张靖皋长江大桥索塔高质量施工“彩排预演”

5月，世界最大跨悬索桥张靖皋长江大桥正式开工，在“邻居”世界最大跨斜拉桥常泰长江大桥的施工现场，正如火如荼的开展着张靖皋长江大桥钢管混凝土工艺试验，为工程高质量施工“彩排预演”。

张靖皋长江大桥主跨2300米，350米高的主塔采用钢箱-钢管约束混凝土组合结构，塔内设置了4根直径3.6米的贯通钢管混凝土柱，内填自密实混凝土，一次浇筑高度达43米，相当于从14楼向下浇筑。高落差的混凝土浇筑易发生离析，出现“浆石分离”现象，严重影响混凝土质量，如何保证43米下落后的混凝土性能，成为主塔高质量施工的最大“拦路虎”。

通常，自密实混凝土的自由下落高度宜控制在5米以内，为解决混凝土离析的问题，项目团队经过调研和分析论证，认为“病灶”在于混凝土下落速度过快，于是借鉴深竖井和桩基的混凝土浇筑方法，在下行管道上下功夫，采用“导管+缓冲装置”的方式向下输送混凝土。

试验设计了2套缓冲装置，采用多种布置间距，实现对混凝土的“多级减速”，经过反复试验验证：简易的“挡板型”缓冲装置与3米布置间距，在混凝土防离析效果方面具有“奇效”。然而试验过程中团队技术负责人彭成明发现混凝土“首、尾料”仍存在离析现象，说道：”科研人员“眼里揉不下沙子”，我们必须解决它。“首、尾料”问题的主要原因是管内流量不够，那我们就在导管上加个漏斗和拔塞，进行“存料浇筑”，加大首料补给；混凝土浇筑停止前在导管顶部“截断混凝土”，避免残余混凝土流入导管内。”试验证明，本套为高落差混凝土“量身定做”的浇筑系统能有效保证混凝土质量，且简单易操作。

随着试验研究的深入，新的难题再次出现，受混凝土供应速度限制，4根钢管需“两两交替浇筑”，在高温季节混凝土表面水分蒸发速率快，为保证上下两层混凝土的融合质量，对交替的间隔时间提出了要求。

试验团队设定了多组间隔时间的对比试验，结果都以失败告终，混凝土表面不到20分钟就“风干结壳”，分层明显，界面处存在薄弱层，钻芯后芯样易在此处断裂。经过研讨最终锁定了试验失败的“导火索”，“会不会是试验环境模拟不准确导致混凝土表面水分蒸发过快？我们应该“充分还原”深钢管内的环境，避免阳光与风对混凝土的干扰”，试验团队现场负责人胡伟提议道。

于是重新设计试验方案，模拟实际施工环境，监测混凝土表面流动性，确定了间隔时间在45分钟以内时，混凝土表面水分保持良好。试验7天后，水箱内的混凝土块被缓缓吊出，观察发现混凝土外观光滑上下层混凝土融合充分，众人悬着的心终于放了下来。

本次钢管混凝土高质量施工的“彩排预演”成果丰硕，为张靖皋长江大桥的建设打好了坚实的基础。 

来源：桥梁结构技术部

作者：胡伟