城际铁路箱梁冬季预制架设施工技术

鲍军平

摘 要：根据新建北京至雄安新区城际铁路北京大兴制梁场生产实际，提出了城际铁路大吨位预应力混凝土简支箱梁冬季预制、架设施工的若干有效技术措施。

关键词：城际铁路;大吨位箱梁;冬季预制架设;施工技术

中图分类号：U445 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）20-0120-02

0 引言

京雄城际铁路一标段北京大兴制梁场位于线路正线里程DK26+700～DK27+300右侧。负责该标段DK16+999.16～DK39+939.22里程范围内黄固特大桥538孔箱梁的制架和架设施工任务，其中24m梁74孔，32m梁464孔。根据总体工期安排，全年进行箱梁预制，计划冬季施工100孔。梁场地处北京市大兴区魏善庄镇境内，为永定河冲积平原，这一地区属于暖温带半湿润的大陆季风类型的气候。最低温度一般维持在零下九摄氏度至零下十七摄氏度之间，冬期来临早、时间长，干燥少雨、平均风速10m/s，冻土厚度在1m左右。

1 冬季施工技术

1.1 控制温度的技术

1.1.1 加热、保温原材料

（1）为了预防雨雪天气二次污染砂石料，原材料的存放区及拌合站配料机整体采用钢结构大棚封闭，各种规格砂石料分仓存放;应用长度为10cm的厚彩钢岩棉夹芯板封闭防护砂石料顶部及合格区的三边，利用保暖绵篷布分成三块，将其制作成电动卷帘门用于每个料仓出入口，出料时利用能够满足装载机上料要求的组成棚中棚，最大程度上控制及减少损失热量现象的出现。（2）为了最大程度上预防二次清洗后砂石料结冰的现象应对原材料仓实施升温及保温的处理，结合冬季施工方案设置蒸汽管道在料棚内，若加入热水后入模温度不合格应下可以加温砂石料。（3）清水池为地下水池，为防止热量散失顶部采用保温板及棉簾进行覆盖，内部布设蒸汽管道进行加热，同时设置水位和温度自动控制装置，达到设定水位和设定温度后自动启停。（4）混凝土外加剂对温度比较敏感，存放温度应介于5-30摄氏度之间。外加剂储存罐设置在粉料仓下方，采用彩钢岩棉夹芯板搭设保温棚，罐体包裹电热丝阻燃棉帘进行加热，达到设定温度电源自动启停。

1.1.2 控制拌和温度

（1）将蒸汽管道设置在搅拌站配料斗下，升温处理周围的环境，减少由于砂石料温度损失速度快及下料口气缸冰冻的现象。（2）采用夹心彩钢板全封闭搅拌楼及输送带，将蒸汽管道设计在搅拌楼内部，实施升温处理。混凝土在搅拌之前、搅拌之后利用热水冲洗搅拌机鼓筒。在控制室内用空调进行取暖，减少温度过低导致的影响发生，促进施工人员工作环境中温度的提升。（3）为了保证拌合物温度出机温度，利用热工计算这一环节应应用在搅拌前，在搅拌过程中对骨料及水等进行最高温度的预热处理，将入模的温度维持在5摄氏度以上，针对不便直接和热的水泥及矿物掺合料，可以将其运送至暖棚中进行自然预热，当需要加热处理水时，将水的温度控制在65摄氏度以内;针对不能加热的骨料应将水加热至80摄氏度以上。（4）开展二次投料，充分的搅拌细骨料、热水及粗骨料等，在其中加上矿粉、水泥、粉煤灰等，减少水泥等胶凝材料出现假凝的现象，且在搅拌过程中应控制搅拌时间在2分钟到2分半钟之间。（5）混凝土采用罐车运输至制梁台座，由两台地泵配合布料机进行混凝土浇筑，搅拌罐及泵管采用棉篷布进行包裹。对混凝土输送管道用热水预热后，采用温度不低于10摄氏度的砂浆润湿管道，管道经过预热，表面温度在5摄氏度以上。同时尽可能减少混凝土运输时间，控制损失的热量。

1.2 对箱梁顶面及制梁台座实施保温处理

采用10cm厚彩钢岩棉夹芯板封闭制梁台座，在顶部移动式的保温棚上对端头篷布进行固定，实施电动传输装置卷动篷布，结合实际的内模数量积极调配活动的顶盖。为了更好的升降控制梁体的温度应将梁体分成六个纵向温度控制区的横断面。在制梁台座3道连续墙中间隔布置好φ50mm的2根蒸汽管道，在管道上钻上小孔提供气体、并在翼缘板两侧及板下分别设置φ50mm的2根共4根的蒸汽管道，加温处理侧膜及顶棚，保证均匀的受温。

1.3 蒸汽养护梁体

在浇筑梁体混凝土之前，通蒸汽对模板及钢筋进行预热，模板及钢筋温度经预热后不得低于5摄氏度方可浇筑。在箱梁浇筑成型之后将顶盖实施保温处理。由2台4吨蒸汽提供燃气式蒸汽窝炉，敷设管道传送蒸汽养护梁体。通过实施温度自动监测控制系统及电磁阀门控制系统等实施温度控制系统的处理。通过对梁体混凝土棚内温度、芯部及表层等温度进行测量，根据测量结果对进气量及蒸汽养护温度进行调整及控制。

（1）每孔箱梁共布置6个测温点，端头截面腹板与顶板交接处埋设芯部、表层测试点2个（梁体结构最厚位置），两个测棚罩内部温度，悬挂于棚罩内，棚罩外悬挂一个。测温点具体布置见“图1箱梁测温点布置图”。（2）控制蒸养棚内的温度维持在5至10摄氏度范围内，控制温度不太高，减少不良影响现象的出现;减少由于受到水化热等因素的严重影响，提高棚内温度，减少温差现象的出现，避免开裂现象的出现。

1）升温完成后，蒸养棚内的温度会高达45摄氏度，这一时间段混凝土水化热高温状态（38摄氏度）。于蒸汽养护的升温时间段，应将温度升高的速度控制在一小时10摄氏度，在AAP软件上将升温梯度输入，调整电磁阀的供气控制升温。2）混凝土水化热在40小时左右会达到峰值，40小时以后混凝土芯部温度逐渐降低。恒温养护时间为30小时左右，强度会达到设计强度的60%，在48小时以后会达到强度的80%左右。这一时间可以将蒸汽养护停止，采用自然降温及风机降温开展降温操作，混凝土芯部降温的速度不快，为了减少混凝土降温速度快导致的裂纹现象应实施自然降温额处理，将降温的时间延长，速度控制为一小时5摄氏度左右，让混凝土的芯部、表层及棚内温度之间的差维持在15摄氏度范围内。

1.4 预应力孔道压浆

（1）压浆处理前梁体利用篷布进行全部的覆盖处理，并在箱梁内外分别将50KW的六台燃油式暖风机进行加温处理，在确保压浆后3天内梁体孔道温度应维持在5摄氏度左右，在浆体强度达到25MPa前将孔道温度控制在正温状态中。（2）对压浆用水进行加热，严格按照热工计算控制水温度，使水泥浆温度达到5～10摄氏度。（3）应用高速的水泥浆搅拌机提高浆体的低泌水率及流动性，将高效减水剂加入到浆体内，并将水灰比控制在0.3范围内。

1.5 箱梁预制的温度监控

（1）蒸养棚内温度监控：在棚内和箱梁代表性部位埋设测温探头，手机APP自动显示个测点温度及温度曲线，实施掌控棚内及梁体温度变化情况。在满足混凝土表面与棚内温差及混凝土养护的条件下，棚内温度要尽可能降低，以利混凝上水化热的散失。（2）监控混凝土入模的温度：对每一盘混凝土出机的温度进行记录，将混凝土运输至浇筑点之后对混凝土入模的温度进行测量及记录，并将其温度控制在在5摄氏度以上，促进混凝土的芯部温度下降。（3）应用温度无线自动采集记录系统监测蒸汽养护温度，主要由手机APP终端、测量发射单元及采集处理单元等组成。技术操作人员结合APP上的数据对蒸汽进行调整，使得混凝土表面与芯部的温差维持在15摄氏度范围内。

1.6 箱梁架设的支座灌浆

在实施冬季灌浆操作的过程中应严格实施相应的保温处理，用于提高浆料凝固后强度上升的时间及施工质量、施工进度。

（1）高强度支座灌浆砂浆主要分成低温及常温两种，主要适用在温度不同情况下的灌浆处理过程中，针对低温条件应划分为以下部分：1）5至15摄氏度：一般型低温会导致砂浆发展速度受到影响，但能预防冰冻现象的出现。2）零下10摄氏度至5摄氏度：负温状态下不仅对砂浆抗压强度的发展速度产生影响，还会导致冻涨现象的出现。3）零下20摄氏度至零下10摄氏度：严寒状态下对于制作砂浆的强度及后期使用性能产生严重影响。（2）拌合温度。1）5至15摄氏度：最低气温下无需采用任何低温施工行为，主要实施低温型的材料即可。但针对风力较大的现象应在浇筑完砂浆之后设置围栏，减少水分流失过度导致开裂现象的出现。2）零下10摄氏度至5摄氏度：这一温度环境下应实施加热拌合水、使用电暖风机等加热养护的处理。拌合水温度应控制在35摄氏度至45摄氏度之间。在浇筑完支座砂浆后应采用支座砂浆养护套实施加热养护的处理，温度在15摄氏度至20摄氏度之间，利用棉被覆盖24小时进行保温处理，将其温度控制在5摄氏度左右。3）零下20摄氏度至零下10摄氏度：这一温度环境下需要实施拌合水、预加热锚栓孔温度加热处理，实施电暖风机加热养护处理。将拌合水温度控制在35摄氏度至45攝氏度之间浇筑支座砂浆后养护处理，温度控制在15摄氏度至20摄氏度范围内，2小时后用棉被覆盖保温处理一周，温度控制在5摄氏度左右。（3）养护温度。2小时内采用暖风加热养护（15摄氏度至20摄氏度），利用棉被进行包裹处理直至砂浆强度在75%以上方可撤除千斤顶。

2 结语

京雄城际铁路一标北京大兴制梁场冬季具有风速较大及气温较低等特点，导致施工过程中难度较大，施工质量要求较高，且施工风险较大。成本较高。为了保证箱梁预制架设施生产的安全性，在北京大兴制梁场冬季预制架设施工的一百多片箱梁、制作灌浆浆体及混凝土等均未出现冻坏及裂缝现象。

参考文献

[1] TB10424-2010.铁路混凝土工程施工质量验收标准[S].北京：中国铁道出版社，2010.

[2] Q/CR9207-2017.铁路混凝土工程施工技术规程[S].北京：中国铁道出版社，2017.

[3] TB10752-2010.高速铁路桥涵工程施工质量验收标准[S].北京：中国铁道出版社，2010.

[4] TB/T3432-2016.高速铁路预制后张法预应力混凝土简支梁[S].北京：中国铁道出版社，2016.