高速铁路简支箱梁冬期施工质量控制

2018-07-27刘德波

价值工程 2018年17期

刘德波

摘要：根据沪昆铁路马龙制梁场、连徐铁路邳州制梁场、连徐铁路徐州制梁场工程实例，阐述了高速铁路预应力混凝土简支箱梁寒冷地区冬期施工温度控制、测温点布设、蒸汽养护、自然养护等施工经验，为寒凉地区箱梁冬期施工提供参考。

Abstract： According to the engineering examples of Shanghai-Kunming Railway Malong beam field， Lianyungang-Xuzhou Railway Pizhou Beam Field and Lianyungang-Xuzhou Railway Xuzhou Beam Field， the temperature control， temperature measurement points layout， steam curing， natural maintenance of high-speed railway prestressed concrete simple-supported box girders during winter are expounded， to provide reference for winter construction of box girders in cold regions.

关键词：简支箱梁；温度控制；蒸汽养护；张拉压浆

Key words： simply supported box girder；temperature control；steam curing；tensioned grouting

中图分类号：U445.57 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）17-0165-02

0 引言

冬期施工是指日平均氣温连续3d低于5℃或最低气温低于0℃对钢筋混凝土采取的保温措施。徐州制梁场所在位置属大陆性暖温带季风气候，气温变化大，具有长江流域和黄河流域的过渡性气候的特征，冬天气温在零摄氏度以下一般在1-2个月，最低气温在-10℃左右。本文以徐州制梁场预应力混凝土简支箱梁为例，就原材料温度控制、混凝土工程、测温点布设、蒸汽养护、张拉压浆技术加以论述。

1 原材料温度控制

根据《铁路混凝土工程施工技术规程》（Q∕CR 9207-2017 ）规定：

①钢筋冷弯温度不宜低于-20℃，当温度低于-20℃时，不得对HRB400、HRB500钢筋进行冷弯操作。②钢筋电弧焊接时通过防雨棚来进行有效的防雪、防风及保温，并选用韧性较好的焊条。钢筋电弧焊接宜分层控温施焊，第一层焊缝，先从中间起弧，再向两端运弧；立焊时，先从中间向上方运弧，再从下端向中间运弧。焊接后的接头严禁立即接触冰雪。③水泥、矿物参合料、外加剂等宜运入暖棚进行自然预热，且不得直接加热。④混凝土拌和温度不满足规范时，可对级配碎石、砂子、水进行加热，切忌加热水泥；优先加热水，水可加热至80℃；当骨料与水同时加热时，水可加热至60℃，粗细骨料可加热至40℃。⑤骨料不得混有冰雪，冻块及易被冻裂的矿物质。

2 混凝土工程

①搅拌站、上料斗、皮带运输机采用全封闭保温结构，搅拌机采用空调加热保温，保证在混凝土搅拌过程中棚内温度不低于10℃。②严格控制混凝土配合比，规范检测砂石料的含水率，计算出实际用水量，确保混凝土配比的精准。③采用热水机组加热水的预热方法调整拌合物的温度，水温应根据现场骨料及环境温度进行热工计算。采用加热水温拌制混凝土时工序如下：先将热水与级配碎石和砂子拌合，均匀吸热后加入水泥、外加剂和矿物参和料，拌合均匀。混凝土拌制时间应适当延长，以保证混凝土出机温度不低于10℃，混凝土入模温度不低于5℃。④钢筋骨架吊入模板后，校正钢筋、预埋件的位置，验收合格后，蒸养棚覆盖，暖风机加温的办法，保证浇筑混凝土时钢筋、模板、环境温度不低于5℃。混凝土泵送管采用棉被包裹，暗沟敷设，泵送前用热水对甭管进行预热，保证其管内温度不低于10℃。⑤浇筑混凝土时，已浇筑部位和未浇筑部位采用篷布覆盖，与环境隔绝，确保浇筑环境温度。混凝土及时入模，要求混凝土的出机到浇筑完成不得超过30min。⑥混凝土浇筑完毕，及时拔除通风口模具，确保通风口处混凝土棱角不损坏。模具拔出后立即对通风口采取保温措施，防止温差过大产生裂缝。⑦混凝土浇筑同养试件的留取，在常温施工的基础上增加三组，分别用于指导养护、拆模和受载工况混凝土达到的强度，确保各工序施工受控。

3 模板工程

当混凝土强度达到设计值的60%+3.5MPa时，拆除端模松开内模。拆除模板时，芯部与表层、表层与环境、箱内与箱外温差不得大于15℃且能保证梁体棱角完整时可以拆模，拆除后的混凝土表面采用临时覆盖措施，气温急剧变化时不能拆模。

4 测温点的布设

①箱梁在制梁台座上养护期间，需通过无线测温系统对箱梁顶板芯部、底板芯部、腹板芯部、表层、箱内、箱外进行测量。②测温探头的布置为跨中与梁端2个断面；具体布置在距梁端1.5米底腹板交界处，顶腹板交界处的芯部和表层，箱内一处，侧模外布置一处，共六处；跨中断面位置，测点位置与端部一致。温度传感器发射装置要安装牢靠，位于梁体外侧、箱内高度的中部位置，芯部和表层温度传感器固定在梁体钢筋上。测温点布置具体见图1。

说明：

点①代表腹板与顶板交界处芯部温度测量点，位于顶板1/2厚水平线和腹板竖向中线的交点处。

点②代表腹板与顶板交界处表层温度测量点，插入混凝土深5cm处，作为测试混凝土表层温度。

点③代表腹板与底板交界处芯部温度测量点，位于底板1/2厚水平线和腹板竖向中线的交点处。

点④代表腹板与底板交界处表层温度测量点，插入混凝土深5cm处，作为测试混凝土表层温度。

点⑤代表箱内温度测量点。

点⑥代表腹板外侧蒸养棚内温度测量点。

点⑦代表环境外界环境温度测量点。

测温次数：恒温时每2小时测一次温度，升、降温每小时测一次。室外气温及施工环境温度应每昼夜定时、定点观测4次并及时记录。

5 蒸汽养护

为确保混凝土养护期间强度的持续正常增长，必须做好冬施措施，在浇筑混凝土和养护期间减少混凝土表面与外界环境的接触时间，采用蒸养棚全封闭养护，定时检测温度变化，进行温度分析，实施动态调控，确保养护效果。

①养护设备采用1台4吨锅炉供应蒸汽。

②混凝土浇筑完毕后立即吊装蒸养棚，静停4～6小时，静停期间棚内温度不得低于5℃。蒸汽养护结束，点⑦温度在0℃以下时，应待混凝土表层温度冷却至5℃以下，点③与点④、点④与点⑤温差不大于15℃，方可拆模。

③梁场蒸汽养护采用养护棚封闭养护方法。蒸汽温度随梁体芯部水化热的降低而升高，实行跟踪养护。

④蒸汽养护的四个阶段：第一阶段（静停阶段）：箱梁混凝土浇筑完毕切忌立即升温，防止初凝前升温对混凝土结构产生破坏；保持蒸汽养护棚的温度不低于5℃，4小时后方可通入蒸汽对蒸养棚内进行升温。第二阶段（升温阶段）：将蒸养棚内的温度上升到规定温度，由于混凝土浇筑初期强度低，受温度影响宜产生温度裂缝，为了避免升温速度过快产生裂缝，导致结构破坏，升温速度控制在10℃/h。第三阶段（恒温阶段）：当蒸养棚内的温度升至规定温度即恒温阶段是混凝土强度增长最快的阶段，因此控制好恒温时间对混凝土的强度至关重要，恒温时间由混凝土增长强度及环境温度确定。恒温阶段蒸养棚内环境温度不的超过45℃，梁体芯部温度不超过65℃。

第四阶段（降温阶段）：在恒温阶段混凝土已达到一定强度，但如降温过快，混凝土表面仍然会产生温度裂缝，因此严格控制降温速度在10℃/h以内。

6 养护期间温度控制

①为了减少混凝土表层与蒸养棚内环境温差，保持蒸养棚内环境温度不低于5℃，静停4小时后方可升温，升温速度控制在10℃/h。②蒸养棚内的温度升至恒温阶段时，点①和点③处混凝土温度不能超过65℃，当其温度接近60℃时，应适当降低点⑤和点⑥处混凝土温度，以确保①和点③处混凝土温度不超过65℃。③当梁体混凝土抗压强度达到设计强度的60%时方可降温，严格控制降温速度在10℃/h以内。④蒸汽养护棚内即内箱与梁体两侧（点⑤和点⑥处）环境温度应该一致。⑤蒸汽养护期间及拆模后，应确保点①（点③）与点②（点④）温差、②（点④）与点⑤（点⑥）温差不应超过15℃。

7 自然养护

在箱梁初张拉后移出制梁台座即进入自然养护，在自然养护期内（拆模后14d）混凝土外露顶面采用塑料薄膜、土工布严密覆盖，四周采用篷布搭设暖棚，棚内采用暖风机加热，保持环境及梁体温度不低于5℃。

8 张拉及管道压浆

①钢绞线下料、张拉的环境温度不宜低于0℃，穿束前應采取措施将孔道内灰浆清理干净。

②混凝土强度达到设计要求后，按预张拉、初张拉、终张拉三个阶段进行。

③管道压浆施工。

冬期进行孔道压浆时，必须采取保温、防冻措施；同一管道压浆应连续进行，一次完成，从浆体搅拌到压入梁体的时间不超过40min。

压浆前进行预热保温，采用压浆防冻棚，棚内设置电暖风机对进行加温，压浆时及压浆后3天内，环境及梁体温度不低于5℃，浆体温度应在5℃～30℃之间，否则对拌和水进行加热，加热采用自制200升容量水桶两个，一个用于加热，一个用于调节水温。

9 结束语

实践证明，预应力混凝土简支箱梁冬期施工从技术源头、混凝土浇筑、养护、张拉压浆等工序入手，采取适当的冬施措施，减小混凝土与外界温差，可以有效避免混凝土早期受冻，从而可以取得常温时的施工效果，确保施工质量。

参考文献：

[1]Q/CR 9207-2017，铁路混凝土工程施工技术规程[S].125-130.