淺析遼寧營口長江路跨鐵路立交橋混凝土冬季施工技術(shù)

楊 濤,韓 超

(1.天津金磊建筑工程有限公司,天津 300450;2.中交一航局第四工程有限公司,天津 300450)

1 工程概況

位于遼寧省營口經(jīng)濟開發(fā)區(qū)的長江路跨鐵路立交橋,全長534.66 m,為一座21孔標(biāo)準(zhǔn)跨徑為25 m的后張法預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋。全橋設(shè)有 80個墩柱,全部為獨立柱結(jié)構(gòu),柱身高度 3～9 m。為滿足工期要求,墩柱和蓋梁需進行冬季施工。

2 施工技術(shù)措施

營口市位于遼東半島西北部,東經(jīng) 122°12′,北緯 40°41′,屬暖溫帶半濕潤氣候區(qū),四季分明,年平均氣溫9.5℃,最高氣溫 34.7℃,最低氣溫-28.4℃ (1971～2000年)。根據(jù)《建筑工程冬期施工技術(shù)規(guī)定》(JGJ 104-97)的規(guī)定,室外平均氣溫連續(xù)5天穩(wěn)定低于5℃時,便進入冬季施工。在冬季進行混凝土施工時,主要是控制混凝土的出罐溫度、入模溫度和養(yǎng)生溫度。

根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂驐l件,結(jié)合多年的冬季施工經(jīng)驗和工程的實際情況為保障施工質(zhì)量,防止混凝土在低溫情況下產(chǎn)生質(zhì)量缺陷,編制了冬季施工方案。對混凝土拌合站采取保溫措施,對骨料在入冬之前全部用洗石機洗好,并歸堆備用,并在使用時不得含有冰、雪、凍塊及其他易凍裂物質(zhì);拌用水采用地?zé)崴?。如氣溫過低,拌合后的混凝土的溫度還不能滿足要求時,則對砂石料進行加熱。為保證混凝土的入模溫度,采用加保溫套的攪運車運輸,確?；炷恋某鰴C溫度不低于10℃,入模溫度不低于5℃。混凝土優(yōu)先采用蓄熱養(yǎng)生。

2.1 攪拌站的保溫措施

1)將攪拌機設(shè)備上所有外露氣管用黑色保溫管包住,然后再用白膠布纏好。 2)將電磁閥放置在木箱中,木箱內(nèi)采用燈泡保溫,木箱外用土工布包裹。3)在攪拌樓內(nèi)安置大功率燈泡用以加熱。4)所有的潤滑油更換為冬季施工用油。5)外加劑罐的外面用棉被包裹,內(nèi)部用加熱棒加熱;外加劑貯存罐存放于室內(nèi),并在室內(nèi)用煤爐保溫。 6)水箱埋在地下,水箱上面用棉被覆蓋,攪拌用水采用外購地?zé)崴?/p>

2.2 配合比優(yōu)化

為防止混凝土凍害的發(fā)生,根據(jù)冬季施工的要求確定混凝土的配合比。選用普通硅酸鹽水泥,水泥強度等級為42.5,水灰比不大于0.5,最小水泥用量不少于300kg/m3,外加劑選用UF-4早強型復(fù)合防凍劑。混凝土的試配強度較設(shè)計強度提高一個等級,橋墩混凝土的設(shè)計標(biāo)號為C30,試配強度采用C35。

2.3 原材料加熱、保溫

在本工程中,要求混凝土的出機溫度不低于10℃,入模溫度不低于5℃。

1)施工所用的骨料在入冬之前全部用洗石機洗好,并歸堆備用,使用時不得含有冰、雪、凍塊及其他易凍裂物質(zhì),砂石骨料的溫度保持在 0℃以上。

2)水的溫度不宜高于80℃,并應(yīng)先將骨料投入已加熱的水中攪拌均勻,再加水泥,以免水泥與熱水直接接觸。

3)當(dāng)?shù)責(zé)崴荒軡M足混凝土的出機溫度要求時,可將骨料均勻加熱,其加熱溫度不應(yīng)高于60℃。

2.4 混凝土拌和及運輸

除對拌合站進行防寒處理外,混凝土的拌合時間也應(yīng)較常溫施工延長50%左右,對于摻有外加劑的混凝土,其拌制時間應(yīng)取常溫拌制時間的 1.5倍(見表 1)。

拌和投料順序:先投入骨料和水,攪拌一段時間后,當(dāng)混合物溫度降至40℃時,再投入水泥繼續(xù)攪拌到規(guī)定的時間。混凝土卸出拌合機時的最高允許溫度為40℃。

施工中采用罐車運輸混凝土,采用帆布包裹,以減少熱量的損失。此外,運輸過程中,要防止混凝土離析、漏漿、坍落度變化。要盡量減少混凝土的運輸時間,并確保在2 km的運距內(nèi),混凝土的入模溫度在5℃以上。對已攪拌好的混凝土應(yīng)經(jīng)常檢查其溫度及和易性。

表1 拌制混凝土的最短時間

2.5 混凝土澆筑

混凝土施工選擇較好的天氣,氣溫較高的時間段(如中午)進行。在拌合站及施工現(xiàn)場均配有足量溫度計并做好溫度測量和記錄,以便隨時調(diào)整拌合溫度以保證混凝土出機溫度。施工前要清除模板和鋼筋上的冰雪和污垢,注意在模板各接縫、棱角部位加強縫的嵌塞。在模板的外側(cè)加8cm厚的泡沫保溫層,再用棉被包裹模板(圖1)。根據(jù)墩柱尺寸算出鋼模板外圍面積,用腳手架將墩柱圍起來,用養(yǎng)護罩將模板連同腳手架一起罩住。要求腳手架與模板的距離以不影響施工操作為宜?；炷翝仓r,試驗部門除按規(guī)范要求留置試件外,增加2組與結(jié)構(gòu)同條件養(yǎng)護的試件,分別用于檢驗受凍前的混凝土強度和轉(zhuǎn)入常溫養(yǎng)護28 d的混凝土強度。墩身施工采用混凝土輸送泵泵送澆筑。

在混凝土澆筑前進行周密組織,力爭做到連續(xù)澆筑,不中斷,避免發(fā)生混凝土在澆筑過程中受凍的現(xiàn)象發(fā)生。混凝土的入倉溫度,在任何情況下均不得低于5℃。當(dāng)環(huán)境氣溫低于-10℃時,采用暖棚法將直徑大于25 mm的鋼筋加熱至正溫?；炷翍?yīng)分層澆筑,每層厚度不得低于20cm,振搗時振搗棒插點間距應(yīng)控制在 40cm,振搗棒應(yīng)插入下層混凝土 15cm,以保證層間結(jié)合良好。

圖1 模板外的保溫層

2.6 混凝土養(yǎng)護

澆筑完畢后,立即采用塑料布加棉被對混凝土進行覆蓋養(yǎng)生。

1)混凝土澆筑后,將養(yǎng)護罩頂端封閉。

2)混凝土澆筑的起始溫度不低于5℃,為避免溫度驟然升降引起構(gòu)件產(chǎn)生裂縫變形,養(yǎng)護時初始溫度與環(huán)境溫差不得大于40℃,當(dāng)環(huán)境為負(fù)溫時不得大于20℃。升溫速度控制在10～15℃ /h。為防止混凝土在養(yǎng)護過程中失水,應(yīng)在養(yǎng)護時保持空氣濕潤,并保持混凝土澆筑完成后 24 h內(nèi)為正溫。

3)養(yǎng)護溫度不得低于防凍劑規(guī)定的溫度,當(dāng)達不到規(guī)定溫度且混凝土強度小于5 MPa時,應(yīng)采取加熱保溫措施。

4)拆模后,混凝土的表面溫度與環(huán)境溫度差大于15℃時,墩柱混凝土表面應(yīng)用塑料薄膜嚴(yán)密覆蓋,用棉被包裹,并經(jīng)常檢查,直到混凝土強度達到規(guī)范要求。

5)當(dāng)室外氣溫高于-10℃時,墩柱、蓋梁混凝土采用以外加劑和表面保溫(加溫)覆蓋為主的綜合蓄熱法施工?；炷翝仓尚秃?立即于墩柱、蓋梁的頂部先覆蓋一層塑料布,再用棉被覆蓋表面。當(dāng)室外最低溫度低于-10℃時,墩柱、蓋梁采用電熱毯加溫養(yǎng)護,對結(jié)構(gòu)易受凍的部位,應(yīng)加強保溫措施。

2.7 混凝土拆模

在冬季施工的混凝土,其拆模時間應(yīng)根據(jù)與其同條件養(yǎng)護的試件的試驗來確定,當(dāng)達到規(guī)范要求的抗凍強度后才能進行模板的拆除。拆模時,混凝土表面溫度與自然環(huán)境溫度之差不能超過20℃。拆模作業(yè)一般選擇每日的10點到14點進行。拆模后在墩柱、蓋梁外表面先圍護一層塑料布,再用一層由棉被外加土工布合成的保溫被包裹,在蓋梁上應(yīng)增加帆布覆蓋(當(dāng)氣溫低于-10℃時應(yīng)增加電熱毯保溫)。

2.8 溫度監(jiān)測

在施工期間,每日對氣溫及混凝土和各種材料的溫度進行觀測。同時,測溫人員必須時刻與供熱、保溫人員保持聯(lián)系,如發(fā)現(xiàn)因供熱故障或保溫措施不當(dāng)使溫度急劇變化或降溫太快等情況時應(yīng)立即處理。為便于測量混凝土的溫度,在澆筑混凝土?xí)r應(yīng)預(yù)埋一些一端封閉的直徑為1cm的白鐵管作為測溫管,以便將溫度計插入測溫管中測量混凝土內(nèi)部溫度。

氣溫及混凝土和各種材料的溫度測量頻率各不相同。對氣溫分別在 7:00,13:00,18:00,22:00時測溫 4次。對所有材料溫度的測量,每個作業(yè)工班不少于3次。對攪拌機的混凝土出料溫度至少每2 h測量1次。在養(yǎng)護期間,混凝土的測溫頻率視混凝土的類型和養(yǎng)護時間不同而不同。對于低溫早強混凝土,在終凝前每4 h測量1次,前 3 d每晝夜應(yīng)進行4次,以后每晝夜至少進行2次,并應(yīng)力求在接近混凝土出現(xiàn)最高和最低溫度時測量;對負(fù)溫混凝土,前 3 d每 2 h測量1次,以后每晝夜測量 2次。

3 安全防護與質(zhì)量檢查

1)建立安全防火組織,項目經(jīng)理擔(dān)任組長,項目副經(jīng)理、項目總工、安全主管擔(dān)任副組長,各個施工員、工長、班長為各級安全防火負(fù)責(zé)人,確保生產(chǎn)安全。本著預(yù)防為主,以消為輔,防消結(jié)合的方針,建立健全治安、消防管理制度,配置消防設(shè)施,減少和杜絕火災(zāi)事故。

2)組織全體職工學(xué)習(xí)有關(guān)安全生產(chǎn)法規(guī)和安全生產(chǎn)操作規(guī)程,抓好安全教育,增強安全意識。

3)應(yīng)配備電暖器取暖,嚴(yán)禁用電爐、碘鎢燈取暖,以防止安全事故的發(fā)生。

4)向冬期施工人員發(fā)放冬季施工勞保用品。

冬季施工混凝土除按規(guī)定制作標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護的試件外,還根據(jù)建筑物養(yǎng)護、拆模和承受荷載的需要,制作施工檢查試件,借以查明強度的發(fā)展情況。施工檢查試件的養(yǎng)護應(yīng)與結(jié)構(gòu)物相同。

4 結(jié)語

遼寧省營口經(jīng)濟開發(fā)區(qū)長江路上的跨鐵路立交橋的冬季施工完成并經(jīng)養(yǎng)護達到要求后,采用回彈儀對橋墩、蓋梁的混凝土強度進行了無損檢測,共檢測了 50個測點,其強度平均值為36MPa,最小值為34MPa,滿足設(shè)計要求。實踐證明,采用原材料加溫、摻入防凍劑、保溫運輸、蓄熱法養(yǎng)護等技術(shù)措施能保證橋墩混凝土冬季施工的質(zhì)量。

[1]賈美珍.冬季混凝土結(jié)構(gòu)工程的施工 [J].山西建筑,2005,31(21):132-133.

[2]丁國社,苗宏亮.淺談冬期混凝土施工的技術(shù)管理措施 [J].山西建筑,2010(5):152-153.

[3]趙秀.淺談冬季混凝土施工技術(shù) [J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟,2006,16(12):封一.

[4]段雪輝.淺談混凝土的冬季施工 [J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟;2006,16(17):294-295.

[5]李婭.淺析冬季水泥砼施工[J].交通科技與經(jīng)濟;2005(03):17.

[6]田志勇,郭義勝.冬季混凝土施工技術(shù)[J].黑龍江交通科技,2006(10):22.