn)結(jié)果見圖3。從試驗(yàn)結(jié)果可知，雖然試驗(yàn)所用真空泵額定真空度為-0.04MPa，但實(shí)際可抽至超過-0.08MPa。在抽至額定真空度-0.04 MPa之前，抽氣速率基本保持為額定抽氣速率；超過額定真空度之后，抽真空速率隨管內(nèi)負(fù)真空度增加降低較快。抽至-0.04和-0.08 MPa，單機(jī)約需11和50min，雙機(jī)需5和21min，可節(jié)省一半以上時(shí)間。

圖3　抽真空試驗(yàn)結(jié)果

　　單機(jī)和雙機(jī)工作能達(dá)到的極限真空度為-0.086MPa。

3、拱肋鋼管混凝土真空輔助灌注施工

　　3.1、鋼管混凝土灌注簡(jiǎn)介

　　合江長(zhǎng)江一橋鋼管混凝土灌注的數(shù)量為8根，每根上弦管的混凝土灌注方量為746m3，每根下弦管為718m3，具體拱肋分布及灌注順序如圖4所示。

圖4　拱肋混凝土灌注順序

　　每次灌注一根弦管，每根弦管分兩個(gè)半拱從兩岸分別進(jìn)行3級(jí)泵送，每個(gè)半拱的方量為350~380m3。

　　參考工藝試驗(yàn)和真空管道壓漿施工的經(jīng)驗(yàn)，設(shè)定管內(nèi)混凝土灌注施工時(shí)的真空度為-0.08MPa。

　　3.2、真空泵選擇

　　根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果、實(shí)橋施工抽真空的方量、施工進(jìn)度要求以及經(jīng)濟(jì)性分析，選擇淄博產(chǎn)2BEA-252型水環(huán)式真空泵作為抽真空設(shè)備，其性能參數(shù)見表2。

表2　2BEA-252型水環(huán)式真空泵技術(shù)性能參數(shù)

　　3.3、管內(nèi)混凝土灌注過程中真空泵工作情況

　　鋼管混凝土灌注過程中，兩岸半拱管內(nèi)混凝土灌注上升超過每一級(jí)進(jìn)漿管約3 m 后，分別開始抽真空，真空負(fù)壓達(dá)到-0.08 MPa后停止泵機(jī)并觀測(cè)管內(nèi)真空負(fù)壓變化情況，當(dāng)大于-0.076 MPa時(shí)，重啟泵機(jī)并使管內(nèi)壓力重新回到-0.08MPa。以第一根拱肋重慶岸一級(jí)泵送時(shí)抽真空為例，抽真空方量約為360m3，在24′4″達(dá)到-0.08MPa負(fù)壓狀態(tài)，抽真空記錄見圖5。

圖5　重慶岸一級(jí)泵送抽真空記錄

　　由上可知，在進(jìn)行合江長(zhǎng)江一橋拱肋管內(nèi)混凝土灌注時(shí)，每次抽真空的時(shí)間不超過30min，對(duì)整個(gè)施工進(jìn)度影響很小(整個(gè)灌注施工時(shí)間為10~12h)；抽真空后可達(dá)到指定的-0.08 MPa真空度，對(duì)鋼管混凝土的灌注質(zhì)量改善明顯。

4、結(jié)語

　　合江長(zhǎng)江一橋拱肋管內(nèi)混凝土真空輔助灌注的大型工藝試驗(yàn)和實(shí)際施工，證明了水環(huán)式真空泵可滿足大型鋼管結(jié)構(gòu)的抽真空要求，同時(shí)具備施工方便快捷、造價(jià)較低等優(yōu)點(diǎn)，可作為大型鋼管混凝土拱橋管內(nèi)混凝土真空輔助泵送施工時(shí)優(yōu)先選擇的抽真空設(shè)備。