淺論預(yù)應(yīng)力混凝土空心橋板冬期施工技術(shù)

李秋東（湖北水總水利水電建設(shè)股份有限公司，湖北武漢430000）

淺論預(yù)應(yīng)力混凝土空心橋板冬期施工技術(shù)

李秋東（湖北水總水利水電建設(shè)股份有限公司，湖北武漢430000）

預(yù)應(yīng)力混凝土空心橋板以其承重性能高、穩(wěn)定性好、質(zhì)量易于控制、施工速度快等優(yōu)點(diǎn)，在大中型橋梁施工中應(yīng)用越來(lái)越廣泛。如何保證冬期預(yù)應(yīng)力混凝土空心橋板質(zhì)量，是在北方冬季搶抓工程進(jìn)度必須面臨的問(wèn)題。本文結(jié)合工程實(shí)際，介紹了預(yù)應(yīng)力混凝土空心橋板冬期施工技術(shù)要點(diǎn)，并針對(duì)這些要點(diǎn)提出了措施。在保證質(zhì)量的前提下，提高了施工速度，減短了施工周期，同時(shí)還節(jié)約了成本。

預(yù)應(yīng)力混凝土；空心橋板；冬期施工技術(shù)

引言

我公司承接的南水北調(diào)東線一期工程魯北段七一、六五河二標(biāo)工程，工程區(qū)地處魯北平原地區(qū)，具有明顯的季節(jié)變化和季風(fēng)氣候特征，冬季寒冷少雪多干燥，多年平均氣溫在11～14℃之間，極端最高氣溫41.7℃，極端最低氣溫-27℃。月均氣溫1月最低，為-2.2～-3.3℃；7月最高，為26.5～26.8℃。

工程計(jì)劃工期478日歷天，2011年4月正式開(kāi)工，因種種原因預(yù)制場(chǎng)當(dāng)年9月才投入使用，橋板預(yù)制總量近400塊，橋板預(yù)制冬天不能停工，否則就不能滿足進(jìn)度要求。

在具體操作過(guò)程中，由于冬季寒冷條件，再加上施工技術(shù)缺陷對(duì)施工過(guò)程的影響，導(dǎo)致空心橋板在進(jìn)行施工的時(shí)候經(jīng)常出現(xiàn)塌陷、裂縫等嚴(yán)重影響施工質(zhì)量的問(wèn)題。如何有效地解決這些問(wèn)題，保證預(yù)應(yīng)力混凝土空心橋板在冬季寒冷條件下的施工質(zhì)量，是工程得以順利實(shí)施的關(guān)鍵。

1 冬期施工技術(shù)要點(diǎn)

1.1 材料選擇

在冬季混凝土施工中，應(yīng)優(yōu)先選用水化熱比較小的普通硅酸鹽水泥，因此，我們選用的是聊城山水水泥有限公司生產(chǎn)的PO42.5散裝水泥。細(xì)骨料選用東平湖運(yùn)來(lái)的優(yōu)質(zhì)湖砂，硬度中等，級(jí)配優(yōu)良，細(xì)度模數(shù)控制在2.96左右。粗骨料選用硬度較高的連續(xù)級(jí)配的碎石，選用5～31.5mm的連續(xù)級(jí)配，同時(shí)添加適量的DM120減水劑。在保證混凝土足夠強(qiáng)度的前提下，應(yīng)盡量減少水泥的使用，水膠比1：0.35。

1.2 澆筑及養(yǎng)護(hù)

一般情況下，冬季施工要做好充足的準(zhǔn)備工作。清除模板和鋼筋上的泥水是必不可少的步驟。為了防止結(jié)冰的反復(fù)性，不能使用蒸汽法融化冰雪。

為了防止凍融破壞，在施工現(xiàn)場(chǎng)配備了加熱鍋爐和水箱。鍋爐的型號(hào)為CLSG型，這種鍋爐的排煙溫度僅為80℃?；炷恋臄嚢铚囟炔恍枰?，一般為60～80℃。這樣可以預(yù)熱配料，溶解砂石里的冰晶。同時(shí)，避免了熱水與水泥直接接觸，造成混凝土強(qiáng)度不高的問(wèn)題。

為了防止混凝土溫度、坍落度的損失，混凝土的澆筑速度越快越好，最好控制在1h之內(nèi)。澆筑時(shí)混凝土的溫度不能低于5℃?；炷翝仓瓿梢院螅⒓答B(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)溫度不能太低。養(yǎng)護(hù)完成之后，立即采取保溫措施，覆蓋塑料薄膜甚至棉被等保溫材料，尤其在結(jié)構(gòu)比較薄薄弱處。待混凝土達(dá)到要求強(qiáng)度之后，方可將保溫措施去除。如果大風(fēng)天氣施工，在施工場(chǎng)地周?chē)瑧?yīng)采取防風(fēng)措施，以減少水分的流失。

1.3 暖棚的搭設(shè)

考慮到歷年氣溫變化規(guī)律，項(xiàng)目部在11月初就啟動(dòng)了暖棚的搭建工作，11月中旬完成，并安裝了鍋爐等設(shè)施，配備了毛苫等覆蓋材料。11月底、12月初就迎來(lái)了一次較強(qiáng)的寒潮，最低溫度到了零下11℃，暖棚及時(shí)發(fā)揮了作用。

暖棚的搭建用鋼管焊接骨架，頂部采用厚實(shí)透明的塑料薄膜，頂部采用毛苫、棉被覆蓋。白天能保證陽(yáng)光的射入，晚上覆蓋以保證暖棚的溫度。同時(shí)，在暖棚設(shè)置了幾個(gè)火爐，使暖棚內(nèi)的溫度在6～15℃范圍內(nèi)。兩端是模板、鋼筋安裝及施加預(yù)應(yīng)力的進(jìn)出通道，采用可掀開(kāi)的加厚布簾，不得封死。

此外，暖棚中還安裝了循環(huán)熱水管。利用循環(huán)熱水管中的熱水，對(duì)預(yù)制橋板實(shí)施澆灑養(yǎng)護(hù)。灑水之后，值班人員要勤加巡視，注意橋板上不能形成積水，更不能出現(xiàn)結(jié)冰現(xiàn)象。

2 冬期施工技術(shù)措施

2.1 模板工程施工

橋板底模采用20cm厚C20混凝土澆筑，表面原漿收光處理，預(yù)留模板加固拉結(jié)筋的孔道，橋板預(yù)制前鋪一層塑料薄膜，養(yǎng)護(hù)時(shí)可起到保水作用，拆模時(shí)也便于脫模。

外模板和端模板利用專業(yè)模板廠加工制作的組裝式鋼模，芯模采用定制充氣式橡膠氣囊。

模板安裝時(shí)，先安裝鋼筋骨架和端模板，再安裝波紋管及兩側(cè)模板；底板混凝土澆至設(shè)計(jì)高度，并充分振搗密實(shí)后，由外模板一端將刷涂好滑石粉的芯?？焖贍恳戒摻罨\內(nèi)，并使縱向接縫朝上。

在安裝模板的時(shí)候，用M12mm的螺栓緊固固定。模板與模板之間的間隙，用雙面膠密封，并保證粘接牢固。外側(cè)通過(guò)邊長(zhǎng)為100mm的方木實(shí)施固定，同時(shí)通過(guò)花籃螺栓和地錨進(jìn)行緊固。模板安裝應(yīng)嚴(yán)格按放樣進(jìn)行，支撐和地錨應(yīng)避開(kāi)凍土，確保安裝位置準(zhǔn)確、支撐牢固。

芯模使用前，首先檢查鋼筋籠鋼絲接頭及扎絲頭不得朝內(nèi)徑方向彎曲，以免扎傷芯模，形成漏氣現(xiàn)象。為保證板梁鋼筋的保護(hù)層及板梁空腔部分尺寸符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，避免空心板橡膠芯模在澆筑混凝土的過(guò)程中上浮，使用定位環(huán)箍鋼筋進(jìn)行固定，間距50cm，定位鋼筋與板梁鋼筋骨架焊接牢固，定位鋼筋內(nèi)徑尺寸與空腔尺寸相同。

2.2 鋼筋工程

鋼筋加工棚進(jìn)行圍擋封閉處理，以防風(fēng)擋雪。鋼筋加工、焊接均應(yīng)在棚內(nèi)進(jìn)行，并有取暖、保溫措施，保證溫度不低于5℃，剛焊接好的鋼筋應(yīng)等接頭溫度冷卻到與加工棚內(nèi)溫度一致時(shí)再送出綁扎，避免剛焊接的部位立刻接觸冰雪或極低的氣溫環(huán)境，避免在負(fù)溫下用水沖洗鋼筋，以免附著水結(jié)冰。

鋼筋綁扎時(shí)按照?qǐng)D紙?jiān)O(shè)計(jì)要求確定鋼筋間距，并在模板上面進(jìn)行彈線，用來(lái)確定綁扎鋼筋的位置，確保交接點(diǎn)處的緊固連接。在鋼筋骨架與模板間墊上50mm厚水泥砂漿墊塊，墊塊間距80cm左右，以保證混凝土保護(hù)層厚度。

波紋管?chē)?yán)格按照設(shè)計(jì)位置安設(shè)，并與鋼筋骨架連接固定，直線段每間隔1m設(shè)置定位鋼筋一道，曲線段每間隔30cm設(shè)置一道，使定位后的管道軸線偏差梁長(zhǎng)方向不大于3cm，梁高方向不大于5mm。盡量不留接頭，如有接頭要采用套接處理，再用膠帶纏繞密封好，保證澆筑混凝土?xí)r不會(huì)因漏漿堵塞孔道。

2.3 混凝土工程

天氣晴朗時(shí)對(duì)砂石料進(jìn)行晾曬，或用裝載機(jī)對(duì)當(dāng)天要用的砂石料進(jìn)行翻曬，在午后和雨雪天氣用篷布覆蓋砂石骨料，確保砂石料中沒(méi)有冰雪和凍塊。攪拌混凝土?xí)r，首先要對(duì)拌和用水加熱并對(duì)攪拌機(jī)實(shí)施溫水沖洗，然后根據(jù)規(guī)定的順序?qū)⒐橇?、熱水、水泥和外加劑依次投入，同時(shí)進(jìn)行攪拌，攪拌時(shí)間在2.5min以上。

混凝土攪拌后，盡量在最短的時(shí)間內(nèi)入倉(cāng)。混凝土罐車(chē)包裹保溫材料，以減少混凝土運(yùn)輸過(guò)程中的熱量損失，確保混凝土的出機(jī)溫度在12℃以上，入模溫度在5℃以上，澆筑全部安排在白天氣溫高的時(shí)段進(jìn)行。澆筑混凝土?xí)r，按照一定的順序由一端向另一端逐漸澆筑。首先澆筑空心板底部，芯模固定好后再對(duì)其側(cè)面進(jìn)行澆筑，最后澆筑頂部。澆筑完成之后，對(duì)其表面進(jìn)行收漿、拉毛處理。

澆筑時(shí)應(yīng)保證混凝土的密實(shí)性，振動(dòng)搗實(shí)的速度要均勻并且充分，尤其是在狹小的結(jié)構(gòu)位置、波紋管周?chē)鞍宥虽摻钪旅芴?，同時(shí)要保證波紋管及芯模的位置不能發(fā)生變化。

澆筑完成后及時(shí)覆蓋保溫層，形成一個(gè)密閉的空間以減少熱量的損失，6h之后，用與暖棚內(nèi)溫度相適應(yīng)的溫水對(duì)混凝土實(shí)施表層養(yǎng)護(hù)，澆水次數(shù)以保證混凝土表面濕潤(rùn)為準(zhǔn)。

混凝土澆筑完畢24h后即可拆除所有模板，拆模時(shí)嚴(yán)禁碰撞混凝土。

2.4 施加預(yù)應(yīng)力

張拉設(shè)備應(yīng)經(jīng)過(guò)校驗(yàn)后才能使用。當(dāng)橋板混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%才能對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼絞線進(jìn)行張拉錨固。張拉順序應(yīng)按設(shè)計(jì)規(guī)定進(jìn)行，張拉方式采用兩端同時(shí)對(duì)稱張拉，須保持兩端同步進(jìn)行，還應(yīng)保證千斤頂張拉力作用線與鋼絞線軸線一致。對(duì)張拉力和伸長(zhǎng)量進(jìn)行雙控，以張拉力控制為主，伸長(zhǎng)量作為校核。張拉時(shí)，及時(shí)進(jìn)行測(cè)量、記錄，并與設(shè)計(jì)的理論值進(jìn)行對(duì)比，伸長(zhǎng)率不得超過(guò)6%。

對(duì)鋼絞線施加預(yù)應(yīng)力兩天后，進(jìn)行壓漿處理，壓漿前用蒸汽對(duì)孔道進(jìn)行預(yù)熱，使孔道內(nèi)溫度在5℃以上，拌漿用水為40～60℃的熱水以提高水泥漿的入孔溫度，壓漿完成后用土工布和塑料布包裹進(jìn)行孔道保溫。

水泥漿的強(qiáng)度要不低于40MPa，水泥漿自拌制到壓入孔道的延續(xù)時(shí)間，應(yīng)控制在45min之內(nèi)。壓漿時(shí)應(yīng)緩慢均勻進(jìn)行，同一孔道壓漿一次完成不得中斷。

使用HB-3活塞式壓漿泵，壓力控制在0.7MPa。壓漿應(yīng)達(dá)到排氣孔排出與規(guī)定稠度相同的水泥漿為止。關(guān)閉出漿孔后，應(yīng)保持0.5MPa壓力2min以上，再封閉壓漿孔。

預(yù)應(yīng)力張拉設(shè)備和儀表應(yīng)設(shè)置在暖棚內(nèi)，保證油壓表的工作環(huán)境不低于10℃，油壓儀表采用抗凍油。

2.5 封端施工

首先對(duì)封端位置的鋼筋進(jìn)行綁扎，然后再裝設(shè)封端部位的鋼模板，同時(shí)利用支撐零件穩(wěn)固，合格之后，用C40混凝土澆筑端部。封端之后的橋板長(zhǎng)度應(yīng)控制在合理范圍內(nèi)，同時(shí)注意每塊橋板端部的角度要與設(shè)計(jì)一致。

3 冬期施工的質(zhì)量保證措施

建立冬期預(yù)應(yīng)力混凝土空心橋板施工質(zhì)量體系，將責(zé)任分解、落實(shí)到班組和個(gè)人。加強(qiáng)質(zhì)量監(jiān)督檢查，對(duì)原材料采購(gòu)、存放，拌和、澆筑及養(yǎng)護(hù)的全過(guò)程進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化管理，試驗(yàn)室根據(jù)氣溫、施工計(jì)劃及原材料的含水率等提出實(shí)際的配合比，及時(shí)拿出試驗(yàn)數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)進(jìn)行比較，實(shí)時(shí)調(diào)整技術(shù)措施。同時(shí)有專人及時(shí)跟蹤天氣變化及趨勢(shì)，并據(jù)此調(diào)整預(yù)制計(jì)劃，確定拌制和養(yǎng)護(hù)水溫，在保證質(zhì)量的同時(shí)，最大限度地降低成本。

4 結(jié)束語(yǔ)

在寒冷的冬季進(jìn)行預(yù)應(yīng)力混凝土空心橋板施工，確實(shí)會(huì)面臨諸多困難。實(shí)踐證明，當(dāng)環(huán)境溫度低于5℃以下時(shí)，只要采取適當(dāng)?shù)募夹g(shù)和組織措施，不僅可以使混凝土在低溫下不受凍害，還可以加快混凝土強(qiáng)度的增長(zhǎng)，縮短預(yù)制周期，降低施工成本，達(dá)到加快工程進(jìn)度的目的。

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2016-11-10