连续梁0号块混凝土冬季施工技术

　　摘要：我国绝大部分地区冬季时间都较长，冬季施工技术已成为我国重要的研究课题。石武客运专线石家庄跨京广特大桥跨石环高速公路连续梁，跨度为（80.6+128+80.6m），0号块采用支架现浇，连续梁段采用挂篮悬臂浇筑。因工期紧张，0号块施工需在冬季进行，现结合石家庄跨京广特大桥跨石环高速公路连续梁工程实际施工情况，介绍连续梁0号块冬季施工技术。
　　关键词：连续梁；现浇施工；冬季施工。
　　1工程概况石家庄跨京广特大桥是石武客运专线的控制性工程之一，全部采用高性能混凝土，其中重点工程为：跨度为（80.6+128+80.6m）的跨石环高速公路连续梁。该连续梁为单箱单室、变高度、变截面直腹板形式，箱梁顶宽12m，其中0号块高7．85m、长18m，0号块混凝土共820.48m3。根据工期安排在冬季采用现浇支架法施工。施工期问石家庄地区野外最低气温一18．4。C，平均风速8．6m／s。2连续梁冬季现浇施工的困难(1)保证混凝土出拌合机温度和入模温度；(2)对钢管支架支撑的箱梁底模和侧模进行保温，确保保温效果；(3)在保证混凝土顺利灌注的前提下对箱梁顶面保温；(4)在混凝土灌注和养护过程中对养护环境升温；(5)防止预应力管道内的浆体冻胀；(6)控制混凝土内外温差、混凝土表面与环境温差，防止开裂。3解决困难的关键技术当环境昼夜平均气温连续3d低于5℃或最低气温低于一3℃，混凝土工程需采取冬季施工措施。为解决连续梁冬季施工的困难，相应地采用了以下关键技术。3．1保证混凝土出机温度和入模温度的技术在原材料的保温、加热方面，采用加热拌和用水的方法，具体加热温度由热工计算确定。在混凝土拌和站采用帆布封闭料仓形成保温料仓，存放砂子、碎石，必要时在暖棚内用电取暖器进行加温，骨料中不宜含有较多的水分，确保骨料内不含有冰雪和冻块，使用时原材料的温度在正温以上。在混凝土生产过程中，将搅拌站的下料仓、拌合机及传送带封闭，防止原材料在输送过程中热量的散失及雨雪天气对原材料的影响。混凝土生产时采用2次投料方式，先将粗、细骨料与热水进行搅拌，再加入水泥、粉煤灰、矿粉及外加剂搅拌，防止水泥等胶凝材料直接接触高温热水发生假凝现象，搅拌时间控制在120～150s。根据热工计算和实测的出机温度，调整拌和用水的加热温度，确保混凝土出机温度在12℃以上。
　　采用有保温罩的搅拌车运输混凝土，尽可能减少运输的距离和时间，混凝土所有输送环节包括汽车泵、输送管道尽量包裹，以减少混凝土泵送过程中的热量损失，控制混凝土的入模温度大于5℃。
　　3．2箱梁底模及侧模的保温技术
　　此大跨连续梁采用钢管支架现浇施工，箱梁底模和侧模均由密布的钢管支架支撑，为了对钢管支架上的模板进行保温并确保保温效果，在底模及外侧模安装完成后，其外侧喷涂1层约10cm厚的水基软发泡聚氨酯保温隔热材料，该材料原主要用于房屋的保温及建筑节能中，该材料具有以下性能。
　　3.2.1保温隔热性能。据国家建筑材料测试中心测定导热系数为0．04w／(m•K)。为试验该保温材料的保温性能，制作了一个10cm×10cm×10cm的铁盒，铁盒外喷涂10cm厚的保温材料，内注入12℃的热水并放入测温片，引出测温线，封闭铁盒，将铁盒置于一15℃冰柜中，每小时对铁盒中的水温测量1次，水温由12℃降低至5℃，共历时32h，根据混凝土的配合比，施工完32h后，混凝土已经达到抗冻强度且产生水化热，混凝土不会被冻坏。
　　3.2.2防火性能。该保温隔热材料所组成的保温隔热体系，符合《建筑材料燃烧性能分级方式》GB8624—1997中B1级难燃类材料要求，满足连续梁混凝土施工升温过程中防火的需要。
　　3.2.3连续性及良好的包裹性。该保温隔热层使用专用的喷涂设备，在现场作业面上连续喷涂施工，形成一层整体的软质连续壳体，充满和封堵了支架结构的各种缝隙和孔洞，可将模板及其支架很好包裹。可以粘附在所有的建筑材料表面，不需要任何固定件或粘剂，而且能随着被防护体系的热胀冷缩而弹性变形，彻底解决了钢管支架支撑的模板难以保温的问题。
　　3.2.4环保无毒性。该保温材料未检出苯、甲苯、甲醛等有害物质，保证了施工人员的健康。
　　3.2.5重量轻、施工方便。由于该保温材料为水基软发泡聚氨酯，密度为8kg／m3，尽可能减小了支架结构的额外荷载。该隔热体系的施工不受天气情况的限制，可在冬季进行施工。
　　3．3箱梁顶面的保温技术
　　箱梁顶面的保温技术不仅要起到很好的保温作用，而且还应方便混凝土的灌注及施工测量，所以在梁顶面用简易钢管支架、棚布、棉被等搭设暖棚，既满足混凝土灌注和测量的空间要求，还具有抵抗风雪荷载的强度和稳定性。根据施工需要在暖棚顶的适当位置开设天窗，方便混凝土的输送，暖棚侧面设置棉被卷帘，在有人进出时卷起，无人进出时放下，尽可能减少棚内热量的损失。
　　3．4混凝土养护环境的升温技术
　　专门购买了用于建筑施工时加热升温的远红外燃油加热器和热风枪，这2种设备均采用高压放电点火，使用柴油作为燃料，无明火。远红外燃油加热器为放射式直火型，主要对建筑物局部加热，热风枪为热风式直火型，适用于大空间范围的加热，热输出量为35kw，都有升温快、重量轻、带移动滚轮，移动方便的优点。采用以上2种新型加热设备，改变了以往用煤炉加热升温慢、有明火容易引起火灾和煤气中毒的缺点。通过在封闭的箱梁内腔和梁顶暖棚内按需要布置相应的加热设备，满足了局部或大范围升温的需要。
　　3．5防止预应力浆体冻胀的技术
　　当梁体混凝土强度和弹性模量达到设计要求，进行预应力施工时，需采取升温和保温措施。预应力张拉完24h内进行预应力压浆，冬季压浆避免浆体冻胀的关键是：防止浆体受冻，减少浆体泌水。首先，要进行预应力孔道的升温和保温，使浆体强度达到25MPa前温度处于0℃以上，可采用30℃左右的热水制浆，在混凝土内还有水化热时尽快压浆。其次，减少浆体泌水可采取以下措施：采用1000r／min以上的高速水泥浆搅拌机制浆，使浆体具有很好的流动性和低泌水率；在浆体内添加高效减水剂，降低水灰比至0.3以下，也可增加浆体内的保水材料如粉煤灰和矿粉，减少浆体泌水性。
　　3.6防止混凝土开裂的技术
　　冬季施工时，混凝土内部与表面或混凝土表面与环境温差过大将产生温差裂纹。为此需要对温度进行监控，温度监控分为暖棚内温度、混凝土入模温度、混凝土芯部和表面温度的监控。
　　3.6.1暖棚内温度的监控。混凝土施工前在暖棚内升温，在棚内和箱梁内腔的适当位置挂设温度计，定人定时记录温度，在满足混凝土表面与棚内温差及混凝土养护要求的情况下，棚内温度尽可能低，有利于混凝土水化热的散失。
　　3.6.2混凝土入模温度的监控。在混凝土工厂测量、记录每盘混凝土出机温度，混凝土运输到灌注点，专人测量并记录混凝土入模温度，在满足混凝土入模温度大于5℃前提下，混凝土入模温度不要太高，有利于降低混凝土的芯部温度。
　　3.6.3为了监控箱梁混凝土的芯部和表面温度，在箱梁横断面上的关键位置布置测温片，顺桥向每5m间距设1个测温断面，测温片的温度由专人定时测量。测量结果表明混凝土最高芯部温度达到69．6℃，出现在混凝土灌注完的48～72h，芯部最高温度略超过规范容许值，其原因是箱梁混凝土体积大，且混凝土入模温度较高(一般在12℃左右)。所以在保证混凝土入模温度5℃以上和防止混凝土受冻的前提下，通过降低混凝土入模温度，可降低混凝土芯部温度。为了减小芯部及表面温差和表面与暖棚内温差，根据测温片测得的混凝土芯部和表面温度，调整棚内温度，使温差控制在15℃以内。
　　4结语
　　连续梁冬季施工的安全质量风险大、成本高、生产效率低、技术难度高、成功经验少。通过采用以上施工技术，石武客运专线石家庄跨京广特大桥跨石环高速公路连续梁0号块在冬季已完成施工，其施工质量处于受控状态，混凝土未出现裂缝及冻坏现象，为以后同类型工程施工总结了宝贵的经验。
　　
　　参考文献：
　　⑴《铁道科学研究院．铁路混凝土工程施工技术指南》[M]．北京：中国铁道出版社，2005．
　　⑵《客运专线铁路桥涵施工技术指南》（TZ213-2005）；
　　⑶《铁路桥涵施工规范》（TB10203-2002）；
　　⑷《客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准》（铁建设[2005]160号）；
　　⑸《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）；
　　⑹《无砟轨道(80.6+128+80.6）m预应力混凝土连续梁》（悬浇）（石郑桥通01）；

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