高速鐵路簡(jiǎn)支箱梁冬期施工質(zhì)量控制

劉德波

摘要：根據(jù)滬昆鐵路馬龍制梁場(chǎng)、連徐鐵路邳州制梁場(chǎng)、連徐鐵路徐州制梁場(chǎng)工程實(shí)例，闡述了高速鐵路預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支箱梁寒冷地區(qū)冬期施工溫度控制、測(cè)溫點(diǎn)布設(shè)、蒸汽養(yǎng)護(hù)、自然養(yǎng)護(hù)等施工經(jīng)驗(yàn)，為寒涼地區(qū)箱梁冬期施工提供參考。

Abstract： According to the engineering examples of Shanghai-Kunming Railway Malong beam field， Lianyungang-Xuzhou Railway Pizhou Beam Field and Lianyungang-Xuzhou Railway Xuzhou Beam Field， the temperature control， temperature measurement points layout， steam curing， natural maintenance of high-speed railway prestressed concrete simple-supported box girders during winter are expounded， to provide reference for winter construction of box girders in cold regions.

關(guān)鍵詞：簡(jiǎn)支箱梁；溫度控制；蒸汽養(yǎng)護(hù)；張拉壓漿

Key words： simply supported box girder；temperature control；steam curing；tensioned grouting

中圖分類號(hào)：U445.57 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2018）17-0165-02

0 引言

冬期施工是指日平均氣溫連續(xù)3d低于5℃或最低氣溫低于0℃對(duì)鋼筋混凝土采取的保溫措施。徐州制梁場(chǎng)所在位置屬大陸性暖溫帶季風(fēng)氣候，氣溫變化大，具有長(zhǎng)江流域和黃河流域的過(guò)渡性氣候的特征，冬天氣溫在零攝氏度以下一般在1-2個(gè)月，最低氣溫在-10℃左右。本文以徐州制梁場(chǎng)預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支箱梁為例，就原材料溫度控制、混凝土工程、測(cè)溫點(diǎn)布設(shè)、蒸汽養(yǎng)護(hù)、張拉壓漿技術(shù)加以論述。

1 原材料溫度控制

根據(jù)《鐵路混凝土工程施工技術(shù)規(guī)程》（Q∕CR 9207-2017 ）規(guī)定：

①鋼筋冷彎溫度不宜低于-20℃，當(dāng)溫度低于-20℃時(shí)，不得對(duì)HRB400、HRB500鋼筋進(jìn)行冷彎操作。②鋼筋電弧焊接時(shí)通過(guò)防雨棚來(lái)進(jìn)行有效的防雪、防風(fēng)及保溫，并選用韌性較好的焊條。鋼筋電弧焊接宜分層控溫施焊，第一層焊縫，先從中間起弧，再向兩端運(yùn)弧；立焊時(shí)，先從中間向上方運(yùn)弧，再?gòu)南露讼蛑虚g運(yùn)弧。焊接后的接頭嚴(yán)禁立即接觸冰雪。③水泥、礦物參合料、外加劑等宜運(yùn)入暖棚進(jìn)行自然預(yù)熱，且不得直接加熱。④混凝土拌和溫度不滿足規(guī)范時(shí)，可對(duì)級(jí)配碎石、砂子、水進(jìn)行加熱，切忌加熱水泥；優(yōu)先加熱水，水可加熱至80℃；當(dāng)骨料與水同時(shí)加熱時(shí)，水可加熱至60℃，粗細(xì)骨料可加熱至40℃。⑤骨料不得混有冰雪，凍塊及易被凍裂的礦物質(zhì)。

2 混凝土工程

①攪拌站、上料斗、皮帶運(yùn)輸機(jī)采用全封閉保溫結(jié)構(gòu)，攪拌機(jī)采用空調(diào)加熱保溫，保證在混凝土攪拌過(guò)程中棚內(nèi)溫度不低于10℃。②嚴(yán)格控制混凝土配合比，規(guī)范檢測(cè)砂石料的含水率，計(jì)算出實(shí)際用水量，確保混凝土配比的精準(zhǔn)。③采用熱水機(jī)組加熱水的預(yù)熱方法調(diào)整拌合物的溫度，水溫應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)骨料及環(huán)境溫度進(jìn)行熱工計(jì)算。采用加熱水溫拌制混凝土?xí)r工序如下：先將熱水與級(jí)配碎石和砂子拌合，均勻吸熱后加入水泥、外加劑和礦物參和料，拌合均勻?；炷涟柚茣r(shí)間應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)，以保證混凝土出機(jī)溫度不低于10℃，混凝土入模溫度不低于5℃。④鋼筋骨架吊入模板后，校正鋼筋、預(yù)埋件的位置，驗(yàn)收合格后，蒸養(yǎng)棚覆蓋，暖風(fēng)機(jī)加溫的辦法，保證澆筑混凝土?xí)r鋼筋、模板、環(huán)境溫度不低于5℃?；炷帘盟凸懿捎妹薇话?，暗溝敷設(shè)，泵送前用熱水對(duì)甭管進(jìn)行預(yù)熱，保證其管內(nèi)溫度不低于10℃。⑤澆筑混凝土?xí)r，已澆筑部位和未澆筑部位采用篷布覆蓋，與環(huán)境隔絕，確保澆筑環(huán)境溫度?；炷良皶r(shí)入模，要求混凝土的出機(jī)到澆筑完成不得超過(guò)30min。⑥混凝土澆筑完畢，及時(shí)拔除通風(fēng)口模具，確保通風(fēng)口處混凝土棱角不損壞。模具拔出后立即對(duì)通風(fēng)口采取保溫措施，防止溫差過(guò)大產(chǎn)生裂縫。⑦混凝土澆筑同養(yǎng)試件的留取，在常溫施工的基礎(chǔ)上增加三組，分別用于指導(dǎo)養(yǎng)護(hù)、拆模和受載工況混凝土達(dá)到的強(qiáng)度，確保各工序施工受控。

3 模板工程

當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值的60%+3.5MPa時(shí)，拆除端模松開(kāi)內(nèi)模。拆除模板時(shí)，芯部與表層、表層與環(huán)境、箱內(nèi)與箱外溫差不得大于15℃且能保證梁體棱角完整時(shí)可以拆模，拆除后的混凝土表面采用臨時(shí)覆蓋措施，氣溫急劇變化時(shí)不能拆模。

4 測(cè)溫點(diǎn)的布設(shè)

①箱梁在制梁臺(tái)座上養(yǎng)護(hù)期間，需通過(guò)無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)對(duì)箱梁頂板芯部、底板芯部、腹板芯部、表層、箱內(nèi)、箱外進(jìn)行測(cè)量。②測(cè)溫探頭的布置為跨中與梁端2個(gè)斷面；具體布置在距梁端1.5米底腹板交界處，頂腹板交界處的芯部和表層，箱內(nèi)一處，側(cè)模外布置一處，共六處；跨中斷面位置，測(cè)點(diǎn)位置與端部一致。溫度傳感器發(fā)射裝置要安裝牢靠，位于梁體外側(cè)、箱內(nèi)高度的中部位置，芯部和表層溫度傳感器固定在梁體鋼筋上。測(cè)溫點(diǎn)布置具體見(jiàn)圖1。

說(shuō)明：

點(diǎn)①代表腹板與頂板交界處芯部溫度測(cè)量點(diǎn)，位于頂板1/2厚水平線和腹板豎向中線的交點(diǎn)處。

點(diǎn)②代表腹板與頂板交界處表層溫度測(cè)量點(diǎn)，插入混凝土深5cm處，作為測(cè)試混凝土表層溫度。

點(diǎn)③代表腹板與底板交界處芯部溫度測(cè)量點(diǎn)，位于底板1/2厚水平線和腹板豎向中線的交點(diǎn)處。

點(diǎn)④代表腹板與底板交界處表層溫度測(cè)量點(diǎn)，插入混凝土深5cm處，作為測(cè)試混凝土表層溫度。

點(diǎn)⑤代表箱內(nèi)溫度測(cè)量點(diǎn)。

點(diǎn)⑥代表腹板外側(cè)蒸養(yǎng)棚內(nèi)溫度測(cè)量點(diǎn)。

點(diǎn)⑦代表環(huán)境外界環(huán)境溫度測(cè)量點(diǎn)。

測(cè)溫次數(shù)：恒溫時(shí)每2小時(shí)測(cè)一次溫度，升、降溫每小時(shí)測(cè)一次。室外氣溫及施工環(huán)境溫度應(yīng)每晝夜定時(shí)、定點(diǎn)觀測(cè)4次并及時(shí)記錄。

5 蒸汽養(yǎng)護(hù)

為確?；炷琉B(yǎng)護(hù)期間強(qiáng)度的持續(xù)正常增長(zhǎng)，必須做好冬施措施，在澆筑混凝土和養(yǎng)護(hù)期間減少混凝土表面與外界環(huán)境的接觸時(shí)間，采用蒸養(yǎng)棚全封閉養(yǎng)護(hù)，定時(shí)檢測(cè)溫度變化，進(jìn)行溫度分析，實(shí)施動(dòng)態(tài)調(diào)控，確保養(yǎng)護(hù)效果。

①養(yǎng)護(hù)設(shè)備采用1臺(tái)4噸鍋爐供應(yīng)蒸汽。

②混凝土澆筑完畢后立即吊裝蒸養(yǎng)棚，靜停4～6小時(shí)，靜停期間棚內(nèi)溫度不得低于5℃。蒸汽養(yǎng)護(hù)結(jié)束，點(diǎn)⑦溫度在0℃以下時(shí)，應(yīng)待混凝土表層溫度冷卻至5℃以下，點(diǎn)③與點(diǎn)④、點(diǎn)④與點(diǎn)⑤溫差不大于15℃，方可拆模。

③梁場(chǎng)蒸汽養(yǎng)護(hù)采用養(yǎng)護(hù)棚封閉養(yǎng)護(hù)方法。蒸汽溫度隨梁體芯部水化熱的降低而升高，實(shí)行跟蹤養(yǎng)護(hù)。

④蒸汽養(yǎng)護(hù)的四個(gè)階段：第一階段（靜停階段）：箱梁混凝土澆筑完畢切忌立即升溫，防止初凝前升溫對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞；保持蒸汽養(yǎng)護(hù)棚的溫度不低于5℃，4小時(shí)后方可通入蒸汽對(duì)蒸養(yǎng)棚內(nèi)進(jìn)行升溫。第二階段（升溫階段）：將蒸養(yǎng)棚內(nèi)的溫度上升到規(guī)定溫度，由于混凝土澆筑初期強(qiáng)度低，受溫度影響宜產(chǎn)生溫度裂縫，為了避免升溫速度過(guò)快產(chǎn)生裂縫，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞，升溫速度控制在10℃/h。第三階段（恒溫階段）：當(dāng)蒸養(yǎng)棚內(nèi)的溫度升至規(guī)定溫度即恒溫階段是混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)最快的階段，因此控制好恒溫時(shí)間對(duì)混凝土的強(qiáng)度至關(guān)重要，恒溫時(shí)間由混凝土增長(zhǎng)強(qiáng)度及環(huán)境溫度確定。恒溫階段蒸養(yǎng)棚內(nèi)環(huán)境溫度不的超過(guò)45℃，梁體芯部溫度不超過(guò)65℃。

第四階段（降溫階段）：在恒溫階段混凝土已達(dá)到一定強(qiáng)度，但如降溫過(guò)快，混凝土表面仍然會(huì)產(chǎn)生溫度裂縫，因此嚴(yán)格控制降溫速度在10℃/h以內(nèi)。

6 養(yǎng)護(hù)期間溫度控制

①為了減少混凝土表層與蒸養(yǎng)棚內(nèi)環(huán)境溫差，保持蒸養(yǎng)棚內(nèi)環(huán)境溫度不低于5℃，靜停4小時(shí)后方可升溫，升溫速度控制在10℃/h。②蒸養(yǎng)棚內(nèi)的溫度升至恒溫階段時(shí)，點(diǎn)①和點(diǎn)③處混凝土溫度不能超過(guò)65℃，當(dāng)其溫度接近60℃時(shí)，應(yīng)適當(dāng)降低點(diǎn)⑤和點(diǎn)⑥處混凝土溫度，以確保①和點(diǎn)③處混凝土溫度不超過(guò)65℃。③當(dāng)梁體混凝土抗壓強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的60%時(shí)方可降溫，嚴(yán)格控制降溫速度在10℃/h以內(nèi)。④蒸汽養(yǎng)護(hù)棚內(nèi)即內(nèi)箱與梁體兩側(cè)（點(diǎn)⑤和點(diǎn)⑥處）環(huán)境溫度應(yīng)該一致。⑤蒸汽養(yǎng)護(hù)期間及拆模后，應(yīng)確保點(diǎn)①（點(diǎn)③）與點(diǎn)②（點(diǎn)④）溫差、②（點(diǎn)④）與點(diǎn)⑤（點(diǎn)⑥）溫差不應(yīng)超過(guò)15℃。

7 自然養(yǎng)護(hù)

在箱梁初張拉后移出制梁臺(tái)座即進(jìn)入自然養(yǎng)護(hù)，在自然養(yǎng)護(hù)期內(nèi)（拆模后14d）混凝土外露頂面采用塑料薄膜、土工布嚴(yán)密覆蓋，四周采用篷布搭設(shè)暖棚，棚內(nèi)采用暖風(fēng)機(jī)加熱，保持環(huán)境及梁體溫度不低于5℃。

8 張拉及管道壓漿

①鋼絞線下料、張拉的環(huán)境溫度不宜低于0℃，穿束前應(yīng)采取措施將孔道內(nèi)灰漿清理干凈。

②混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，按預(yù)張拉、初張拉、終張拉三個(gè)階段進(jìn)行。

③管道壓漿施工。

冬期進(jìn)行孔道壓漿時(shí)，必須采取保溫、防凍措施；同一管道壓漿應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，一次完成，從漿體攪拌到壓入梁體的時(shí)間不超過(guò)40min。

壓漿前進(jìn)行預(yù)熱保溫，采用壓漿防凍棚，棚內(nèi)設(shè)置電暖風(fēng)機(jī)對(duì)進(jìn)行加溫，壓漿時(shí)及壓漿后3天內(nèi)，環(huán)境及梁體溫度不低于5℃，漿體溫度應(yīng)在5℃～30℃之間，否則對(duì)拌和水進(jìn)行加熱，加熱采用自制200升容量水桶兩個(gè)，一個(gè)用于加熱，一個(gè)用于調(diào)節(jié)水溫。

9 結(jié)束語(yǔ)

實(shí)踐證明，預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支箱梁冬期施工從技術(shù)源頭、混凝土澆筑、養(yǎng)護(hù)、張拉壓漿等工序入手，采取適當(dāng)?shù)亩┐胧?，減小混凝土與外界溫差，可以有效避免混凝土早期受凍，從而可以取得常溫時(shí)的施工效果，確保施工質(zhì)量。

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