支架現(xiàn)澆連續(xù)梁冬季施工保溫技術(shù)

何三燕

(中鐵大橋局集團(tuán)第四工程有限公司，江蘇 南京 )

支架現(xiàn)澆連續(xù)梁冬季施工保溫技術(shù)

何三燕

(中鐵大橋局集團(tuán)第四工程有限公司，江蘇 南京 )

CHINA ZHONG-TIE MAJOR BRIDGE ENGINEERING GROUP CO.,LTD

津秦鐵路客運專線是鐵道部客運專線建設(shè)的重點工程，為確保工期目標(biāo)的實現(xiàn)，冬季施工不可避免。結(jié)合津秦鐵路客運專線豐南跨津山鐵路特大橋連續(xù)梁橋從保溫的原材料、養(yǎng)護(hù)方法、施工工藝等方面介紹津支架施工連續(xù)梁冬季施工技術(shù)。

連續(xù)梁；冬季施工；保溫技術(shù)

1、前言

1.1 工程概況

豐南跨津山鐵路特大橋跨豐南新城區(qū)西六路連續(xù)梁跨度為(60+100+60)m，全長為221.7m，主墩墩高為6.5m，主墩處梁高為7.85m，梁端及主跨跨中梁高為4.8m，連續(xù)梁為單箱單室箱梁。箱梁橋面寬度為12.0m，直腹板梁底寬度為6.7m，翼緣板厚度從20cm變化到56cm，頂板厚度除梁端為60cm外均為40cm；底板厚度為40～80cm，全聯(lián)在端支點、中跨跨中及支點處共設(shè)3個橫隔板，橫隔板設(shè)有孔洞，供檢查人員通過。

連續(xù)梁采用支架大節(jié)段現(xiàn)澆施工，連續(xù)梁共分9個節(jié)段4個批次澆注，最大節(jié)段為跨中A2節(jié)段，節(jié)段長度為64.5m，各節(jié)段分節(jié)長度及編號如下圖所示。

圖1 (60+100+60)m連續(xù)梁節(jié)段劃分

1.2 、冬季施工方案的確定

為了提高施工質(zhì)量和工廠化作業(yè)要求，客運專線大量采用預(yù)制、架設(shè)箱梁，由于預(yù)制架設(shè)箱梁工期長，部分位于制梁場附近先架方向的連續(xù)梁首當(dāng)其沖要在短期內(nèi)完工滿足運、架設(shè)備通過條件。因此，由于工程開工工期等原因，此類連續(xù)梁往往要在克服一些不可避免的困難盡快完工，甚至諸如冬季進(jìn)行混凝土澆注施工。

1.3 、冬季施工要求

連續(xù)梁在冬季現(xiàn)澆施工不同于普通混凝土結(jié)構(gòu)施工，它是一個位于高空很大空間內(nèi)混凝土結(jié)構(gòu)，不僅施工難度大，技術(shù)要求高，而且風(fēng)險也很大。根據(jù)唐山地區(qū)的歷年氣候資料，結(jié)合客運專線連續(xù)梁結(jié)構(gòu)特點，決定采用外部熱源加熱與蓄熱保溫相結(jié)合的辦法施工，在箱梁翼緣板等結(jié)構(gòu)薄弱易散熱部位采用外部熱源加熱法養(yǎng)護(hù)，確?；炷两Y(jié)構(gòu)不受凍害且保證內(nèi)外溫差控制15℃之內(nèi)，混凝土不開裂。當(dāng)室外氣溫高于-10℃時，優(yōu)先采用蓄熱法；根據(jù)現(xiàn)場實際氣溫，在箱梁頂板表面抹面后用保溫材料（如苫布和棉被等）嚴(yán)密覆蓋，保溫材料的層數(shù)和厚度根據(jù)現(xiàn)場混凝土的溫度進(jìn)行熱工計算后確定，使混泥土早期強(qiáng)度處于正常狀態(tài)。并確?；炷寥肽Ｕ駬v成型開始養(yǎng)護(hù)時仍具有不低于5℃的溫度，利用混凝土材料預(yù)加的熱量及水泥的水化熱量，使混凝土緩慢冷卻，并在冷卻過程中硬化。當(dāng)混凝土溫度降到0℃以前，使混凝土強(qiáng)度達(dá)到或超過設(shè)計強(qiáng)度的30%，且內(nèi)外溫差不大于15℃。

2、冬季施工保溫技術(shù)

2.1 混凝土澆注前預(yù)熱升溫

（1）連續(xù)梁外部保溫利用現(xiàn)澆支架在外層支架上掛設(shè)保溫棉布，在支架內(nèi)地面、翼緣板下作業(yè)平臺上等不同地點設(shè)置中眼蜂窩煤爐，專人看管更換煤球，為了加強(qiáng)熱循環(huán)和有一定的濕度，部分蜂窩煤爐上放盛滿水的鐵鍋，以形成水蒸汽，通過水蒸汽上升將熱量帶到箱梁各部位。

（2）箱梁內(nèi)采用熱風(fēng)噴氣式養(yǎng)生加熱機(jī)供熱加溫。養(yǎng)生熱風(fēng)機(jī)使用電熱式，機(jī)型小巧靈活，移動方便，可通過風(fēng)管向箱梁內(nèi)供熱。熱風(fēng)機(jī)在混凝土澆注前可作為鋼筋、模板等混凝土接觸介質(zhì)的加熱升溫。

（3）連續(xù)梁端面采用棉被卷簾，以保證箱梁內(nèi)的溫度。卷簾在進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉、灌漿操作時或有人進(jìn)出時卷起，無人進(jìn)出時放下，以防止熱量過度散失。

（4）連續(xù)梁大節(jié)段澆注后，梁面保溫采用先鋪一層塑料布，再用棉被覆蓋的方法，以加強(qiáng)對新澆梁段及已澆梁段頂板的保溫。

（5）針對箱梁翼緣板處結(jié)構(gòu)較薄容易散熱受凍，翼緣板頂面在梁段混凝土澆筑后將棉被放在防撞墻及電纜槽豎墻鋼筋上架空，可確保翼緣板頂混凝土與外界隔離，在架空范圍內(nèi)的翼緣板頂加裝發(fā)熱電纜，然后覆蓋棉被，以加強(qiáng)翼緣板部位保溫。

2.2 混凝土澆注后梁段保溫措施

預(yù)應(yīng)力張拉及壓漿均要求外界溫度不低于5℃，所以節(jié)段施工完成，在預(yù)應(yīng)力張拉時及后續(xù)壓漿過程中，還需對梁體進(jìn)行保溫，對于箱梁腹板及底板部位由于混凝土較厚，熱量不易散發(fā)，外側(cè)模板盡量不拆除，在箱梁內(nèi)部仍采用加熱機(jī)加熱，翼緣部位由于結(jié)構(gòu)較薄，下面采用發(fā)熱墊粘貼在混凝土表面，上部仍采用棉被覆蓋并加發(fā)熱電纜。

（1）電熱發(fā)熱墊施工

預(yù)應(yīng)力張拉后，需進(jìn)行預(yù)應(yīng)力鋼束灌漿作業(yè)，要求混凝土環(huán)境不低于10℃、否則會延長硬化時間，甚至?xí)霈F(xiàn)表面結(jié)冰，使混凝土出現(xiàn)裂縫，這些問題會嚴(yán)重影響到橋體的強(qiáng)度和質(zhì)量。模板脫模后，立即噴涂混凝土養(yǎng)生液漿梁體表面封閉，然后在翼緣板底側(cè)有預(yù)應(yīng)力孔道范圍粘貼發(fā)熱墊，防止梁體混凝土散熱受風(fēng)，突然受涼，影響混凝土質(zhì)量。

①系統(tǒng)原理

發(fā)熱墊—保溫層系統(tǒng)的保溫原理是利用特質(zhì)發(fā)熱電纜通電后發(fā)熱提供熱量，以補(bǔ)充箱梁翼緣板部分在低溫環(huán)境下散失的熱量，維持整個梁體的恒定溫度。

保溫層粘貼于發(fā)熱墊上以減少熱量的散失，降低整個系統(tǒng)的電能消耗，有利于減少整套系統(tǒng)的造價和運行費用。

該系統(tǒng)由溫控器自動控制需要保溫部分的溫度，單溫度達(dá)到設(shè)定溫度即停止加熱，當(dāng)溫度低于設(shè)定溫度時開始加熱。該控制系統(tǒng)屬于智能自動控制，不但可以減少溫度誤差，而且能切實降低后期的系統(tǒng)運行費用。

②系統(tǒng)特點

a、可靠性高：由智能溫控器定點定溫控制、能自動控制系統(tǒng)的通斷，提供穩(wěn)定的溫度環(huán)境；b、節(jié)約資源：溫控器自動控制，避免了持續(xù)加熱帶來的電能浪費；c、節(jié)約施工周期：該系統(tǒng)能根據(jù)建筑材料的特性提供最佳的養(yǎng)護(hù)溫度，加快硬化速度，節(jié)約時間，保證工程的質(zhì)量；d、方便靈活：可根據(jù)不同的形態(tài)進(jìn)行建設(shè)，適應(yīng)性強(qiáng)。

③主要設(shè)備及材料

保溫系統(tǒng)在工廠內(nèi)定做，由發(fā)熱墊和保溫層粘絡(luò)而成

④安裝方法

a、清理橋面需要做保溫的位置，保證無浮灰和其他附著物；b、將電源線甩出來后把發(fā)熱墊—保溫層（粘膠型）的成型體粘貼于橋體表面。確保粘貼平順，并測量發(fā)熱墊的參數(shù)保證產(chǎn)品完好，同時選擇點黏貼溫控探頭，以探測內(nèi)部溫度；c、拼接縫要嚴(yán)密，并用膠帶進(jìn)行密封處理，同時將電源線留在保溫層外面；且連接電源并接至溫控箱。

（2）由于連續(xù)梁的特殊結(jié)構(gòu)，滿堂支架上的連續(xù)梁部位于空中狀態(tài)，底腹板處支架密集，人員上下困難，支架內(nèi)部空曠，需要加熱保溫的空間大，煤爐等升溫設(shè)施只能設(shè)置于地面和翼緣板下作業(yè)平臺處。

2.3 直線現(xiàn)澆段保溫措施

直線段現(xiàn)澆段采用滿堂支架發(fā)和鋼管支架進(jìn)行澆注，保溫措施同中間節(jié)段，外模保溫利用支架外層掛設(shè)耐火保溫棉，箱梁內(nèi)部采用熱水機(jī)送風(fēng)升溫，箱梁頂面采用塑料薄膜和棉被或苫布覆蓋，翼緣板部位予以加強(qiáng)保溫。

3、冬季混凝土施工

3.1 、混凝土配合比設(shè)計

高性能混凝土不宜使用防凍劑和早強(qiáng)劑。在冬季施工期間，每立方混凝土中膠凝材料的用量根據(jù)需要宜適當(dāng)提高，最低水泥用量不宜低于300kg/m3。另外，對于箱梁大體積混凝土，粉煤灰的摻量宜為15%左右，最大不宜超過20%。

3.2 、混凝土的攪拌

冬季拌制混凝土，首先用鍋爐將水加熱，加熱水通過管道進(jìn)行循環(huán)進(jìn)入拌合機(jī)，利用煤火爐在料斗下部將骨料均勻加熱，水泥不得與熱水直接接觸，投料順序為：先投入骨料和加熱的水，然后再投入水泥、摻合料和外加劑。同時應(yīng)將混凝土的攪拌時間比常溫延長50%，要求混凝土的出機(jī)溫度達(dá)到15℃以上，尤其要適當(dāng)提高混凝土溫度，應(yīng)控制在10℃以上，另外，應(yīng)盡量采用較近的拌合站混凝土。

3.3 、混凝土的澆筑

混凝土澆筑前，當(dāng)環(huán)境氣溫低于-15℃，應(yīng)用手持式暖風(fēng)機(jī)對直徑≥25mm的鋼筋和預(yù)埋件加熱至正溫。

已澆筑的混凝土，在未被上一層混凝土覆蓋前不應(yīng)低于5℃，采取加熱養(yǎng)護(hù)時，養(yǎng)護(hù)前的溫度也不得低于5℃。混凝土溫度控制由施工隊安排專人監(jiān)測，并做好記錄。

3.4 、混凝土各階段的溫度檢測與質(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記錄僅觀測，混凝土出灌、入模溫度用旁通溫度計測試，箱梁內(nèi)各觀測點溫度用多頭溫度儀測試。并用溫度 測量每車混凝土入模溫度。

（2）外界氣溫測定時間：工地環(huán)境氣溫每晝夜定時，定點觀測4次，分別在每天5：00、12：00、16：00和24：00，4個時間進(jìn)行記錄。

（3）觀測箱梁溫度觀測點布置：在箱梁沒設(shè)7個觀測點，自混凝土澆注完畢時間起，綜合儲熱法養(yǎng)護(hù)期間至少每6h檢測1次混凝土溫度，并隨時記錄。

（4）冬期施工的混凝土，除拌制制作標(biāo)準(zhǔn)試件外，還應(yīng)根據(jù)養(yǎng)護(hù)、拆模和施加預(yù)應(yīng)力的需要，增加與向量同條件養(yǎng)護(hù)的施工試件不少于5組。

3.5 、箱梁拆模

混凝土強(qiáng)度和彈性模量達(dá)到設(shè)計允許值才能進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉，然后放松模板，對于不影響張拉或后續(xù)節(jié)段施工的模板，暫不拆除或脫離，可延續(xù)至冬期過后溫度回升后再拆模，模板脫離或拆除后應(yīng)對箱梁進(jìn)行保溫養(yǎng)護(hù)，環(huán)境溫度與梁體溫度差應(yīng)小于15℃。

4、施工總結(jié)

津秦客運專線連續(xù)梁自2009年11月15日進(jìn)入冬季施工后，嚴(yán)格按支架現(xiàn)澆連續(xù)梁冬季施工方案進(jìn)行施工，每個節(jié)段施工周期為8-12d，混凝土澆注7d后達(dá)到設(shè)計張拉強(qiáng)度，滿足規(guī)范及工期要求，實踐證明，采用外部熱源加熱與蓄熱保溫相結(jié)合的方法進(jìn)行支架現(xiàn)澆連續(xù)梁冬季施工，蓄熱保溫效果顯著，梁體混凝土質(zhì)量有保障，達(dá)到了快速施工的目的。

[1]TZ213-2005，客運專線橋涵工程施工技術(shù)指南[S]

[2]TB 10203-2002，鐵路橋涵施工規(guī)范[S]

[3]鐵建設(shè)[2005]160號文，客運專線鐵路橋涵工程施工質(zhì)量驗收暫行標(biāo)準(zhǔn)[R]北京：中國鐵道出版社 2006

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1007-6344（2015）06-0232-02