浅谈冬期桥梁施工方案及质量控制要点

阮书影

摘要：本文介绍了宣化街高架体系工程冬季施工实践，包括桥梁桩基础施工、冬季混凝土施工要点及注意事项，为其他相似工程提供实际施工依据，为改进工艺积累施工经验。

关键词：立交桥；冬期；保温箱棚；

中图分类号： TU74 文献标识码： A

引言

近年来随着城市建设的快速发展,桥梁工程作为市区主干道对缓解交通起着决定性作用，但在建设桥梁施工期间对百姓出行也造成一定影响，工程在完全不封闭交通的情况下进行闹市区施工，给施工带来了极大的不便。宣化街是哈尔滨市的主要干道，街路两旁商家密集，无论是白天还是夜间人流、车流量川流不息。立交桥冬期施工没有相关施工及管理经验可以借鉴和遵循。如何保证冬期施工工程质量成为此项工程的最大难点。

1、工程概况

宣化街高架体系工程桥梁总长为1969m，桥梁面积255007 m2，该工程为哈尔滨市首例闹市区大型立交桥梁冬期施工，工程于2010年11月开工平均环境温度在零下10℃-零下25℃之间，标准冻结深度2米。根据工程的实际情况，工程冬期施工作为重中之重，编制了详尽的施工方案和各种作业指导书。设计制作了多种精巧的符合实际情况的冬施保温箱棚，施工中严格按照施工方案和作业指导书施工，保证了工程冬期施工质量。

2、冬季施工概念及施工术语

2.1冬季施工：当室外日平均气温连续5天稳定低于5 ℃ 即进入冬期施工；当室外日平均气温连续连续5天高于5 ℃ 时解除冬期施工。当气温降低到0℃ 时要采取特殊措施进行施工。

2.2、负温焊接：钢筋的焊接连结，在室外或工棚内的负温下进行，焊接参数与常温不同。

2.3受冻临界强度：冬期浇筑的混凝土在受冻以前必须达到的最低强。

2.4蓄热法：混凝土浇筑后，利用原材料加热及水泥水化热的热量，通过适当保温延缓混凝土冷却，使混凝土冷却到0℃以前达到预期要求强度的施工方法。

2.5综合蓄热法：掺化学外加剂的混凝土浇筑后，利用原材料加热及水泥水化热的热量，通过适当保温，延缓混凝土冷却，使混凝土温度降到0℃或设计规定温度前达到预期要求强度的施工方法。

2.6暖棚法：将被养护的混凝土构件或结构置于搭设的棚中，内部设置散热器、排管、电热器或火炉等加热棚内空气，使混凝土处于正温环境下养护的方法。

3、冬季施工准备工作

冬期施工前，明确各分部、分项工程技术负责人员和岗位职责，组织有关人员学习《混凝土冬季施工规程》，对施工程序、防冻、测温以及质量安全等方面作周密布署，同时做好冬季施工技术交底，确保每个工序按规范和技术措施组织施工。

入冬前,要对现场的技术员、施工员、材料员、试验员及重要工种的班组长、测温人员、电焊工、外加剂掺配员进行培训，掌握有关施工方案、施工方法和质量标准。

冬季施工期间，对外加剂添加、原材料加热、砼养护和测温、试块制作养护、加热设施管理等各项冬季施工措施都要设专人负责,及时做好各项记录,并由项目技术负责人和质检员抽查，随时掌握实施状况,发现问题及时纠正,切实保证工程质量。冬季施工期间，应指定专人收看天气预报信息，做好记录,并及时传达有关人员。

4、冬期桥梁施工方案及控制要点

4.1、桩基础施工

（1）冬季施工且24小时连续作业温度处于较低状态，导管及灌注漏斗在使用中有冻结现象，致使在连接导管过程中连接困难、漏斗灌注头一车混凝土过程中混凝土流动性受冻制约达不到理想效果，考虑其中因素为避免此类现象在施工现场每作业处使用碳炉提前预热导管接头处及灌注漏斗，同时用喷灯给导浆管预热，保证头一罐封底混凝土导浆及时不外流准备工作就绪后方可进行桩混凝土浇筑作业

（2）下钢筋笼前必须保证钢筋表面清洁，人工清除钢筋笼表面等冰雪附着物，两节钢筋笼子之间采用直螺纹连接。混凝土灌注温度不允许低于5℃，混凝土灌注完成后，马上用塑料布在桩顶进行覆盖，回填珍珠岩2米高，表面覆盖棉苫布。泥浆护壁成孔灌注桩宜在初冬或春融期施工，泥浆温度不得低于5 ℃，并不得掺氯盐防冻剂。混凝土填入孔的温度不应低于5 ℃。

4.2、承台施工

承台开挖完成后，用防冻混凝土施工垫层，绑扎钢筋完成后，利用钢管支撑骨架、用塑料布苫盖一层、棉毡布一层，五彩布一层覆盖，蒸汽锅炉提前进行预热且预热温度不小于5℃，做好详细测温记录；混凝土浇注尽量在白天气温较高时段进行，用混凝土输送泵浇注混凝土，完成后，马上在混凝土表面进行覆盖养生。随时监控棚内温度变化，做好温控记录。

4.3、墩柱施工

承台混凝土强度达到100%后，拆除原有临时暖棚，按墩柱搭设彩钢棚，尺寸每侧按最大尺寸投影加宽2.0米，高度高于墩柱1米，在运料出入口安装热风幕隔绝内外温度，棚内用蒸汽、碳炉子进行预热，同时绑扎钢筋，支立模板。在模板外侧布设蒸汽养生管。用蒸汽、碳炉子进行预热，当棚内温度高于5℃，开始浇注墩柱混凝土，待浇筑完成后用苫布对墩柱周围包裹，同时在暖棚四周每5米布置碳炉子一个，保证暖棚内温度。混凝土达到50%强度后，在暖棚内人工使用手拉葫芦拆除模板，待混凝土达到设计强度后吊除。

4.4、现浇预应力盖梁

墩柱混凝土强度达到100%后，拆除墩柱模板及原有彩钢棚，支立满堂红支架，铺设盖梁底模同时搭设盖梁养生彩钢棚，在盖梁四周2米搭设用彩钢保温板搭设暖棚，棚内用蒸汽、碳炉子进行预热，同时绑扎钢筋，支立模板。在模板外侧布设蒸汽养生管。用蒸汽进行预热，当棚内温度高于5℃，开始浇注盖梁混凝土。浇注完成后混凝土表面用五彩布进行苫盖养生。待混凝土达到100%设计强度后，进行张拉、注浆，注浆完成48小时后，拆除临时施工暖棚，对结构周围进行冬季保护，防止施工机械、设备刮碰已形成实物，破坏外观质量。

4.5、预制箱梁

箱梁预制租用室内车间进行，车间40米宽，165米长，室内制作14个制梁台座，搅拌站、材料堆码均在室内，室内采用蒸汽锅炉、碳炉子加热，锅炉2台，碳炉子每5米一个，满足冬季施工要求。

（1）准备保温材料：土工布、塑料布、蓬布、锅炉、煤块。

（2）拌和站后台对施工用水加热，把砂、石料堆里的结块料挑拣出来，以免影响拌和料的温度。

（3）试验室前后台安排人员值班，及时掌握施工过程砼状况，保证砼质量（和易性和坍落度）稳定。定期观测拌和用水、砼出料及入模温度，并测出砼各阶段损耗，便于及时调整确保砼入模温度符合规范要求的5℃以上。

（4）浇注砼前先用苫布把整个预制梁模板覆盖，适当的通入一些热蒸汽，使箱内温度在5℃以上。

（5）浇注从梁的一端向另一端推进，需要浇注哪一段就掀开苫布，等浇完顶板后及时覆盖，确保砼不受冻。

（6）混凝土浇筑后，先覆盖蓄热，由于水泥的水化作用释放出的热量使混凝土集料温度上升，土工布和塑料布覆盖混凝土面使水化热量蓄保起来，以减少梁面热量的失散。当室内无法满足养生要求时，支盖保温层进行养生。先覆盖一层塑料布，最外面再覆盖一层蓬布，塑料布和蓬布应下垂到地形成一个闭合空间以利于暖气流通。

4.6、钢筋工程

1、 钢筋冷拉不宜低于-20 ℃ 。预应力钢筋张拉温度不宜低于-15℃ 。

2、当环境温度低于-20 ℃ ，不宜进行施焊；雪天或施焊现场风速超过5.4m/s（3级风）焊接时，应采取遮蔽措施，焊接后冷却的接头应避免碰到冰雪。

4.7、混凝土工程

1、冬期浇筑的混凝土，其受冻临界强度应符合下列规定：普通混凝土采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥配制时，应为设计的混凝土强度标准值的30%。采用矿渣硅酸盐水泥配制的混凝土，应为设计的混凝土强度标准值的40%，但混凝土强度等级为C10及以下时，不得小于5.0N/mm2。掺用防冻剂的混凝土，当室外最低气温不低于-15 ℃时不得小于4.0N/mm2，当室外最低气温不低于-30 ℃时不得小于5.0N/mm2。任何情况下，混凝土受冻前的强度不得低于5N/mm²。应注意当施工需要提高混凝土强度等级时，应按提高后的强度等级确定。

2、混凝土冬期施工应优先选用硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥，水泥标号不应低于425号。最小水泥用量不应少于300kg/m3，水灰比不应大于0.6。

3、混凝土原材料加热、搅拌、运输和浇筑。水泥不得直接加热，使用前宜运入暖棚内存放；水泥不得与80 ℃以上的水直接接触。

4、混凝土在浇筑前，应清除模板和钢筋上的冰雪和污垢。运输和浇筑混凝土用的容器应有保温措施6

5、分层浇筑厚大的整体式机构混凝土时，已浇筑层的混凝土温度在未被上一层混凝土覆盖前不应低于2 ℃。采用加热养护时，养护前的温度也不得低于2 ℃。

6、混凝土蒸汽养护法

1、蒸汽养护的混凝土，采用普通硅酸盐水泥时最高养护温度不超过80℃，采用矿渣硅酸盐水泥时可提高到85 ℃。但采用内部通气法时，最高加热温度不应超过60 ℃。

2、整体浇筑的结构，采用蒸汽加热养护时，升温和降温速度不得超过结构表面系数。

3、整体结构采用蒸汽养护时，水泥用量不宜超过350kg/m3 。水灰比宜在0.4-0.6，坍落度不宜大于5cm。

4、采用蒸汽养护的混凝土，可掺入早强剂或无引气型减水剂，但不宜掺用引气剂或引气减水剂，亦不应使用矾土水泥。

5、蒸汽加热养护混凝土时，应排除冷凝水，并防止渗入地基土中。当有蒸汽喷出口时，喷嘴与混凝土外露面的距离不得小于30cm。

4.8、混凝土质量控制要点

混凝土养护期间温度测量应符合下列规定：

1、蓄热法或综合蓄热法养护从混凝土入模开始至混凝土达到受冻临界强度，或混凝土温度降到0 ℃或设计温度以前，应至少每隔6h测量一次

2、掺防冻剂的混凝土在强度未达到允许强度之前每隔2h测量一次，达到受冻临界强度以后每隔6h测量一次。

3、采用加热法养护混凝土时，升温和降温阶段应每隔1h测量一次，恒温阶段每隔2h测量一次。

4、全部测温孔均应编号，并绘制布置图。测温孔应设在有代表性的结构部位和温度变化易冷却的部位，孔深宜在10-15cm，也可为板厚的1/2或墙厚1/2

5、结束语

宣化街高架桥体系工程竣工通车近几年来各项指标均与设计吻合，定期检测数据表明，结构受力性能良好，工程运营良好。经历了近70度的冬夏极端恶劣天气条件和密集交通流量的考验。宣化街高架立交桥的如此大规模冬期施工在哈尔滨市区乃至东北地区尚属首例。是省委省政府、市委市政府城市“中兴”战略的重要组成部分。是当年度哈尔滨市重点民生工程。