混凝土浇筑都见过，空中泵送还是头回见！

源自丨贵州安盘高速、   同济可持续混凝土

2024年5月26日，随着最后一车混凝土顺利从输送泵管均匀输出，贵州安盘高速土建4标古牛河特大桥盘州岸拱座首次大体积混凝土顺利浇筑完成，本次一次性浇筑混凝土5000余立方米，是继安顺岸拱座大体积混凝土成功浇筑的又一次胜利。

 

 

建成使用的古牛河特大桥猫道  

 

古牛河特大桥是贵州安盘高速的控制性工程，全长881.8m，半幅桥面宽16.55m。古牛河大桥跨越典型的“V”形峡谷，两侧拱座依托山体而建。主桥为计算跨径520m的上承式钢箱桁架拱桥，主桥桥面到谷底高度约400m。桥梁两侧拱座是主桥最大受力点和最重要的基础结构，其混凝土均需分5次浇筑，其中安顺岸拱座已累计浇筑混凝土21257m3，而盘州岸拱座将需浇筑混凝土20709m3。  

 

   

夜间双管远距离泵送混凝土现场

技术瓶颈      

古牛河特大桥盘州岸拱座依托山体，垂直于古牛河展开，地形极为险峻，自然坡度为55°～65°的陡坡，局部坡度更是达70°以上的陡崖。考虑到盘州岸施工区域山崖陡峭、施工环境极其恶劣，且不具备运输车通行、设置拌合站等条件。因此，亟需解决高山峡谷地区超长跨距混凝土的运输、浇筑及施工面等难题。  

 

 

古牛河特大桥建成后效果图  

 

同济方案

针对古牛河特大桥的客观地形条件，项目组联合同济大学蒋正武教授团队、三一重工厂家等进行技术攻关，提出创新性的技术方案。方案拟定在古牛河两岸架设一条长约550m的临时钢丝悬索桥作为泵送运输平台，同时在其上部布设两条对称泵送钢管即可实现将混凝土从安顺岸泵送至盘州岸。而要成功实现如此超长距离的混凝土泵送施工，亟需开发出工作性能、泵送性能及力学性能均优异的机制砂高性能混凝土。  

 

 

钢丝绳索道桥猫道设计图  

关键技术      

（1）超长跨距泵送机制砂高性能混凝土配制技术
 

 

研究团队基于古牛河特大桥现场原材料开展了大量机制砂高性能混凝土配合比试验，通过配合比基本参数优化技术、骨料优化技术、矿物掺合料优化技术、外加剂优化技术等一系列技术，成功配制出综合性能优异的C30超长跨距泵送机制砂高性能混凝土。此外，在经过前后数次试验验证及模拟泵送试验，最终确定出适用于古牛河特大桥拱座浇筑的混凝土生产配合比。  

 

 

混凝土配合比优化试验  

 

 

混凝土工作性能测试结果  

 

（2）临时钢丝悬索桥泵送施工控制技术  

 

临时钢丝悬索桥（也称“猫道”）横跨古牛河峡谷，其跨径大、坡度大和风力大的特点不利于混凝土的泵送。针对这些问题，猫道主体采用上下两组共8根钢丝绳作为承重索，并于两岸设置预压力岩锚锚碇以作锚固。同时，两岸共采用8根钢绞线作为抗风绳，进一步强化猫道结构稳定性。此外，考虑到混凝土泵送荷载，为避免泵送过程中猫道产生严重倾斜，在铺设泵送管时于猫道面层上沿中线方向对称铺设2根泵送管。通过以上优化控制技术，猫道总体刚度和稳定性较好且于风荷载下振幅不大，能够满足古牛河特大桥超长跨距泵送施工条件。  

 

     

     

     

建成使用的古牛河特大桥猫道

 

（3）基于模拟泵送试验的现场管控技术  

 

为确保盘州岸拱座大体积混凝土的连续浇筑顺利完成，项目组提前组织进行C30机制砂高性能混凝土模拟泵送试验，并于试验前召开筹备会和技术交底会。会议针对原材料储备、车辆调度、人员值守、交通疏导、后勤服务等制定专项方案，并不断进行细化和动态调整。全力加强人员配备、机械设备和物资投入，确保“前线人员”无后顾之忧。强化各项施工工序有效衔接，采取“两班倒”不间断连续浇筑，测量人员与安全人员24h对猫道垂度、各个关键部位进行监测和排查；严格按配合比进行混凝土搅拌，安排专人值守和检测；采用智能温控系统和专人实时监控泵送混凝土内外温度，同时采取“内降外保”等措施，确保大体积混凝土泵送、浇筑过程万无一失。  

 

 

模拟泵送试验技术交底会  

 

 

模拟泵送试验现场  

 

 

检查猫道泵送现场  

 

4月16日，单管模拟泵送混凝土试验成功；5月18日，双管远距离泵送混凝土试验成功，且各项数据符合施工要求；5月26日，盘州岸拱座浇筑顺利完成。该项目不仅是同济可持续混凝土团队近期科研成果在贵州重大工程中的进一步突破和应用，也是同济大学材料科学与工程学院以及先进土木工程材料教育部重点实验室研究团队面向国家重大战略和重大工程建设需求、开展长期“产学研用”合作的成果结晶。     

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