浅谈小箱梁冬季施工

2020-07-28杨国灏向昊

装饰装修天地 2020年14期

杨国灏向昊

摘要：对于冬季小箱梁施工的准备工作及质量控制和外观的保护，也涉及常见的箱梁冬施质量通病与预防措施。

关键词：冬施;箱梁;质量

1 项目概况

国道109线那曲至拉萨公路改建工程（那曲至羊八井段）第二标段四分部线路全长9.7km，桩号K3690+000～K3699+700，其中桥梁工程长5.7km，路基长4km。分部内含有一处下穿青藏铁路既有桥梁。主要结构物有特大桥1座、大桥8座、通道2座、钢波纹管涵8道、钢筋砼箱涵9道，其中桥梁结构形式为：预应力简支梁桥。

2 基本工程

本工区共有特大桥1座、大桥8座、通道桥2座，预制梁板共2300片，20m箱梁2264片，13m空心板梁36片。

3 冬季施工的必要性

（1）工程规模大、线路长，本项目是西藏地区最重要的一条国家高等级公路网的公路项目之一。

（2）本项目是国内首条高寒高海拔地区修建的高等级公路，气候条件恶劣，施工跨越三个冬季，冬休期长，有效施工期短。

（3）本项目区昼夜温差大，空气稀薄、气压低、氧气少，紫外线强，植物稀少，生态脆弱。这些因素无疑会增加工程成本和施工难度。

（4）沿线环境敏感脆弱，项目区域内农牧业发达，草地分布广泛，对于环境扰动特别敏感，破坏以后难以恢复。

工期短，任务重造成该项目必须尽快完成，且不可避免的遭遇冬季施工。

4 箱梁冬季施工的施工工序及要求

（1）时刻关注天气变化情况，掌握当前及最近的天气趋势，尽量避开雨天及下雪天进行混凝土的浇筑。因为雨水及雪水会降低混凝土的水灰比，导致混凝土强度不够，无法张拉以及下步工序，整体耽误工程进度。甚至雨水冲刷过大会引起混凝土表面水泥浆流失，引起混凝土表面起砂、漏石甚至漏筋，严重影响梁板的外觀及结构的质量和安全。

（2）关外模时，应对外模各部位几何尺寸进行测量，保证达到相关尺寸后才能进行安装。外模在使用前，应用磨光机进行彻底打磨抛光，并涂刷脱模剂。侧模在第一次使用前，应进行试拼，并按照顺序编号。所有模板在使用前，必须严格打磨抛光并涂刷脱模剂。

（3）钢筋笼采用胎具制作时，应在进行钢筋绑扎前对胎具复核尺寸及每两个胎齿之间的间距，以免造成钢筋间距不准确或不均匀。

（4）当钢筋笼制作完毕采用吊具吊向外模时，需采用专门制作的专业吊具，以免钢筋笼变形无法装入外模也无法保证保护层。

（5）钢筋笼安装完毕绑扎顶层钢筋时，现场管理人员应确保没有偷筋漏筋的情况出现，以保证箱梁钢筋的结构稳定性。并且应该严格管控边梁护栏预埋筋及边跨伸缩缝预埋筋的埋设数量与准确性。

（6）面层钢筋布置时需要严格按照设计要求布置，以应对桥面系施工需要。

（7）箱梁波纹管布置应采用专门制作的“#”字形钢筋固定，以保证钢绞线的线性布置。

（8）锚垫板安装时压浆孔位置应当朝上，避免水泥浆流入堵塞孔道和后续的注浆无法饱满。管道成孔制作时，波纹管要穿出两端锚垫板，并用透明胶布将波纹管与锚垫板缠绕粘贴，以防漏浆，堵塞压浆孔，影响后续施工。混凝土浇筑时锚垫板附近混凝土要加强振捣，确保密实。

（9）浇筑混凝土前，应按照经总监办试验室审批的配合比，由工地试验室按配合比施工调制混凝土。由于冬季混凝土降温过快，因此配合比中的水选择热水，外加剂选择早强缓凝外加剂。确保混凝土出机温度大于等于10℃，入模温度大于等于5℃。混凝土的出机和运输过程中也采取遮掩倾倒口等保温措施。混凝土到现场应尽快进行浇筑以减少热量散失，混凝土浇筑前梁体顶面应用压杠压住内模，以免砼浇筑时内模上浮影响保护层。混凝土浇筑结束后，完成混凝土收面工序后应第一时间进行土工布覆盖，并且开始蒸汽养护。

（10）在混凝土强度未达到5Mpa时不允许拆模，当箱梁梁体强度达到80%设计强度时，可进行张拉作业，张拉使用智能张拉机分级分段张拉，当预应力钢束张拉达到设计张拉力时，实际伸长量与理论伸长量的误差应控制在±6%之内。张拉作业结束后24h，选择一天温度最高的时候进行预应力孔道压浆作业。压浆作业完成后须继续蒸汽养护三天以保证浆液达到设计强度。

（11）孔道压浆后应立即将梁端水泥浆冲洗干净，清除垫板、锚具及梁端混凝土上的污垢，安装预制堵头板，绑扎封锚钢筋，立模、浇筑封锚混凝土及梁端箱室混凝土。封锚混凝土必须严格控制梁体长度。

5 箱梁冬季施工的注意事项

5.1 低温混凝土施工的一般原理

砼灌注后会慢慢凝结直到达到最终强度，这是因为水泥水化热的结果。但是水泥水化热作用速度除了与材料与配合比相关外，更与温度息息相关。当温度增加时，水化热效果加快，强度增长也相对加快;而且温度变为零度或者零下时，砼里面的一部分水就开始结冰，此时水化热的水就相对减少，因此，强度增长也会相对减慢;而当砼里面的水全部结冰时，水化热效果就会基本停止，此时砼强度也不再增长。

当砼里面的水结冰时，体积会增大，会产生挤压砼体的冰胀应力，这个力量一般会大于砼体的初期强度值，使砼得到破坏而降低强度。并且当砼里面的水结冰时，会降低钢筋与骨料、水泥浆的粘结力，再次影响砼的抗压强度，而当后期冰融化后，又会使得砼体内部形成空洞，降低砼内密实性。

因此，在西藏这种寒冷低温地带，使用蒸汽养护来加速水泥的水化热作用尤其重要。

当砼在化冻后（即处在常温下）继续养护，其强度还会增长，不过增长的幅度不一。对于预养期长，获得初期强度较高的混凝土受冻后，后期强度几乎没有损失。而对于安全预养期短，获得初期强度比较低的混凝土受冻后，后期强度都会有不同程度的损失。

由此得出，砼在浇筑后冻结前，要使其在常温下有一段预养期，用以加速水泥的水化作用，使混凝土获得不遭受冻害的最低强度，一般规定为不低于设计标号的30%。

5.2 项目部施工保证措施

由于项目区属于高原亚干旱气候区。年冻结期长达8个月（每年9月至次年4月）。据那曲县气象站观测资料，年平均气温为-1.3℃极端最高气温24.2℃，极端最低气温-41.2℃;最大风速达26.7m/s，常年风沙不断;平均降雪初终日数317天，最大积雪厚度21cm，因此项目部采取了相应措施为箱梁强度提供了有利保证。

5.2.1 材料控制

（1）采用强度等级大于等于42.5MPa的水泥，要求水灰比小于等于0.6，且应该了解其掺和材料是否会影响砼的抗冻性能。

（2）因为氯盐外加剂容易腐蚀钢筋，因此冬施过程中外加剂的选择应选无氯盐外加剂。

（3）砼的原材需要清理后方能使用，以免混入冰雪和其他杂志等、若砼内已加入钾钠离子防冻剂，就应该避免骨料内活性材料的存在，避免碱-集料反应。

（4）砼配合比采用低水量配合比，或采用减水剂，以控制塌落度和减少水对砼后期强度的病害。

（5）外加剂的选择从多方面考虑，尽量减少用水量以提供砼的质量和早期强度。

5.2.2 钢筋工程施工

（1）采取挡风棚内施工，棚内也可以使用烤火炉加温。

（2）当温度为零下时，应加强对钢筋的检查，且钢筋在运输加工过程中减少碰撞。

（3）当在零下温度条件下进行钢筋焊接工作时，需在室内焊接。若条件有限必须在室外焊接时，环境温度不应低于-20℃，且焊接过程中需要有防雪、防风、保温措施等。

（4）冬施条件下的钢筋焊接，都需要进行试焊，试焊合格后才能进行正式作业。

5.2.3 混凝土拌合、运输及浇注

搅拌站必须按照实验室提供的浇筑令配合比进行搅拌，且每日第一次生产砼之前需要用热水冲洗搅拌站，冬施条件下的搅拌时间为常温条件下的1.5倍，过程中需安排专人对料仓里的骨料进行清理，避免冰块进入搅拌中，搅拌过程中时刻注意水温，控制水稳为50±10℃，且不能让水泥与大于等于80℃的水直接接触。

为保证砼出站时温度不小于10℃，项目部特别指定以下措施：

（1）拌合用水：供水水箱采用密封时，且周边覆盖保温材料，拌合水池内设置2个40千瓦的电加热用以加温用水，随时保证池内水稳60℃。

（2）原材料：料倉范围内采用棉布包裹封闭，每个料仓内设置两个煤炭烤火炉及电暖器全日不停烘烤以提高骨料温度，避免骨料结冰。

（3）控制搅拌站的布料顺序为先砂后石料，再水，最后水泥，以免砼出现假凝。

（4）每日搅拌站开盘前需对水温和骨料温度进行检测，当温度达不到要求时不允许开盘，搅拌过程中应减少用水量或加减水剂以减少水与砼的病害影响。

（5）搅拌站按顺序投入骨料后，搅拌时间应按照常温条件下的1.5倍搅拌以保证骨料的充分混合。

（6）实验室人员应每日按照实际外部条件进行配合比的调试，且控制砼出仓温度不低于10℃，每次入模之前需要再次对温度进行检测以调试下次砼的配合比要求。

罐车应采取保温措施，避免砼运输过程中的塌落度损失和温度损失，需保证砼入模温度大于等于5℃，若出现砼冻结现象，不能使用。

每日应时刻掌握天气预报，知晓气象变化趋势，以做好相关工作，混凝土工作需要在每日温度最高时施工，尤其是桩基混凝土，需要保证入模温度大于等于10℃，每日现场负责人应该在砼运输到场时进行温度检测，夜间不允许混凝土工作施工。

冬施过程中的接缝作业，应在浇筑砼之前加热结合面，在砼浇筑完成后需继续加热以保证新浇砼规定强度的获取。

5.2.4 蒸汽养护

5.2.4.1 预养阶段

浇筑完成后的砼预养时间由砼强度决定，根据现场实际条件一般在3～6小时，预养过程中不得骤然升温，需控制温度逐步变化，且预养过程中需对梁顶保湿作业重点关照直至蒸养棚布置完毕。该阶段作业程序如下：①砼浇筑结束，需要对蒸养阀门进行检查以免异物堵塞阀门。②制蒸汽喷头所朝方向，使得蒸汽均匀喷射以避免局部升温过快导致强度增长不均。③匀布置已编号的温度计。④对蒸养棚进行吊装，要求蒸养棚内全封闭且蒸养棚高度大于等于梁顶高度50公分以利于蒸汽在棚内循环。⑤蒸汽管道上的阀门进行调整，控制每个蒸汽口出蒸汽均匀。⑥汽主汽阀应缓慢开启，待分汽缸内积水通过疏水管方可逐渐开大阀门供汽。⑦安排专人每1h对棚内温度进行观察、记录，严格控制棚内温度和升温速率。

5.2.4.2 升温阶段

当保温棚内内外模板均已拆除时，开始进行正式养护。

正式养护过程中控制前2小时升温速率在6℃/h～8℃/h，后2小时可放宽至10℃/h～12℃/h，但是总体最高温度不应大于60℃。

5.2.4.3 恒温阶段

恒温阶段温度要求在45℃～50℃以内，需控制保温棚内各处温度相同，避免温差导致的局部热冲击损害梁体，恒温阶段控制时间按之前的同条件试件控制，一般为10h～16h。当同条件试件达到设计强度的85%以上便可开始降温。该阶段作业程序如下：①排专人每小时对棚内温度进行观察记录，控制恒温温度为45℃～50℃。②时常检查蒸养棚的密闭性，防止蒸汽外漏，控制恒温的温度与时间，保证梁体砼强度的顺利达到。

5.2.4.4 降温阶段

在保证棚内湿度的前提下对蒸养棚进行缓慢停汽、均匀降温，控制前2小时降温结束后梁体表面温度与环境温度温差小于15℃，该阶段作业程序如下：①控制降温速率，每小时安排专人测温一次，控制温降在10℃/h以内，当梁体表面温度与环境温度温差小于15℃且梁体温度<5℃稳定后方可撤除蒸养棚。②当环境温度较高时，通过揭开小范围蓬布来控制降温;当环境温度较低时，通过控制供汽量进行调节。

5.2.4.5 温度检测与质量检查措施

①测温仪器：外界气温和混凝土内气温均用自动温度计记录仪观测，混凝土出罐、入模温度、箱梁内各观测点派专人测试温度。

②界气温测定时间：工地环境气温应定人，在每昼夜定时、定点观测4次并进行记录。

③观测预制梁温度观测点布置：在箱梁两端上下各设1个，梁中顶板及两侧腹板各设1个。箱内各观测点，自混凝土浇筑完毕时间算起，蒸汽养护期间每30min检测一次混凝土温度，并随时记录。

[④]当发现温度发生异常变化时，立即向蒸养负责人汇报，以便及时采取措施。

6 结束语

质量终生制的出现，使得人们更加认识到质量为本的重要性，只有更加认真的做出安全，保质保量的工程，才能造福更多的人们，完成更多的优质工程。

参考文献：

[1] JTG B01—2014.公路工程技术标准[S].

[2] JTG/T F50—2011.公路桥涵施工技术规范[S].

[3] 国道109线那曲至拉萨公路改建工程（那曲至羊八井段）第二标段两阶段施工图设计.

[4] 王克志、佗延广.浅谈高层建筑钢筋安装工程中常见的几种质量问题的处理方法[J].民营科技，2011.