高墩大跨橋梁冬期組合式保溫體系施工技術(shù)

嚴(yán) 杰

（中國建筑第七工程局有限公司，河南 鄭州 450004）

1 工程概況

該橋梁橋位區(qū)屬于黃土丘陵-黃土梁地貌，橋區(qū)地形起伏不平，沖溝、溝谷發(fā)育，地形條件復(fù)雜，橋梁整體位于丘陵與河谷之間。橋梁全長3177m，主橋全長1134m，采用87m+6m×160m+87m預(yù)應(yīng)力砼剛構(gòu)-連續(xù)組合體系梁橋。具有深長樁基、大體積承臺混凝土、高墩大跨等特點(diǎn)。最大設(shè)計(jì)樁長93m（實(shí)際施鉆深度達(dá)101m）且位于濕陷性黃土區(qū)域，裂隙陷穴頻發(fā)，最大承臺為5198.2m3的大體積混凝土，最大墩高126.5m，橋梁最大高度為137m，最大跨徑為160m。受特殊的地形條件影響，加之冬期大風(fēng)、高寒天氣頻發(fā)，對冬期高墩大跨徑橋梁施工造成一定的影響，特別是存在冬期混凝土保溫養(yǎng)護(hù)難度大、安全風(fēng)險(xiǎn)高等問題。

2 組合式保溫體系技術(shù)原理

該保溫體系采用橋梁模板+XPS高分子保溫板+PUR噴涂硬泡體聚氨酯隔熱層，在進(jìn)入冬期施工前，將模板取下，平置于廠區(qū)地面。將XPS高分子保溫板鋪設(shè)在模板背楞之間，保溫板鋪設(shè)厚度為8cm。保溫板鋪設(shè)完畢后噴涂PUR噴涂硬泡體聚氨酯隔熱層。PUR噴涂硬泡體聚氨酯隔熱層主要由多元醇（polyol）與異氰酸酯（MDI）組成，采用無氟發(fā)泡技術(shù)，在一定狀態(tài)下發(fā)生熱反應(yīng)，產(chǎn)生閉孔率不低于95%的硬泡化合物，即聚氨酯硬泡體，常溫下導(dǎo)熱系數(shù)在0.024W/(m·K)左右。噴涂完畢后靜置20min后可起吊安裝模板，施工速度要快。同時(shí)，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，并具備良好的保濕隔熱、保溫性能和優(yōu)良的耐化學(xué)腐蝕性能，具有環(huán)境無污染、節(jié)約能源、操作簡單、便于野外施工等優(yōu)點(diǎn)。聚氨酯本身是一種強(qiáng)度極高的黏合劑，通過發(fā)泡后形成泡沫，能較好地與模板黏為一體，并且水對于聚氨酯基本沒有溶解腐蝕作用，與水不發(fā)生反應(yīng)。

3 組合式保溫體系施工技術(shù)

3.1 施工工藝流程

施工工藝流程：施工準(zhǔn)備→模板制作與清理→XPS高分子保溫板安裝→噴涂聚氨酯→鋼筋、模板安裝→混凝土澆筑→混凝土養(yǎng)護(hù)→進(jìn)入下一節(jié)段施工。

3.2 施工準(zhǔn)備

（1）施工過程中應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場施工作業(yè)計(jì)劃合理安排橋梁保溫體系施工，確保施工安全可靠；（2）噴涂聚氨酯硬泡體時(shí)應(yīng)保證現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境滿足施工要求，必要時(shí)采取相應(yīng)的防護(hù)措施；（3）聚氨酯材料應(yīng)保證密封儲存，避免受潮；（4）施工前，根據(jù)現(xiàn)場施工需求進(jìn)行噴涂試驗(yàn)，保證施工噴涂質(zhì)量滿足要求。

3.3 模板制作及清理

噴涂聚氨酯保溫材料前，首件將橋梁模板采用塔吊取下，平置于廠區(qū)地面，清理干凈需要噴涂的模板表面，并保證模板表面干燥。為保證聚氨酯材料噴涂厚度、比例、環(huán)境適應(yīng)性等滿足要求，施工前進(jìn)行聚氨酯的試噴作業(yè)。

模板拆除吊裝前，檢查鎖緊螺栓及穿墻螺桿是否拆卸干凈，確認(rèn)無誤且模板與混凝土完全脫離后方可起吊。模板拆除時(shí)，應(yīng)先掛好吊鉤，系緊繩索，再行拆除銷桿。吊鉤應(yīng)垂直模板，不得斜吊，以防碰撞相鄰模板和墻體。摘鉤時(shí)手不離鉤，超過障礙物以上的允許高度，才能行車或轉(zhuǎn)臂。模板就位和拆除時(shí)，必須設(shè)置纜風(fēng)繩，以確保模板吊裝過程中的穩(wěn)定性。在大風(fēng)情況下，根據(jù)安全規(guī)定，不得作高空運(yùn)輸，以免拆除過程中發(fā)生模板間或與其他障礙物之間的碰撞。

模板拆除后其面板不可直接放在地面上，需在地面上先墊方木，再將模板放置在方木上，以保證模板的周轉(zhuǎn)次數(shù)。模板整個(gè)單元在拆卸或安裝吊裝時(shí)吊鉤一定要吊于主背楞上部的吊具上，不得吊于模板的吊鉤上。

3.4 XPS高分子保溫板安裝

模板清理完成后，安裝XPS高分子保溫板，根據(jù)現(xiàn)場情況裁割XPS板，XPS板大小以現(xiàn)場模板的檁條寬度為宜，如寬度不夠可以搭接。將XPS高分子保溫板鋪設(shè)在模板背楞之間，保溫板鋪設(shè)厚度為8cm。保溫板鋪設(shè)完畢后噴涂PUR噴涂硬泡體聚氨酯隔熱層進(jìn)行包裹，無需額外采取措施進(jìn)行粘貼。

3.5 聚氨酯硬泡體噴涂施工

（1）聚氨酯硬泡體配合比控制。聚氨酯硬泡體配合比經(jīng)試驗(yàn)室進(jìn)行試驗(yàn)確定，并經(jīng)監(jiān)理工程師驗(yàn)證滿足要求后實(shí)施，一般聚氨酯硬泡體白料（多元醇）∶聚氨酯硬泡體黑料（二異氰酸酯）按照1∶1的體積比采用高壓無氣噴涂機(jī)在大于10MPa壓力條件下混合噴出。

（2）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施工，以此有效控制噴涂質(zhì)量。

（3）噴涂前準(zhǔn)備工作。①由于現(xiàn)場地處山嶺重丘區(qū)河谷之間，冬期大風(fēng)天氣頻發(fā)，施工過程中必須采取相應(yīng)防護(hù)措施，避免噴涂過程中受周邊環(huán)境的影響，從而破壞施工效果。②施工前，對作業(yè)機(jī)器設(shè)備進(jìn)行調(diào)試，確保滿足施工要求。

（4）模板噴涂施工。①對需要噴涂聚氨酯材料的模板表面噴涂聚氨酯硬泡體。噴涂時(shí)，要求噴涂均勻，厚度、平整度等質(zhì)量滿足要求。②分層噴涂。聚氨酯保溫材料噴涂厚度為30mm。施工中分三次噴涂，每次噴涂厚度按照10mm控制，既保證聚氨酯噴涂厚度滿足要求，又保證模板表面噴涂均勻。同時(shí)，通過多次噴涂聚氨酯保證產(chǎn)生閉孔率不低于95%，從而提高后續(xù)保溫性能。③聚氨酯材料在噴涂過程中，首先根據(jù)試驗(yàn)確定的配合比利用發(fā)泡機(jī)進(jìn)行噴涂作業(yè)，為保證噴涂效果，一般采用專用噴槍作業(yè)，并對發(fā)泡機(jī)噴涂壓力、噴槍噴頭選用等進(jìn)行調(diào)試，確保噴涂后泡沫厚度、平整度等均勻一致，保證噴涂外觀質(zhì)量滿足要求。④在噴涂聚氨酯材料的過程中，應(yīng)保證環(huán)境的溫度在合適的溫度范圍內(nèi)，以保證聚氨酯硬泡體噴涂效果。

（5）技術(shù)指標(biāo)及檢查驗(yàn)收。泡沫平整度均勻，色澤一致，表面無空鼓。需要注意，發(fā)泡聚氨酯硬泡體施工后20min內(nèi)禁止人在上面行走。檢查時(shí)用螺絲刀檢查，發(fā)現(xiàn)不實(shí)之處及時(shí)修補(bǔ)，不得留任何隱患，現(xiàn)場施工員、質(zhì)檢員必須跟班檢查，檢查合格后方可進(jìn)入下一道工序施工，特別要注意平立面交接處、轉(zhuǎn)角處、陰陽角部位的做法是否正確。待自檢合格后報(bào)請監(jiān)理按照《硬泡聚氨酯保溫防水工程技術(shù)規(guī)程》（GB 50404—2017）對其進(jìn)行檢查。

3.6 模板安裝

模板噴涂聚氨酯硬泡體施工完成20min后，及時(shí)檢查噴涂質(zhì)量，檢查合格后方可吊裝模板，進(jìn)行墩柱混凝土施工。安裝模板時(shí)，將模板內(nèi)表面清理干凈，涂刷脫模劑，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙安裝好預(yù)埋件；合理解決模板拉桿孔的位置與鋼筋沖突的位置；模板底口貼緊混凝土表面；穿好套管、拉桿，擰緊每根對拉螺桿；現(xiàn)場測量人員復(fù)查模板位置；澆筑混凝土。現(xiàn)場模板安裝采用塔吊、卷揚(yáng)機(jī)等設(shè)備進(jìn)行吊裝，吊裝時(shí)需做好現(xiàn)場安全防護(hù)作業(yè)，并指定專人現(xiàn)場指揮起吊作業(yè)，保證施工安全。

3.7 混凝土澆筑及養(yǎng)護(hù)

混凝土采取對稱分層澆筑，分層厚度控制在30cm以下，澆筑時(shí)保證連續(xù)作業(yè)，并采用振搗棒及時(shí)進(jìn)行按照規(guī)范要求進(jìn)行振搗。為了保證冬期混凝土養(yǎng)護(hù)質(zhì)量，必須重點(diǎn)關(guān)注采取組合式保溫體系后冬期混凝土的養(yǎng)護(hù)溫度，并采取在混凝土內(nèi)側(cè)布置溫度測量裝置?；炷翜囟葯z測采用熱電偶作溫度傳感器，模板安裝前將電纜線根據(jù)測點(diǎn)位置均勻、牢固安裝在鋼筋上，并避免安裝在振搗棒接觸部位。模板安裝后，在模板上根據(jù)測點(diǎn)位置設(shè)置相應(yīng)測溫孔，并將電纜線與數(shù)字顯示巡檢儀連接，以達(dá)到溫度測量的目的。在混凝土澆筑過程中，下料時(shí)不得直接沖擊測溫線；振搗時(shí)，振搗器不得觸及測溫線，做好測溫裝置的保護(hù)工作。

4 質(zhì)量保證措施

（1）發(fā)泡聚氨酯保溫層的厚度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，表面應(yīng)平整，不應(yīng)有鼓起、斷裂、滲漏等現(xiàn)象。（2）施工中隨時(shí)檢查產(chǎn)品質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)問題馬上修補(bǔ)，做到當(dāng)日問題當(dāng)日解決。（3）噴涂時(shí)，步調(diào)一致，走槍均勻，保證厚度和質(zhì)量，平面必須平整，檢驗(yàn)值應(yīng)在±3㎜，如發(fā)生積聚故障應(yīng)排除后方可施工。（4）聚氨酯白料、黑料應(yīng)在干燥、通風(fēng)、陰涼的場所密封存放，白料存放溫度宜控制在15～20℃，不得超過30℃，不得曝曬。黑料存放溫度以15～35℃為宜，不得超過35℃，最低存放溫度不得低于5℃。聚氨酯白料、黑料的存放期為6個(gè)月。（5）合理選擇模板安裝順序，一般情況下，模板應(yīng)自下而上地安裝。在安裝過程中，可設(shè)臨時(shí)支撐穩(wěn)住模板，待安裝完畢且校正無誤后再固定。（6）模板在安裝過程中應(yīng)確保垂直度、標(biāo)高及構(gòu)件尺寸等滿足要求，同時(shí)保障模板接縫應(yīng)緊密。

5 安全、環(huán)保保證措施

（1）所有進(jìn)場的電氣材料，防護(hù)設(shè)施必須有合格證，電工試驗(yàn)合格后，方可投入使用；

（2）由于施工過程中要接觸化學(xué)品，因此在噴涂時(shí)必須保持一定的壓力和溫度，且施工人員必須遵循安全第一的原則。（3）噴涂硬泡聚氨酯的施工風(fēng)力不應(yīng)大于4級，風(fēng)速不宜大于4m/s，應(yīng)有防風(fēng)措施，嚴(yán)禁雨雪天施工，雨雪季施工應(yīng)采取防風(fēng)、防凍措施。（4）施工場地選擇應(yīng)盡量減少施工對居民生活的影響，減小噪聲的強(qiáng)度和敏感點(diǎn)受噪聲干擾時(shí)間。（5）施工產(chǎn)生的廢料和廢棄物應(yīng)統(tǒng)一收回處理，嚴(yán)禁亂扔。（6）根據(jù)現(xiàn)場情況，將不需進(jìn)行聚氨酯硬泡體噴涂的材料，采用彩條布和膠帶進(jìn)行纏繞保護(hù)，防止污染。（7）根據(jù)天氣情況進(jìn)行防護(hù)，由于現(xiàn)場地區(qū)刮風(fēng)較多，因此在模板四周采用彩條布進(jìn)行遮擋以防止污染。

6 結(jié)束語

綜上所述，采用模板+XPS高分子保溫板+噴涂硬泡體聚氨酯隔熱層技術(shù)，施工效率高，操作方便，安全可靠，材料性能優(yōu)越，保溫效果良好，無能耗，整體環(huán)保性能優(yōu)異，符合綠色建筑導(dǎo)向。在工程實(shí)施過程中可建立完整的溫控監(jiān)測措施，經(jīng)過驗(yàn)證，文章所提出的組合式保溫體系的成熟度和可靠性均符合相關(guān)要求。