關(guān)于鐵路連續(xù)梁冬期施工方法研究

王本慶

摘要：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，當(dāng)室外日平均氣溫連續(xù)3d低于5℃或者最低氣溫低于0℃時(shí)，混凝土（含砌體）施工應(yīng)按照冬期施工辦理。為滿足工程建設(shè)的進(jìn)度需要，有時(shí)不可避免地要進(jìn)行冬期施工。針對北方地區(qū)鐵路連續(xù)梁冬季施工，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際本文詳細(xì)介紹大跨度連續(xù)梁采用暖棚法冬季施工工藝。

Abstract： According to the "Technical Regulations for Railway Concrete Construction" （Q/CR 9207-2017）， when the daily average temperature is lower than 5℃ for 3 consecutive days or the minimum temperature is below 0℃， the concrete （including masonry） construction should be done according to winter construction. In order to meet the progress requirements of the construction of the project， it is inevitable to carry out winter construction. In view of the winter construction of railway continuous beams in North China， combined with the actual site， this paper introduces in detail the winter construction technology of large-span continuous beams using the warm shed method.

關(guān)鍵詞：混凝土冬期施工;蓄熱法;暖棚法;大體積混凝土

Key words： concrete winter construction;thermal storage method;warm shed method;mass concrete

中圖分類號：TV544+.91 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2019）11-0079-03

0 ?引言

目前鐵路建設(shè)市場普遍存在工期緊，開通壓力大的情況，鐵路連續(xù)梁工期目標(biāo)制約工程進(jìn)度，這就要求部分連續(xù)梁需在冬季低溫形勢下進(jìn)行施工?；炷潦┕け仞B(yǎng)護(hù)工作關(guān)系到鐵路橋梁安全質(zhì)量，本文主要從冬期施工暖棚法施工工藝以及施工安全性進(jìn)行分析和探討。

1 ?工程概況

周家村跨橫河特大橋跨204國道連續(xù)梁工程為“40+64+40”m雙線箱式連續(xù)梁，梁全長均為145.6m。全橋共9個(gè)節(jié)段支架現(xiàn)澆，其中第一現(xiàn)澆段為2×23m，第二現(xiàn)澆段為4×19.5m;第三現(xiàn)澆段為為2×9.7m;1個(gè)中跨合龍段，合龍段長度為2m。為確保鐵路全線開通目標(biāo)順利實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)澆連續(xù)箱梁需在冬季進(jìn)行施工作業(yè)。

該工程地處山東省青島市，青島市屬寒冷地區(qū)，又瀕臨黃海，兼?zhèn)浼撅L(fēng)氣候與海洋氣候特點(diǎn)，冬季氣溫偏高，春季回暖緩慢，夏季炎熱天氣較少，秋季降溫遲緩。青島市年平均氣溫12.3℃，最熱月出現(xiàn)在8月，月平均氣溫為25.3℃，極端最高氣溫為38.9℃;最冷月出現(xiàn)在1月，月平均氣溫為-0.9℃，極端最低氣溫為-16.9℃。最大凍土深度為0.7m。

根據(jù)青島地區(qū)冬季氣溫情況，現(xiàn)澆連續(xù)梁采用暖棚法結(jié)合蓄熱法進(jìn)行梁體混凝土保溫。

2 ?暖棚法結(jié)合蓄熱法施工工藝

2.1 連續(xù)梁保溫養(yǎng)護(hù)

連續(xù)梁混凝土養(yǎng)護(hù)采用頂面搭設(shè)暖棚、箱室內(nèi)部設(shè)取暖器，側(cè)模和底模外側(cè)噴涂聚氨酯泡沫進(jìn)行保溫養(yǎng)護(hù)。連續(xù)梁模板頂板、腹板及底板分別埋設(shè)測溫芯片，以電子測溫儀進(jìn)行測溫，澆筑完成后開始測溫，每4小時(shí)測溫1次。

2.1.1 暖棚拼裝

①暖棚頂面材料采用防火透光塑料板。暖棚框架采用鍍鋅方管，方管壁厚大于1mm，強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性滿足要求。鍍鋅方管安裝牢固，不晃動、不傾斜。

②暖棚安裝形式為中間高2m兩側(cè)高1m圓弧形。

③鍍鋅方管布置間距縱向不得大于4m，橫向不得大于2m。

④防火透光塑料板搭接長度不小于10cm。暖棚頂面防水透光塑料板拼接無錯(cuò)臺、無縫隙。

⑤鍍鋅方管縱向與橫向交叉處、豎向與橫向交叉處焊縫必須飽滿。

安全要求：

①安裝保溫棚前必須檢查起重設(shè)備的吊鉤、鋼絲繩等，確認(rèn)符合要求及進(jìn)行試吊后，方可進(jìn)行吊裝作業(yè)。

②在保溫棚安裝過程中應(yīng)派安全員全程盯控，并派專人指揮。當(dāng)?shù)跗?、轉(zhuǎn)向、走行、接近人員、下落時(shí)，必須鳴鈴示警。吊裝過程中保溫板上嚴(yán)禁站人。吊裝機(jī)械旋轉(zhuǎn)半徑下禁止站人。

③嚴(yán)禁在5級以上大風(fēng)天施工。

④在施工現(xiàn)場嚴(yán)禁火種，并配備好相應(yīng)的滅火器材。

⑤暖棚禁止重物撞擊。

⑥搭設(shè)暖棚時(shí)，保證暖棚空氣暢通，防止煤氣中毒，暖棚搭設(shè)綁扎牢固。施工中經(jīng)常檢查，并采取可靠的防火，建立嚴(yán)格防火制度。

2.1.2 安裝加熱設(shè)備

①梁體頂部：選擇橋梁自動養(yǎng)護(hù)蒸汽機(jī)放置梁頂面加熱加濕，以保證棚內(nèi)溫度和濕度;

②箱室：在箱梁端頭懸掛棉塑料布堵頭，箱室內(nèi)設(shè)4臺取暖器+1臺加濕器，以保證箱體內(nèi)溫度和濕度，專人檢查保濕器中水位情況，箱內(nèi)溫度不得低于5℃，當(dāng)?shù)陀?℃時(shí)增加取暖器數(shù)量。

安全要求：

①使用前應(yīng)檢查線路，發(fā)現(xiàn)可能引起火花、短路、發(fā)熱和絕緣損壞等情況時(shí)，必須立即修理。②加熱過程中派人看守，避免火災(zāi)發(fā)生。③養(yǎng)護(hù)蒸汽機(jī)安裝牢固，禁止出現(xiàn)傾翻、漏水漏電現(xiàn)象。④在養(yǎng)護(hù)蒸汽機(jī)3m范圍內(nèi)禁止堆放易燃物品，并配備好相應(yīng)的滅火器材。

2.1.3 噴涂聚氨酯泡沫

①外側(cè)：兩邊側(cè)模和底板外側(cè)噴涂10cm厚聚氨酯泡沫。

聚氨酯具有較高的抗折斷、抗撕裂強(qiáng)度和較好的耐磨性能和抗沖擊性能，并具有良好的保濕隔熱、保溫性能和優(yōu)良的耐化學(xué)腐蝕性能。聚氨酯保溫材料與模板之間的粘結(jié)力大小直接影響其保溫性能。聚氨酯作為一種強(qiáng)度極高的粘合劑，與水不發(fā)生反應(yīng)。

②施工工藝直接關(guān)系著聚氨酯保溫材料各項(xiàng)性能指標(biāo)是否正常。在聚氨酯保溫材料施工中，采用了雙組分涂料噴涂系統(tǒng)。

③施工過程遵循的原則：噴涂聚氨酯保溫材料前，應(yīng)對噴涂的模板表面進(jìn)行清理和干燥處理，并根據(jù)施工地區(qū)的氣候條件、聚氨酯材料的特性進(jìn)行噴涂工藝試驗(yàn)。

a）噴涂順序。在噴涂聚氨酯材料時(shí)應(yīng)按照自上而下或者自下而上的順序進(jìn)行施工，有效的控制噴涂質(zhì)量。

b）分層噴涂。聚氨酯保溫材料噴涂厚度為10cm。在施工中嚴(yán)格控制噴涂厚度，第一層噴涂厚度為15mm，第二～四層每層噴涂厚度20mm，第五層噴涂厚度25mm，噴涂分5層完成。聚氨酯泡沫每層噴涂完成后用鋼針或直尺檢查，厚度允許偏差為±5mm。施工過程中檢查噴涂質(zhì)量，外觀平整、無脫落、無發(fā)脆、無開孔等現(xiàn)象。噴涂完的硬質(zhì)泡沫禁止機(jī)械損壞，銳器損傷，重物撞擊。

c）均勻噴涂聚氨酯材料。

d）聚氨酯泡沫材料在從原料桶內(nèi)通過輸送泵直到噴槍噴出前，需要將其控制在最佳反應(yīng)的溫度范圍之間。

e）施工過程中要和化學(xué)品接觸，在噴涂時(shí)還必須保持一定的壓力和溫度，施工人員必須遵循“安全第一”的原則。

2.1.4 溫控量測

①混凝土內(nèi)部溫度監(jiān)測選擇埋設(shè)測溫線，使用電子測溫儀進(jìn)行溫度監(jiān)測。大體積混凝土施工時(shí)，安排專人進(jìn)行測溫線的埋設(shè)。

②監(jiān)測點(diǎn)的布置，應(yīng)以能真實(shí)反映出混凝土澆筑體內(nèi)最高溫升、芯部與表層溫差、降溫速率及環(huán)境溫度為原則。監(jiān)測點(diǎn)的布置范圍以所選混凝土澆筑平面圖對稱軸線的半條軸線為測試區(qū)，在測試區(qū)內(nèi)監(jiān)測點(diǎn)的布置應(yīng)考慮其代表性按平面分層布置;布置應(yīng)充分考慮結(jié)構(gòu)的幾何尺寸。

③連續(xù)梁每個(gè)現(xiàn)澆段設(shè)2個(gè)觀測斷面（梁端向內(nèi)1m處，現(xiàn)澆段長度1/3處），每個(gè)斷面6個(gè)測溫芯片，分別在頂板、腹板和底板各設(shè)2個(gè)測溫芯片。芯片埋設(shè)與混凝土面下5cm處、混凝土結(jié)構(gòu)中心處。

④混凝土澆筑體芯部與表層溫差、降溫速率、環(huán)境溫度及應(yīng)變的測量：在澆筑混凝土結(jié)束初凝后每2小時(shí)量取梁體砼芯部溫度、梁體表面溫度、暖棚內(nèi)環(huán)境溫度;入模溫度的測量，每工班不少于2次。

⑤混凝土澆筑體表層溫度，宜以混凝土表面以內(nèi)50mm處的溫度為準(zhǔn)。

⑥施工時(shí)，安排專人負(fù)責(zé)測溫線的埋設(shè)、調(diào)試、保護(hù)、監(jiān)測及數(shù)據(jù)分析工作，制定管理辦法，落實(shí)責(zé)任人，綁扎鋼筋時(shí)，固定測溫線，并調(diào)試完畢，混凝土初凝后，即開始測溫，每2小時(shí)測溫一次。

⑦測溫時(shí)按編號進(jìn)行測設(shè)，做好記錄。

⑧通過分析測溫?cái)?shù)據(jù)適當(dāng)調(diào)整梁體內(nèi)溫度。

2.2 混凝土澆筑質(zhì)量控制要求

①混凝土澆筑前，首先要去除模板和鋼筋上的雜物，尤其是豎向構(gòu)件底部的積雪和冰，必須再次在混凝土澆筑前檢查是否已經(jīng)清除干凈，澆筑時(shí)間最好控制在9：00-15：00，確保入模的溫度。

②澆筑混凝土前讓暖風(fēng)機(jī)開始工作，待混凝土與鋼筋、模板介質(zhì)間溫差不大于15℃方可施工。灌注前，對混凝土接茬面、模板、鋼筋進(jìn)行適當(dāng)覆蓋保溫，保證混凝土灌注環(huán)境溫度。

③混凝土輸送采用泵管，需用阻燃保溫棉包裹嚴(yán)密，確保入模溫度不低于5℃。

④混凝土分層澆筑，中途不得間斷，每層澆筑厚度不得小于20cm，用振搗棒振搗嚴(yán)密。混凝土施工縫處澆灌前應(yīng)用溫水潤濕沖洗干凈。

⑤新澆筑混凝土與鄰接的已硬化混凝土或巖土介質(zhì)間的溫差不得大于15℃，與混凝土接觸的地基面溫度不得低于2℃。

⑥混凝土養(yǎng)護(hù)期間，混凝土芯部溫度不宜超過60℃，混凝土芯部溫度與表面溫差、表面溫差與環(huán)境溫度之差不宜大于15℃。

⑦結(jié)構(gòu)或構(gòu)件芯部混凝土與表面混凝土之間的溫差、表面混凝土與環(huán)境之間的溫差大于15℃時(shí)不得拆模，溫差在10-15℃時(shí)，拆模后混凝土表面應(yīng)采取臨時(shí)覆蓋措施。

⑧采用外部熱源加熱養(yǎng)護(hù)的混凝土，當(dāng)養(yǎng)護(hù)完畢后的環(huán)境氣溫仍在0℃以下時(shí)，應(yīng)待混凝土冷卻至5℃以下且混凝土與環(huán)境溫差不大于15℃時(shí)，方可拆模。

⑨冬期施工期間，混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的40%之前不得受凍;拆模后，不得影響和中斷混凝土養(yǎng)護(hù)工作。當(dāng)養(yǎng)生混凝土強(qiáng)度達(dá)到2.5MPa時(shí)松開內(nèi)摸支撐，松開內(nèi)模，拆除端模。按立模的逆過程進(jìn)行，對稱緩慢分級卸載，拆模時(shí)嚴(yán)禁劇烈沖擊，損傷模板和混凝土棱角。拆模選擇晴好天氣，盡量避免選擇惡劣天氣和氣溫急劇變化的時(shí)間。

2.3 預(yù)應(yīng)力張拉、壓漿工程

張拉作業(yè)時(shí)采取在梁體上覆蓋塑料布以及火爐加熱進(jìn)行預(yù)溫，保證梁體及鋼絞線溫度不低于0℃，并提前準(zhǔn)備好張拉設(shè)備機(jī)具，張拉設(shè)備的液壓油更換為防凍液壓油，張拉前提前預(yù)熱張拉油泵油管，張拉前檢查油表的靈敏性和讀數(shù)的可靠性，剛開始張拉時(shí)緩慢送油，兩端要同時(shí)進(jìn)行張拉。張拉完成后在兩天內(nèi)進(jìn)行管道壓漿，水泥漿攪拌結(jié)束至壓入管道時(shí)間間隔不超過40分鐘。

縱向預(yù)應(yīng)力管道較長，壓漿前用養(yǎng)護(hù)蒸汽機(jī)輔助升溫，提前對水加熱到30℃左右，控制漿體溫度在15℃以上，并防止溫度過高對漿體造成影響。

綜上所述，連續(xù)箱梁冬季大體積混凝土施工，在暖棚法和綜合蓄熱法結(jié)合養(yǎng)護(hù)的情況下，連續(xù)梁混凝土在5天內(nèi)養(yǎng)護(hù)期內(nèi)能夠達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，混凝土冬期施工質(zhì)量得到保證，滿足質(zhì)量目標(biāo)要求。

3 ?冬季施工安全保證措施

為保障冬季施工的安全，在成立施工架子隊(duì)時(shí)，設(shè)立專職安全人員，對施工現(xiàn)場的全部工作進(jìn)行監(jiān)督、檢查，確保施工過程中無安全事故。將危險(xiǎn)及隱患消除在萌芽中。

3.1 冬期施工安全教育

①開工前加強(qiáng)技術(shù)安全教育。根據(jù)批準(zhǔn)的方案，有針對性的進(jìn)行技術(shù)交底。

②對工人必須進(jìn)行安全教育和操作規(guī)程的教育。

③特殊工種須持證上崗，定期復(fù)審。

④采用新設(shè)備、新機(jī)具。新工藝應(yīng)對操作人員進(jìn)行機(jī)械性能、操作方法等安全技術(shù)交底，培訓(xùn)合格后方可作業(yè)。

3.2 現(xiàn)場安全管理

①高空作業(yè)防滑、防墜落保證措施，嚴(yán)格按照要求做好臨邊防護(hù)。

②對現(xiàn)場易燃易爆物品（如氧氣瓶、乙炔瓶）統(tǒng)一管理存放，并設(shè)立專人進(jìn)行管理。

③劃分安全區(qū)域，充分和正確使用安全標(biāo)志，布置適當(dāng)?shù)陌踩珮?biāo)語和標(biāo)志牌，各種施工機(jī)械均需掛設(shè)安全操作規(guī)程。各類材料按照事先規(guī)劃的位置進(jìn)行擺放。

3.3 冬期電氣安全管理

①在冬季施工期間，應(yīng)定期對現(xiàn)場所有動力照明線路，供配電電器設(shè)施進(jìn)行檢查，對存在線路老化、安裝不良、瓷瓶裂紋、絕緣降低以及漏電等問題，必須及時(shí)更換處理。

②暖棚內(nèi)由于有加濕器必須做好潮濕環(huán)境下用電設(shè)備的防水工作。

③配電箱及開關(guān)箱中至少設(shè)置一個(gè)到兩個(gè)漏電保護(hù)器。

④在總配電箱及每個(gè)分級配電箱旁設(shè)置至少一個(gè)滅火器。

⑤所有的接電及用電檢查工作必須由專職的電工進(jìn)行作業(yè)，其他人嚴(yán)禁違規(guī)接電。

⑥專職電工加強(qiáng)每天對用電及線路的巡護(hù)，并做好記錄。

⑦當(dāng)天的施工結(jié)束時(shí)，應(yīng)由專職電工負(fù)責(zé)對現(xiàn)場用電進(jìn)行檢查，并切斷電源。

3.4 冬季機(jī)械設(shè)備管理

①進(jìn)入冬季施工前應(yīng)對機(jī)械設(shè)備全面進(jìn)行一次檢查，機(jī)械車輛防止受凍。對機(jī)械傳動部位應(yīng)及時(shí)檢查，如有缺陷，及時(shí)維修、調(diào)整。

②對使用防凍液的機(jī)械、車輛，選擇合適的防凍液和潤滑油，及時(shí)更換、做好預(yù)防措施。

③冬季啟動機(jī)械設(shè)備要確保慢速運(yùn)轉(zhuǎn)，待機(jī)械的各項(xiàng)指標(biāo)正常后方能帶負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。

④現(xiàn)場手持電動設(shè)備要及時(shí)檢修，加強(qiáng)覆蓋。

⑤檢查發(fā)電機(jī)有無漏油現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)更換。

⑥現(xiàn)場應(yīng)備有備用機(jī)械，當(dāng)機(jī)械無法正常啟動或使用時(shí)，應(yīng)及時(shí)更換上備用機(jī)械，防止關(guān)鍵施工部位中斷施工。

3.5 消防安全

①工地建立防火責(zé)任制，職責(zé)明確。由項(xiàng)目部經(jīng)理領(lǐng)導(dǎo)成立消防小組，確保24小時(shí)在崗，一旦出現(xiàn)問題，以最快速度趕往現(xiàn)場，將損失降到最小。②工地內(nèi)易燃易爆倉庫或場所應(yīng)設(shè)置明顯標(biāo)志，嚴(yán)禁吸煙，對不再使用的易燃易爆物品應(yīng)及時(shí)清理和處理。③倉庫及宿舍嚴(yán)禁明火取暖，并應(yīng)有防火監(jiān)護(hù)措施。④在工地現(xiàn)場指定地點(diǎn)設(shè)置滅火裝置（包括滅火器、消防沙、消防鏟、消防桶等）由項(xiàng)目部安保部指定專人維修、保養(yǎng)，定期檢查，如發(fā)現(xiàn)損壞應(yīng)及時(shí)更換。⑤施工現(xiàn)場應(yīng)布置專用的消防疏散通道，繪制消防疏散圖貼在明顯部位，并有專人監(jiān)督檢查。

3.6 其它安全措施

①冬季施工時(shí)，在上人梯及走道、坡道等地方要采用麻繩或防滑條等防滑措施。②現(xiàn)場施工用水完成后，及時(shí)清掃周圍地面的積水，防止地面凍結(jié);雪天后，立即組織人員掃雪，防止現(xiàn)場結(jié)冰。③成立專門應(yīng)對冬季施工的安全檢查隊(duì)，由項(xiàng)目部及施工隊(duì)的安全員組成，加強(qiáng)冬施期間各方面工作的安全措施情況的檢查，消滅隱患。④現(xiàn)場做好對氣溫、風(fēng)速的監(jiān)測工作，惡劣天氣嚴(yán)禁作業(yè)。

4 ?結(jié)束語

隨著連續(xù)梁在鐵路橋梁工程中的普遍應(yīng)用，連續(xù)梁施工工藝越來越成熟，大體積混凝土冬期施工中也越來越多的使用暖棚法和蓄熱法結(jié)合養(yǎng)護(hù)，同時(shí)也在實(shí)踐中證明混凝土質(zhì)量得到了保證。關(guān)于大體積混凝土冬期施工質(zhì)量和安全控制仍需要不斷的實(shí)踐分析論證。

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