大跨度連續(xù)梁冬期施工措施

■羅 杰 ■中交三航局南京分公司，江蘇 南京 210000

1 工程概況

青榮城際鐵路工程Ⅴ標跨軫格莊互通特大橋位于煙臺市萊山區(qū)，該橋上跨既有軫格莊互通，其中跨軫格莊互通觀海路為48+2*80+48m連續(xù)梁。

2 冬期施工定義

根據(jù)《鐵路混凝土工程施工技術指南》要求，當工地晝夜平均氣溫(最高和最低氣溫的平均值或當?shù)貢r間6時、14時及21時室外氣溫的平均值)連續(xù)3d穩(wěn)定低于5℃或最低氣溫低于-3℃時，混凝土施工應按冬期施工辦理。

本著安全第一、質(zhì)量第一的原則，本連續(xù)梁冬期施工原則上應滿足以下兩個條件:風力小于6級(包括6級)，最低溫度高于-8℃。根據(jù)往年氣候背景，確定冬期施工時間為2013年11月20日至2014年3月20日。

3 總體思路

軫格莊互通跨觀海路連續(xù)梁冬期施工采用蒸汽鍋爐提供蒸汽，在掛籃底模及側(cè)模噴涂10cm厚聚氨酯保溫材料，并用彩鋼板對掛籃兩側(cè)及底部進行封閉，采用加厚棉簾對連續(xù)梁端部做整體閉封處理，以滿足保溫要求。同時對全橋的預應力長管道壓漿采用保溫措施，確保冬期施工中貫通全橋的預應力孔道壓漿質(zhì)量。

4 掛籃冬期施工防護

掛籃保溫暖棚的搭設沿著掛籃主構架的前端，通過搭設鋼筋網(wǎng)架作為固定支架，鋼筋網(wǎng)架豎、橫向間距為100cm，豎向鋼筋與底模焊接，橫向鋼筋一側(cè)直接與側(cè)模板焊接，另一側(cè)通過側(cè)模上固定套環(huán)栓接，在豎向鋼筋上與橫向鋼筋相交節(jié)點處均設置套環(huán)，以方便橫向鋼筋的自由活動，從而保證側(cè)模拆模后的正常活動需要。

在掛籃的側(cè)模和底模通過型鋼支架采用彩鋼板封閉，掛籃前端采用鋪設棉簾包裹，棉簾采用門簾形式，卷簾在進行預應力張拉、灌漿操作時或有人進出時卷起，無人進出時放下，以防止熱量過度散失，同時便于人員、材料及小型器具進入，從而形成一座密不透風的暖棚。為保證掛籃封閉密實，棉簾用鋼絲與固定支架進行固定，轉(zhuǎn)角搭接處，保證搭接寬度不小于1m，并用角鋼進行壓邊，使其充分密貼不透氣，側(cè)模彩鋼板與翼板邊緣及轉(zhuǎn)角搭接處均用棉被封閉，保證保溫效果。

5 混凝土冬期施工措施

5．1 拌合站冬期施工措施

(1)水泥、礦物摻和料等采用水泥罐儲存，水泥只能蓄熱，禁止加熱，上料皮帶進行防風保溫包裹。

(2)外加劑存放在封閉的庫房內(nèi)，庫房內(nèi)放置空調(diào)，確保室內(nèi)溫度不低于5℃。對于外加劑儲存罐，搭設彩鋼瓦保溫房，房內(nèi)放置電油汀以保溫，確保棚內(nèi)溫度不低于10℃。

(3)骨料存放在全封閉的料倉內(nèi)，細骨料倉內(nèi)通暖氣供暖保溫，粗骨料倉內(nèi)采用煤爐和熱風炮供熱保溫，確保骨料倉內(nèi)溫度不低于5℃，同時為降低雨、雪天氣的影響，拌合站在料倉和上料斗之間增設彩鋼瓦棚，確保上料均處于棚內(nèi)操作。對上料斜皮帶范圍采用加厚帆布(防水型)封閉保溫。骨料級配良好，質(zhì)地堅硬，不得含有冰雪、凍塊及易被凍裂的礦物質(zhì)。

(4)采用深層地下水作為混凝土攪拌用水，水溫相對較外界溫度高。必要時需要對水加熱，拌合站將采用鍋爐加熱，水泵抽蓄水池內(nèi)的水進入鍋爐，加熱后再回到蓄水池(采用彩鋼瓦房密閉保溫)，不斷循環(huán)加熱;同時為確保熱水供應，將從熱電廠等單位直接購買熱水，以便不時之需。水的加熱溫度不宜高于80℃(通過熱工計算確定水的加熱溫度不得低于54℃)。當加熱水不能滿足要求時，可將骨料均勻加熱，其加熱溫度不應高于60℃(通過熱工計算確定骨料溫度不得低于5℃)。

(5)骨料下料口采用暖氣保溫，確保溫度不低于5．0℃。

5．2 配合比設計

冬期施工配置的混凝土應優(yōu)先選用普通硅酸鹽水泥，并選用較小水膠比和坍落度，合理增加水泥用量，適當提高早期強度。

5．3 混凝土拌合

攪拌設備均處于彩鋼瓦棚內(nèi)，棚房內(nèi)將設置暖氣裝置供熱，保證棚內(nèi)溫度不低于10℃。在攪拌混凝土前及停止攪拌后，將采用熱水沖洗攪拌機滾筒，提前預熱或清洗干凈。

凝土拌和料的投料順序為砂、粗骨料、水攪拌均勻，然后加入水泥、礦物摻合料和外加劑進行攪拌，避免膠凝材料直接與熱水接觸發(fā)生假凝現(xiàn)象。冬期混凝土的攪拌時間一般較常溫施工時延長50%左右(最短攪拌時間不少于3min)。

冬期混凝土施工時，由試驗室定時檢測水、外加劑及骨料加入攪拌機時的溫度，以及環(huán)境溫度和混凝土的出機溫度，每一工作班至少檢測4次，確保混凝土的出機溫度，若發(fā)現(xiàn)出機溫度達不到要求時，及時進行熱工計算，以便及時提高水或骨料的加熱溫度。

冬期混凝土施工時，為了減少混凝土運輸和入模過程中的溫度損失，控制混凝土的出機溫度不低于12℃，確保入模溫度不低于5℃。

5．4 混凝土運輸

混凝土采用混凝土輸送罐車進行運輸，保證混凝土運到澆筑地點時仍保持均勻性和規(guī)定的坍落度;同時混凝土的運輸時間應盡可能縮短，多裝快運，少停留，運輸混凝土的容器外包裹棉被。罐車進出洞口時，安排專人開啟保溫門簾，盡量減少門簾開啟時間，避免冷空氣進入洞內(nèi)。

5．5 混凝土澆筑

在澆注混凝土前，對接縫結合面進行加熱，使結合面具有5℃以上的溫度，澆注完成后及時加熱養(yǎng)護，使混凝土結合面保持正溫，直至澆注混凝土獲得規(guī)定的抗凍強度。當舊混凝土面和外露鋼筋暴露在冷空氣中時，對新、舊混凝土施工縫1．5m范圍內(nèi)的混凝土和長度在1．0m范圍內(nèi)的外露鋼筋進行防寒保溫，可提前通入蒸汽進行保溫。

加強對混凝土入模溫度的檢測，每車混凝土運到澆筑現(xiàn)場后均檢測混凝土溫度，不符合要求的混凝土不得使用，嚴格控制混凝土的入模溫度不得低于5℃。澆筑前應清除模板及鋼筋上的冰雪和污垢，采用分層連續(xù)澆筑，分層厚度不得大于20cm。因冬期混凝土流動性相對較差，振搗時間由常溫施工的30S適當延長至45S?；炷潦┕r段控制在9∶00～16∶00，白天外界氣溫較高的時段。

5．6 混凝土養(yǎng)護

5．6．1 養(yǎng)護方法

混凝土養(yǎng)護采用蒸汽加熱法和電熱法進行，對于箱室內(nèi)及側(cè)模外側(cè)空間采用蒸汽加熱法養(yǎng)護，對于頂板外露混凝土采用電熱法養(yǎng)護。

加熱蒸汽采用鍋爐房加熱，在軫格莊特大橋設置鍋爐房，保證軫格莊特大橋連續(xù)梁懸澆塊段的施工。在箱室內(nèi)及兩側(cè)腹板共設置4道蒸汽管道，管道采用Φ50mm鋼管，沿墩身向上接長，并于墩身預埋件連接固定，通過0#塊底部Φ200mm泄水管伸入箱室內(nèi)，再向兩側(cè)接長，并用支架支撐，到達箱梁端頭，再用支管向兩側(cè)接長，進入側(cè)模外側(cè)封閉空間。

對于連續(xù)梁頂板采取電熱法養(yǎng)護，混凝土澆筑完成后依次覆蓋塑料薄膜、電熱毯、棉被、篷布，應搭接覆蓋，翼板邊緣整體包裹，保證保溫效果。

5．6．2 養(yǎng)護過程

按照靜停、升溫、恒溫、降溫四個階段進行養(yǎng)護。

(1)靜停:梁體混凝土澆筑完畢(橋面板最后一盤混凝土澆筑完畢)至濕熱養(yǎng)護之前期限為靜停期。梁體混凝土澆筑完及時覆蓋保溫篷布，靜停期間保持箱室內(nèi)溫度不低于5℃，時間為4h～6h，并作第一次溫度記錄。

(2)升溫階段:靜停結束立即進入升溫階段。這一階段的溫度不得上升過快，混凝土表面將因體積膨脹太快而產(chǎn)生裂縫。因此升溫速度必須控制在10℃/h以下。升溫速度實施“雙控”即混凝土芯部和混凝土表面、混凝土表面和箱室內(nèi)環(huán)境溫度溫差都不大于15℃。根據(jù)測溫記錄顯示在混凝土澆筑完成48h后，混凝土芯部溫度上升到最大值38．5℃，該階段混凝土芯部溫度與混凝土表面溫度之差最大值為12．7℃，混凝土表面溫度與箱室內(nèi)環(huán)境溫度之差最大值為14℃，溫度控制滿足要求。

(3)恒溫階段:恒溫時，應保證箱室內(nèi)各部位溫度差不超過5℃，梁體芯部混凝土溫度不得大于60℃，根據(jù)測溫記錄顯示在混凝土澆筑完成第三天開始進入恒溫階段，混凝土芯部溫度穩(wěn)定在30℃附近，箱室內(nèi)環(huán)境溫度控制在12℃，恒溫持續(xù)時間約36～48小時。

(4)降溫階段:恒溫時間結束后，取出隨梁同條件養(yǎng)護的混凝土試件，經(jīng)試驗達到設計強度100%后，開始逐步降溫。這一階段降溫速度過快，混凝土表面會產(chǎn)生裂縫，因此降溫也實施“雙控”，降溫速度不大于5℃/h。當梁體混凝土芯部和混凝土表面、混凝土表面和箱室內(nèi)環(huán)境溫度溫差之差不大于15℃時，停止降溫，然后撤除梁頂保溫設施。

根據(jù)測溫記錄顯示在混凝土澆筑完成第五天開始進入降溫階段，此時開始停止蒸汽保溫，滿足各部位溫差要求后，可撤除保溫措施開始下道工序施工。

5．7 測溫工作

混凝土冬期施工，按時測量水和骨料、外加劑加入攪拌機時的溫度，以及混凝土攪拌、澆注時的溫度和澆注后混凝土溫度的變化情況，使混凝土內(nèi)外溫差不超過15℃，混凝土表面溫度最低處不低于5℃，降溫速度不超過5℃/h。

(1)測溫儀器。外界氣溫、箱室內(nèi)氣溫用普通溫度計測定，混凝土出罐入模溫度、原材料及混凝土表面溫度用電子測溫儀測定，混凝土芯部溫度采用預埋測溫元件測定。

(2)觀測點位置。在塊體前后端分兩個斷面，分別在底板中、底板倒角、腹板、腹板倒角、頂板中、頂板翼緣板位置對稱均勻預埋測溫元件或測溫孔，并編號繪圖。

(3)觀測次數(shù)及時間。①檢查水、骨料的溫度，每一工作班至少檢測4次。②混凝土成型后即進行養(yǎng)護期間的測溫工作，在升、降溫期間每1h檢測一次，在恒溫期間每2h檢測一次。③室外氣溫及施工環(huán)境溫度應在每天7時、12時、16時和午夜零時4個時間觀測記錄。④檢查混凝土從出罐到入模時的溫度，每工作臺班四次。

(4)觀測方法。①在測溫時，將溫度計與外界氣溫隔絕，避免冷空氣影響，采用測溫孔測溫時，溫度計在孔內(nèi)停留時間在3min以上。②設專人負責測溫工作，要求設在腹板、底板、頂板的各測溫點所測溫度必需接近若發(fā)現(xiàn)溫度變化異常，立即匯報并采取措施，避免發(fā)生質(zhì)量事故。③所有測溫活動均應詳細記錄，并按順序、時間、部位整理成冊。

5．8 混凝土拆模

(1)當混凝土達到100%設計強度要求，并符合混凝土強度達到設計強度的40%之前不受凍的抗凍強度規(guī)定后，方可拆除模板;

(2)混凝土與環(huán)境的溫差不得大于15℃。當溫差在10℃以上，但低于15℃時，拆除模板后的混凝土表面宜采取臨時覆蓋厚帆布;

(3)當養(yǎng)護完畢后的環(huán)境氣溫仍在0℃以下時，應待混凝土冷卻至5℃以下后，方可拆除模板。

5．9 預應力管道壓漿措施

壓漿前對梁體內(nèi)腔采取蒸汽加熱，并在壓漿前采用暖風機對預應力管道進行吹熱風預熱處理，水泥漿攪拌結束至壓入管道的時間不宜超過40分鐘。自封閉進漿管起，4小時后才能撤除壓漿管，并檢查確認無漏漿。壓漿作業(yè)安排在一天中溫度最高的時段(14時左右)內(nèi)進行。壓漿時及壓漿后48h內(nèi)，應持續(xù)采用蒸汽加熱法和電熱法保溫養(yǎng)護，使梁體溫度不低于5℃。

6 實施效果

(1)依據(jù)測溫記錄數(shù)據(jù)顯示，采用以上冬期施工措施后，連續(xù)梁箱室內(nèi)環(huán)境溫度均能保證在5℃以上，混凝土表面溫度、混凝土芯部溫度、箱室內(nèi)環(huán)境溫度的溫差基本控制在15℃以內(nèi)，滿足規(guī)范的溫度控制要求。

(2)根據(jù)現(xiàn)場混凝土強度檢測，在混凝土澆筑完5天后，混凝土強度達到設計強度100%，混凝土表面未出現(xiàn)裂紋，有效縮短了節(jié)段施工周期。

7 結束語

大跨度連續(xù)梁冬期施工技術難度大，成本較高，安全風險大，必須在原材料、混凝土拌合和運輸、懸臂澆筑施工保溫、測溫等重要工序上采取有效措施，才能保證連續(xù)梁冬期施工的正常進行，以上措施的實施效果證明，采用蒸汽加熱養(yǎng)護、電熱法、暖棚法進行連續(xù)梁冬期施工，是能夠保證梁體混凝土施工質(zhì)量和連續(xù)梁懸臂澆筑的施工進度要求。

［1］鐵路混凝土工程施工技術指南．鐵建設［2010］24號．中國鐵道出版社．

［2］鐵路預應力混凝土連續(xù)梁(剛構)懸臂澆筑施工技術指南．TZ324-2010中國鐵道出版社．