城際鐵路箱梁冬季預(yù)制架設(shè)施工技術(shù)

鮑軍平

摘 要：根據(jù)新建北京至雄安新區(qū)城際鐵路北京大興制梁場生產(chǎn)實際，提出了城際鐵路大噸位預(yù)應(yīng)力混凝土簡支箱梁冬季預(yù)制、架設(shè)施工的若干有效技術(shù)措施。

關(guān)鍵詞：城際鐵路;大噸位箱梁;冬季預(yù)制架設(shè);施工技術(shù)

中圖分類號：U445 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）20-0120-02

0 引言

京雄城際鐵路一標(biāo)段北京大興制梁場位于線路正線里程DK26+700～DK27+300右側(cè)。負責(zé)該標(biāo)段DK16+999.16～DK39+939.22里程范圍內(nèi)黃固特大橋538孔箱梁的制架和架設(shè)施工任務(wù)，其中24m梁74孔，32m梁464孔。根據(jù)總體工期安排，全年進行箱梁預(yù)制，計劃冬季施工100孔。梁場地處北京市大興區(qū)魏善莊鎮(zhèn)境內(nèi)，為永定河沖積平原，這一地區(qū)屬于暖溫帶半濕潤的大陸季風(fēng)類型的氣候。最低溫度一般維持在零下九攝氏度至零下十七攝氏度之間，冬期來臨早、時間長，干燥少雨、平均風(fēng)速10m/s，凍土厚度在1m左右。

1 冬季施工技術(shù)

1.1 控制溫度的技術(shù)

1.1.1 加熱、保溫原材料

（1）為了預(yù)防雨雪天氣二次污染砂石料，原材料的存放區(qū)及拌合站配料機整體采用鋼結(jié)構(gòu)大棚封閉，各種規(guī)格砂石料分倉存放;應(yīng)用長度為10cm的厚彩鋼巖棉夾芯板封閉防護砂石料頂部及合格區(qū)的三邊，利用保暖綿篷布分成三塊，將其制作成電動卷簾門用于每個料倉出入口，出料時利用能夠滿足裝載機上料要求的組成棚中棚，最大程度上控制及減少損失熱量現(xiàn)象的出現(xiàn)。（2）為了最大程度上預(yù)防二次清洗后砂石料結(jié)冰的現(xiàn)象應(yīng)對原材料倉實施升溫及保溫的處理，結(jié)合冬季施工方案設(shè)置蒸汽管道在料棚內(nèi)，若加入熱水后入模溫度不合格應(yīng)下可以加溫砂石料。（3）清水池為地下水池，為防止熱量散失頂部采用保溫板及棉簾進行覆蓋，內(nèi)部布設(shè)蒸汽管道進行加熱，同時設(shè)置水位和溫度自動控制裝置，達到設(shè)定水位和設(shè)定溫度后自動啟停。（4）混凝土外加劑對溫度比較敏感，存放溫度應(yīng)介于5-30攝氏度之間。外加劑儲存罐設(shè)置在粉料倉下方，采用彩鋼巖棉夾芯板搭設(shè)保溫棚，罐體包裹電熱絲阻燃棉簾進行加熱，達到設(shè)定溫度電源自動啟停。

1.1.2 控制拌和溫度

（1）將蒸汽管道設(shè)置在攪拌站配料斗下，升溫處理周圍的環(huán)境，減少由于砂石料溫度損失速度快及下料口氣缸冰凍的現(xiàn)象。（2）采用夾心彩鋼板全封閉攪拌樓及輸送帶，將蒸汽管道設(shè)計在攪拌樓內(nèi)部，實施升溫處理?；炷猎跀嚢柚啊嚢柚罄脽崴疀_洗攪拌機鼓筒。在控制室內(nèi)用空調(diào)進行取暖，減少溫度過低導(dǎo)致的影響發(fā)生，促進施工人員工作環(huán)境中溫度的提升。（3）為了保證拌合物溫度出機溫度，利用熱工計算這一環(huán)節(jié)應(yīng)應(yīng)用在攪拌前，在攪拌過程中對骨料及水等進行最高溫度的預(yù)熱處理，將入模的溫度維持在5攝氏度以上，針對不便直接和熱的水泥及礦物摻合料，可以將其運送至暖棚中進行自然預(yù)熱，當(dāng)需要加熱處理水時，將水的溫度控制在65攝氏度以內(nèi);針對不能加熱的骨料應(yīng)將水加熱至80攝氏度以上。（4）開展二次投料，充分的攪拌細骨料、熱水及粗骨料等，在其中加上礦粉、水泥、粉煤灰等，減少水泥等膠凝材料出現(xiàn)假凝的現(xiàn)象，且在攪拌過程中應(yīng)控制攪拌時間在2分鐘到2分半鐘之間。（5）混凝土采用罐車運輸至制梁臺座，由兩臺地泵配合布料機進行混凝土澆筑，攪拌罐及泵管采用棉篷布進行包裹。對混凝土輸送管道用熱水預(yù)熱后，采用溫度不低于10攝氏度的砂漿潤濕管道，管道經(jīng)過預(yù)熱，表面溫度在5攝氏度以上。同時盡可能減少混凝土運輸時間，控制損失的熱量。

1.2 對箱梁頂面及制梁臺座實施保溫處理

采用10cm厚彩鋼巖棉夾芯板封閉制梁臺座，在頂部移動式的保溫棚上對端頭篷布進行固定，實施電動傳輸裝置卷動篷布，結(jié)合實際的內(nèi)模數(shù)量積極調(diào)配活動的頂蓋。為了更好的升降控制梁體的溫度應(yīng)將梁體分成六個縱向溫度控制區(qū)的橫斷面。在制梁臺座3道連續(xù)墻中間隔布置好φ50mm的2根蒸汽管道，在管道上鉆上小孔提供氣體、并在翼緣板兩側(cè)及板下分別設(shè)置φ50mm的2根共4根的蒸汽管道，加溫處理側(cè)膜及頂棚，保證均勻的受溫。

1.3 蒸汽養(yǎng)護梁體

在澆筑梁體混凝土之前，通蒸汽對模板及鋼筋進行預(yù)熱，模板及鋼筋溫度經(jīng)預(yù)熱后不得低于5攝氏度方可澆筑。在箱梁澆筑成型之后將頂蓋實施保溫處理。由2臺4噸蒸汽提供燃氣式蒸汽窩爐，敷設(shè)管道傳送蒸汽養(yǎng)護梁體。通過實施溫度自動監(jiān)測控制系統(tǒng)及電磁閥門控制系統(tǒng)等實施溫度控制系統(tǒng)的處理。通過對梁體混凝土棚內(nèi)溫度、芯部及表層等溫度進行測量，根據(jù)測量結(jié)果對進氣量及蒸汽養(yǎng)護溫度進行調(diào)整及控制。

（1）每孔箱梁共布置6個測溫點，端頭截面腹板與頂板交接處埋設(shè)芯部、表層測試點2個（梁體結(jié)構(gòu)最厚位置），兩個測棚罩內(nèi)部溫度，懸掛于棚罩內(nèi)，棚罩外懸掛一個。測溫點具體布置見“圖1箱梁測溫點布置圖”。（2）控制蒸養(yǎng)棚內(nèi)的溫度維持在5至10攝氏度范圍內(nèi)，控制溫度不太高，減少不良影響現(xiàn)象的出現(xiàn);減少由于受到水化熱等因素的嚴重影響，提高棚內(nèi)溫度，減少溫差現(xiàn)象的出現(xiàn)，避免開裂現(xiàn)象的出現(xiàn)。

1）升溫完成后，蒸養(yǎng)棚內(nèi)的溫度會高達45攝氏度，這一時間段混凝土水化熱高溫狀態(tài)（38攝氏度）。于蒸汽養(yǎng)護的升溫時間段，應(yīng)將溫度升高的速度控制在一小時10攝氏度，在AAP軟件上將升溫梯度輸入，調(diào)整電磁閥的供氣控制升溫。2）混凝土水化熱在40小時左右會達到峰值，40小時以后混凝土芯部溫度逐漸降低。恒溫養(yǎng)護時間為30小時左右，強度會達到設(shè)計強度的60%，在48小時以后會達到強度的80%左右。這一時間可以將蒸汽養(yǎng)護停止，采用自然降溫及風(fēng)機降溫開展降溫操作，混凝土芯部降溫的速度不快，為了減少混凝土降溫速度快導(dǎo)致的裂紋現(xiàn)象應(yīng)實施自然降溫額處理，將降溫的時間延長，速度控制為一小時5攝氏度左右，讓混凝土的芯部、表層及棚內(nèi)溫度之間的差維持在15攝氏度范圍內(nèi)。

1.4 預(yù)應(yīng)力孔道壓漿

（1）壓漿處理前梁體利用篷布進行全部的覆蓋處理，并在箱梁內(nèi)外分別將50KW的六臺燃油式暖風(fēng)機進行加溫處理，在確保壓漿后3天內(nèi)梁體孔道溫度應(yīng)維持在5攝氏度左右，在漿體強度達到25MPa前將孔道溫度控制在正溫狀態(tài)中。（2）對壓漿用水進行加熱，嚴格按照熱工計算控制水溫度，使水泥漿溫度達到5～10攝氏度。（3）應(yīng)用高速的水泥漿攪拌機提高漿體的低泌水率及流動性，將高效減水劑加入到漿體內(nèi)，并將水灰比控制在0.3范圍內(nèi)。

1.5 箱梁預(yù)制的溫度監(jiān)控

（1）蒸養(yǎng)棚內(nèi)溫度監(jiān)控：在棚內(nèi)和箱梁代表性部位埋設(shè)測溫探頭，手機APP自動顯示個測點溫度及溫度曲線，實施掌控棚內(nèi)及梁體溫度變化情況。在滿足混凝土表面與棚內(nèi)溫差及混凝土養(yǎng)護的條件下，棚內(nèi)溫度要盡可能降低，以利混凝上水化熱的散失。（2）監(jiān)控混凝土入模的溫度：對每一盤混凝土出機的溫度進行記錄，將混凝土運輸至澆筑點之后對混凝土入模的溫度進行測量及記錄，并將其溫度控制在在5攝氏度以上，促進混凝土的芯部溫度下降。（3）應(yīng)用溫度無線自動采集記錄系統(tǒng)監(jiān)測蒸汽養(yǎng)護溫度，主要由手機APP終端、測量發(fā)射單元及采集處理單元等組成。技術(shù)操作人員結(jié)合APP上的數(shù)據(jù)對蒸汽進行調(diào)整，使得混凝土表面與芯部的溫差維持在15攝氏度范圍內(nèi)。

1.6 箱梁架設(shè)的支座灌漿

在實施冬季灌漿操作的過程中應(yīng)嚴格實施相應(yīng)的保溫處理，用于提高漿料凝固后強度上升的時間及施工質(zhì)量、施工進度。

（1）高強度支座灌漿砂漿主要分成低溫及常溫兩種，主要適用在溫度不同情況下的灌漿處理過程中，針對低溫條件應(yīng)劃分為以下部分：1）5至15攝氏度：一般型低溫會導(dǎo)致砂漿發(fā)展速度受到影響，但能預(yù)防冰凍現(xiàn)象的出現(xiàn)。2）零下10攝氏度至5攝氏度：負溫狀態(tài)下不僅對砂漿抗壓強度的發(fā)展速度產(chǎn)生影響，還會導(dǎo)致凍漲現(xiàn)象的出現(xiàn)。3）零下20攝氏度至零下10攝氏度：嚴寒狀態(tài)下對于制作砂漿的強度及后期使用性能產(chǎn)生嚴重影響。（2）拌合溫度。1）5至15攝氏度：最低氣溫下無需采用任何低溫施工行為，主要實施低溫型的材料即可。但針對風(fēng)力較大的現(xiàn)象應(yīng)在澆筑完砂漿之后設(shè)置圍欄，減少水分流失過度導(dǎo)致開裂現(xiàn)象的出現(xiàn)。2）零下10攝氏度至5攝氏度：這一溫度環(huán)境下應(yīng)實施加熱拌合水、使用電暖風(fēng)機等加熱養(yǎng)護的處理。拌合水溫度應(yīng)控制在35攝氏度至45攝氏度之間。在澆筑完支座砂漿后應(yīng)采用支座砂漿養(yǎng)護套實施加熱養(yǎng)護的處理，溫度在15攝氏度至20攝氏度之間，利用棉被覆蓋24小時進行保溫處理，將其溫度控制在5攝氏度左右。3）零下20攝氏度至零下10攝氏度：這一溫度環(huán)境下需要實施拌合水、預(yù)加熱錨栓孔溫度加熱處理，實施電暖風(fēng)機加熱養(yǎng)護處理。將拌合水溫度控制在35攝氏度至45攝氏度之間澆筑支座砂漿后養(yǎng)護處理，溫度控制在15攝氏度至20攝氏度范圍內(nèi)，2小時后用棉被覆蓋保溫處理一周，溫度控制在5攝氏度左右。（3）養(yǎng)護溫度。2小時內(nèi)采用暖風(fēng)加熱養(yǎng)護（15攝氏度至20攝氏度），利用棉被進行包裹處理直至砂漿強度在75%以上方可撤除千斤頂。

2 結(jié)語

京雄城際鐵路一標(biāo)北京大興制梁場冬季具有風(fēng)速較大及氣溫較低等特點，導(dǎo)致施工過程中難度較大，施工質(zhì)量要求較高，且施工風(fēng)險較大。成本較高。為了保證箱梁預(yù)制架設(shè)施生產(chǎn)的安全性，在北京大興制梁場冬季預(yù)制架設(shè)施工的一百多片箱梁、制作灌漿漿體及混凝土等均未出現(xiàn)凍壞及裂縫現(xiàn)象。

參考文獻

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