淺談小箱梁冬季施工

楊國灝 向昊

摘? ? 要：對于冬季小箱梁施工的準(zhǔn)備工作及質(zhì)量控制和外觀的保護(hù)，也涉及常見的箱梁冬施質(zhì)量通病與預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞：冬施;箱梁;質(zhì)量

1? 項(xiàng)目概況

國道109線那曲至拉薩公路改建工程（那曲至羊八井段）第二標(biāo)段四分部線路全長9.7km，樁號K3690+000～K3699+700，其中橋梁工程長5.7km，路基長4km。分部內(nèi)含有一處下穿青藏鐵路既有橋梁。主要結(jié)構(gòu)物有特大橋1座、大橋8座、通道2座、鋼波紋管涵8道、鋼筋砼箱涵9道，其中橋梁結(jié)構(gòu)形式為：預(yù)應(yīng)力簡支梁橋。

2? 基本工程

本工區(qū)共有特大橋1座、大橋8座、通道橋2座，預(yù)制梁板共2300片，20m箱梁2264片，13m空心板梁36片。

3? 冬季施工的必要性

（1）工程規(guī)模大、線路長，本項(xiàng)目是西藏地區(qū)最重要的一條國家高等級公路網(wǎng)的公路項(xiàng)目之一。

（2）本項(xiàng)目是國內(nèi)首條高寒高海拔地區(qū)修建的高等級公路，氣候條件惡劣，施工跨越三個冬季，冬休期長，有效施工期短。

（3）本項(xiàng)目區(qū)晝夜溫差大，空氣稀薄、氣壓低、氧氣少，紫外線強(qiáng)，植物稀少，生態(tài)脆弱。這些因素?zé)o疑會增加工程成本和施工難度。

（4）沿線環(huán)境敏感脆弱，項(xiàng)目區(qū)域內(nèi)農(nóng)牧業(yè)發(fā)達(dá)，草地分布廣泛，對于環(huán)境擾動特別敏感，破壞以后難以恢復(fù)。

工期短，任務(wù)重造成該項(xiàng)目必須盡快完成，且不可避免的遭遇冬季施工。

4? 箱梁冬季施工的施工工序及要求

（1）時刻關(guān)注天氣變化情況，掌握當(dāng)前及最近的天氣趨勢，盡量避開雨天及下雪天進(jìn)行混凝土的澆筑。因?yàn)橛晁把┧畷档突炷恋乃冶龋瑢?dǎo)致混凝土強(qiáng)度不夠，無法張拉以及下步工序，整體耽誤工程進(jìn)度。甚至雨水沖刷過大會引起混凝土表面水泥漿流失，引起混凝土表面起砂、漏石甚至漏筋，嚴(yán)重影響梁板的外觀及結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和安全。

（2）關(guān)外模時，應(yīng)對外模各部位幾何尺寸進(jìn)行測量，保證達(dá)到相關(guān)尺寸后才能進(jìn)行安裝。外模在使用前，應(yīng)用磨光機(jī)進(jìn)行徹底打磨拋光，并涂刷脫模劑。側(cè)模在第一次使用前，應(yīng)進(jìn)行試拼，并按照順序編號。所有模板在使用前，必須嚴(yán)格打磨拋光并涂刷脫模劑。

（3）鋼筋籠采用胎具制作時，應(yīng)在進(jìn)行鋼筋綁扎前對胎具復(fù)核尺寸及每兩個胎齒之間的間距，以免造成鋼筋間距不準(zhǔn)確或不均勻。

（4）當(dāng)鋼筋籠制作完畢采用吊具吊向外模時，需采用專門制作的專業(yè)吊具，以免鋼筋籠變形無法裝入外模也無法保證保護(hù)層。

（5）鋼筋籠安裝完畢綁扎頂層鋼筋時，現(xiàn)場管理人員應(yīng)確保沒有偷筋漏筋的情況出現(xiàn)，以保證箱梁鋼筋的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。并且應(yīng)該嚴(yán)格管控邊梁護(hù)欄預(yù)埋筋及邊跨伸縮縫預(yù)埋筋的埋設(shè)數(shù)量與準(zhǔn)確性。

（6）面層鋼筋布置時需要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求布置，以應(yīng)對橋面系施工需要。

（7）箱梁波紋管布置應(yīng)采用專門制作的“#”字形鋼筋固定，以保證鋼絞線的線性布置。

（8）錨墊板安裝時壓漿孔位置應(yīng)當(dāng)朝上，避免水泥漿流入堵塞孔道和后續(xù)的注漿無法飽滿。管道成孔制作時，波紋管要穿出兩端錨墊板，并用透明膠布將波紋管與錨墊板纏繞粘貼，以防漏漿，堵塞壓漿孔，影響后續(xù)施工?；炷翝仓r錨墊板附近混凝土要加強(qiáng)振搗，確保密實(shí)。

（9）澆筑混凝土前，應(yīng)按照經(jīng)總監(jiān)辦試驗(yàn)室審批的配合比，由工地試驗(yàn)室按配合比施工調(diào)制混凝土。由于冬季混凝土降溫過快，因此配合比中的水選擇熱水，外加劑選擇早強(qiáng)緩凝外加劑。確?；炷脸鰴C(jī)溫度大于等于10℃，入模溫度大于等于5℃。混凝土的出機(jī)和運(yùn)輸過程中也采取遮掩傾倒口等保溫措施?；炷恋浆F(xiàn)場應(yīng)盡快進(jìn)行澆筑以減少熱量散失，混凝土澆筑前梁體頂面應(yīng)用壓杠壓住內(nèi)模，以免砼澆筑時內(nèi)模上浮影響保護(hù)層?；炷翝仓Y(jié)束后，完成混凝土收面工序后應(yīng)第一時間進(jìn)行土工布覆蓋，并且開始蒸汽養(yǎng)護(hù)。

（10）在混凝土強(qiáng)度未達(dá)到5Mpa時不允許拆模，當(dāng)箱梁梁體強(qiáng)度達(dá)到80%設(shè)計(jì)強(qiáng)度時，可進(jìn)行張拉作業(yè)，張拉使用智能張拉機(jī)分級分段張拉，當(dāng)預(yù)應(yīng)力鋼束張拉達(dá)到設(shè)計(jì)張拉力時，實(shí)際伸長量與理論伸長量的誤差應(yīng)控制在±6%之內(nèi)。張拉作業(yè)結(jié)束后24h，選擇一天溫度最高的時候進(jìn)行預(yù)應(yīng)力孔道壓漿作業(yè)。壓漿作業(yè)完成后須繼續(xù)蒸汽養(yǎng)護(hù)三天以保證漿液達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度。

（11）孔道壓漿后應(yīng)立即將梁端水泥漿沖洗干凈，清除墊板、錨具及梁端混凝土上的污垢，安裝預(yù)制堵頭板，綁扎封錨鋼筋，立模、澆筑封錨混凝土及梁端箱室混凝土。封錨混凝土必須嚴(yán)格控制梁體長度。

5? 箱梁冬季施工的注意事項(xiàng)

5.1? 低溫混凝土施工的一般原理

砼灌注后會慢慢凝結(jié)直到達(dá)到最終強(qiáng)度，這是因?yàn)樗嗨療岬慕Y(jié)果。但是水泥水化熱作用速度除了與材料與配合比相關(guān)外，更與溫度息息相關(guān)。當(dāng)溫度增加時，水化熱效果加快，強(qiáng)度增長也相對加快;而且溫度變?yōu)榱愣然蛘吡阆聲r，砼里面的一部分水就開始結(jié)冰，此時水化熱的水就相對減少，因此，強(qiáng)度增長也會相對減慢;而當(dāng)砼里面的水全部結(jié)冰時，水化熱效果就會基本停止，此時砼強(qiáng)度也不再增長。

當(dāng)砼里面的水結(jié)冰時，體積會增大，會產(chǎn)生擠壓砼體的冰脹應(yīng)力，這個力量一般會大于砼體的初期強(qiáng)度值，使砼得到破壞而降低強(qiáng)度。并且當(dāng)砼里面的水結(jié)冰時，會降低鋼筋與骨料、水泥漿的粘結(jié)力，再次影響砼的抗壓強(qiáng)度，而當(dāng)后期冰融化后，又會使得砼體內(nèi)部形成空洞，降低砼內(nèi)密實(shí)性。

因此，在西藏這種寒冷低溫地帶，使用蒸汽養(yǎng)護(hù)來加速水泥的水化熱作用尤其重要。

當(dāng)砼在化凍后（即處在常溫下）繼續(xù)養(yǎng)護(hù)，其強(qiáng)度還會增長，不過增長的幅度不一。對于預(yù)養(yǎng)期長，獲得初期強(qiáng)度較高的混凝土受凍后，后期強(qiáng)度幾乎沒有損失。而對于安全預(yù)養(yǎng)期短，獲得初期強(qiáng)度比較低的混凝土受凍后，后期強(qiáng)度都會有不同程度的損失。

由此得出，砼在澆筑后凍結(jié)前，要使其在常溫下有一段預(yù)養(yǎng)期，用以加速水泥的水化作用，使混凝土獲得不遭受凍害的最低強(qiáng)度，一般規(guī)定為不低于設(shè)計(jì)標(biāo)號的30%。

5.2? 項(xiàng)目部施工保證措施

由于項(xiàng)目區(qū)屬于高原亞干旱氣候區(qū)。年凍結(jié)期長達(dá)8個月（每年9月至次年4月）。據(jù)那曲縣氣象站觀測資料，年平均氣溫為-1.3℃極端最高氣溫24.2℃，極端最低氣溫-41.2℃;最大風(fēng)速達(dá)26.7m/s，常年風(fēng)沙不斷;平均降雪初終日數(shù)317天，最大積雪厚度21cm，因此項(xiàng)目部采取了相應(yīng)措施為箱梁強(qiáng)度提供了有利保證。

5.2.1? 材料控制

（1）采用強(qiáng)度等級大于等于42.5MPa的水泥，要求水灰比小于等于0.6，且應(yīng)該了解其摻和材料是否會影響砼的抗凍性能。

（2）因?yàn)槁塞}外加劑容易腐蝕鋼筋，因此冬施過程中外加劑的選擇應(yīng)選無氯鹽外加劑。

（3）砼的原材需要清理后方能使用，以免混入冰雪和其他雜志等、若砼內(nèi)已加入鉀鈉離子防凍劑，就應(yīng)該避免骨料內(nèi)活性材料的存在，避免堿-集料反應(yīng)。

（4）砼配合比采用低水量配合比，或采用減水劑，以控制塌落度和減少水對砼后期強(qiáng)度的病害。

（5）外加劑的選擇從多方面考慮，盡量減少用水量以提供砼的質(zhì)量和早期強(qiáng)度。

5.2.2? 鋼筋工程施工

（1）采取擋風(fēng)棚內(nèi)施工，棚內(nèi)也可以使用烤火爐加溫。

（2）當(dāng)溫度為零下時，應(yīng)加強(qiáng)對鋼筋的檢查，且鋼筋在運(yùn)輸加工過程中減少碰撞。

（3）當(dāng)在零下溫度條件下進(jìn)行鋼筋焊接工作時，需在室內(nèi)焊接。若條件有限必須在室外焊接時，環(huán)境溫度不應(yīng)低于-20℃，且焊接過程中需要有防雪、防風(fēng)、保溫措施等。

（4）冬施條件下的鋼筋焊接，都需要進(jìn)行試焊，試焊合格后才能進(jìn)行正式作業(yè)。

5.2.3? 混凝土拌合、運(yùn)輸及澆注

攪拌站必須按照實(shí)驗(yàn)室提供的澆筑令配合比進(jìn)行攪拌，且每日第一次生產(chǎn)砼之前需要用熱水沖洗攪拌站，冬施條件下的攪拌時間為常溫條件下的1.5倍，過程中需安排專人對料倉里的骨料進(jìn)行清理，避免冰塊進(jìn)入攪拌中，攪拌過程中時刻注意水溫，控制水穩(wěn)為50±10℃，且不能讓水泥與大于等于80℃的水直接接觸。

為保證砼出站時溫度不小于10℃，項(xiàng)目部特別指定以下措施：

（1）拌合用水：供水水箱采用密封時，且周邊覆蓋保溫材料，拌合水池內(nèi)設(shè)置2個40千瓦的電加熱用以加溫用水，隨時保證池內(nèi)水穩(wěn)60℃。

（2）原材料：料倉范圍內(nèi)采用棉布包裹封閉，每個料倉內(nèi)設(shè)置兩個煤炭烤火爐及電暖器全日不停烘烤以提高骨料溫度，避免骨料結(jié)冰。

（3）控制攪拌站的布料順序?yàn)橄壬昂笫希偎?，最后水泥，以免砼出現(xiàn)假凝。

（4）每日攪拌站開盤前需對水溫和骨料溫度進(jìn)行檢測，當(dāng)溫度達(dá)不到要求時不允許開盤，攪拌過程中應(yīng)減少用水量或加減水劑以減少水與砼的病害影響。

（5）攪拌站按順序投入骨料后，攪拌時間應(yīng)按照常溫條件下的1.5倍攪拌以保證骨料的充分混合。

（6）實(shí)驗(yàn)室人員應(yīng)每日按照實(shí)際外部條件進(jìn)行配合比的調(diào)試，且控制砼出倉溫度不低于10℃，每次入模之前需要再次對溫度進(jìn)行檢測以調(diào)試下次砼的配合比要求。

罐車應(yīng)采取保溫措施，避免砼運(yùn)輸過程中的塌落度損失和溫度損失，需保證砼入模溫度大于等于5℃，若出現(xiàn)砼凍結(jié)現(xiàn)象，不能使用。

每日應(yīng)時刻掌握天氣預(yù)報(bào)，知曉氣象變化趨勢，以做好相關(guān)工作，混凝土工作需要在每日溫度最高時施工，尤其是樁基混凝土，需要保證入模溫度大于等于10℃，每日現(xiàn)場負(fù)責(zé)人應(yīng)該在砼運(yùn)輸?shù)綀鰰r進(jìn)行溫度檢測，夜間不允許混凝土工作施工。

冬施過程中的接縫作業(yè)，應(yīng)在澆筑砼之前加熱結(jié)合面，在砼澆筑完成后需繼續(xù)加熱以保證新澆砼規(guī)定強(qiáng)度的獲取。

5.2.4? 蒸汽養(yǎng)護(hù)

5.2.4.1? 預(yù)養(yǎng)階段

澆筑完成后的砼預(yù)養(yǎng)時間由砼強(qiáng)度決定，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際條件一般在3～6小時，預(yù)養(yǎng)過程中不得驟然升溫，需控制溫度逐步變化，且預(yù)養(yǎng)過程中需對梁頂保濕作業(yè)重點(diǎn)關(guān)照直至蒸養(yǎng)棚布置完畢。該階段作業(yè)程序如下：①砼澆筑結(jié)束，需要對蒸養(yǎng)閥門進(jìn)行檢查以免異物堵塞閥門。②制蒸汽噴頭所朝方向，使得蒸汽均勻噴射以避免局部升溫過快導(dǎo)致強(qiáng)度增長不均。③勻布置已編號的溫度計(jì)。④對蒸養(yǎng)棚進(jìn)行吊裝，要求蒸養(yǎng)棚內(nèi)全封閉且蒸養(yǎng)棚高度大于等于梁頂高度50公分以利于蒸汽在棚內(nèi)循環(huán)。⑤蒸汽管道上的閥門進(jìn)行調(diào)整，控制每個蒸汽口出蒸汽均勻。⑥汽主汽閥應(yīng)緩慢開啟，待分汽缸內(nèi)積水通過疏水管方可逐漸開大閥門供汽。⑦安排專人每1h對棚內(nèi)溫度進(jìn)行觀察、記錄，嚴(yán)格控制棚內(nèi)溫度和升溫速率。

5.2.4.2? 升溫階段

當(dāng)保溫棚內(nèi)內(nèi)外模板均已拆除時，開始進(jìn)行正式養(yǎng)護(hù)。

正式養(yǎng)護(hù)過程中控制前2小時升溫速率在6℃/h～8℃/h，后2小時可放寬至10℃/h～12℃/h，但是總體最高溫度不應(yīng)大于60℃。

5.2.4.3? 恒溫階段

恒溫階段溫度要求在45℃～50℃以內(nèi)，需控制保溫棚內(nèi)各處溫度相同，避免溫差導(dǎo)致的局部熱沖擊損害梁體，恒溫階段控制時間按之前的同條件試件控制，一般為10h～16h。當(dāng)同條件試件達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的85%以上便可開始降溫。該階段作業(yè)程序如下：①排專人每小時對棚內(nèi)溫度進(jìn)行觀察記錄，控制恒溫溫度為45℃～50℃。②時常檢查蒸養(yǎng)棚的密閉性，防止蒸汽外漏，控制恒溫的溫度與時間，保證梁體砼強(qiáng)度的順利達(dá)到。

5.2.4.4? 降溫階段

在保證棚內(nèi)濕度的前提下對蒸養(yǎng)棚進(jìn)行緩慢停汽、均勻降溫，控制前2小時降溫結(jié)束后梁體表面溫度與環(huán)境溫度溫差小于15℃，該階段作業(yè)程序如下：①控制降溫速率，每小時安排專人測溫一次，控制溫降在10℃/h以內(nèi)，當(dāng)梁體表面溫度與環(huán)境溫度溫差小于15℃且梁體溫度<5℃穩(wěn)定后方可撤除蒸養(yǎng)棚。②當(dāng)環(huán)境溫度較高時，通過揭開小范圍蓬布來控制降溫;當(dāng)環(huán)境溫度較低時，通過控制供汽量進(jìn)行調(diào)節(jié)。

5.2.4.5? 溫度檢測與質(zhì)量檢查措施

①測溫儀器：外界氣溫和混凝土內(nèi)氣溫均用自動溫度計(jì)記錄儀觀測，混凝土出罐、入模溫度、箱梁內(nèi)各觀測點(diǎn)派專人測試溫度。

②界氣溫測定時間：工地環(huán)境氣溫應(yīng)定人，在每晝夜定時、定點(diǎn)觀測4次并進(jìn)行記錄。

③觀測預(yù)制梁溫度觀測點(diǎn)布置：在箱梁兩端上下各設(shè)1個，梁中頂板及兩側(cè)腹板各設(shè)1個。箱內(nèi)各觀測點(diǎn)，自混凝土澆筑完畢時間算起，蒸汽養(yǎng)護(hù)期間每30min檢測一次混凝土溫度，并隨時記錄。

[④]當(dāng)發(fā)現(xiàn)溫度發(fā)生異常變化時，立即向蒸養(yǎng)負(fù)責(zé)人匯報(bào)，以便及時采取措施。

6? 結(jié)束語

質(zhì)量終生制的出現(xiàn)，使得人們更加認(rèn)識到質(zhì)量為本的重要性，只有更加認(rèn)真的做出安全，保質(zhì)保量的工程，才能造福更多的人們，完成更多的優(yōu)質(zhì)工程。

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