现浇箱梁冬季施工措施

姚 晓 平

(太原市市政池渠设施管理处，山西 太原 030012)

0 引言

目前我国正处于快速发展阶段，桥梁设计技术同样突飞猛进，现代桥梁使用年限普遍按照100年设计，如此长的使用周期桥梁施工质量起着决定性的作用，但是在市政桥梁施工中，由于地处城市中心、居民聚集区，为减小施工对城市道路交通及周边居民正常生活影响，一般工期都会比较短。尤其是北方城市，四季分明，冬季时间长，项目施工往往需要进行冬施，而在冬季气温降至零下几度至十几度，较低的温度对桥梁施工质量影响很大，有着不可修复的后果，因此如何保证冬季现浇混凝土桥梁的施工质量是市政工程的一大难题，本文将结合太原市2017年实施的玉门河道路快速化改造及综合治理工程，探讨如何在北方冬季低温条件下保证现浇箱梁的施工质量。

1 概述

玉门河道路快速化改造及综合治理工程西起玉门河西山煤电厂，东至滨河西路交叉口，单侧长为11.08 km，规划红线15 m、绿线30 m，其中金阳路、倒渣路高架桥全长1.2 km，设计为单向双车道，上部结构为普通钢筋混凝土现浇箱梁和预应力现浇箱梁，受工期及施工内容的影响，现浇箱梁于2017年9月份开始，2018年1月15日结束，大部分阶段为冬季施工，太原冬季(11月～次年3月)寒冷干燥、多晴朗大风天气。平均气温-5 ℃～-9 ℃，冬季寒冷期较长约为50 d～60 d，其中1月为最冷月份，最低温度降至-25 ℃左右，并有多次降雪出现，较长的低温环境给施工造成很大困难，项目经过精心组织采用全覆盖、蒸汽养护等多种措施保证了箱梁顺利施工，同时没有出现任何质量问题。

2 现浇箱梁冬季施工准备措施

现浇箱梁冬季施工质量保障需要主要从技术、混凝土配合比、运输、施工前、施工中、施工后等各个环节进行保障，涉及施工准备、施工管理、施工保障等方面，以下就从各方面进行分析和总结。

2.1 技术保障

施工前一个月根据施工总计划，编写专项施工计划，根据施工计划编写冬季施工方案，施工方案包括施工内容、执行标准、施工流程、施工要求、注意事项、施工计划、配合比标准、使用物资配备及其他具体技术保障措施。

方案要结合规范要求和施工计划紧密结合，切实可行，周密严谨，并编写应急措施，根据不同的施工部位和施工方法，采用不同的保证措施，提前对技术管理人员、施工作业人员进行详细的技术交底，并落实责任到人，使其充分了解技术方案和注意环节，并提高质量意识。

2.2 组织保障

在冬施前成立冬季施工领导小组，项目经理任组长，其他项目班子成员任副组长，技术部、工程部、物资部、安全部、综合办、各分包队伍等部门参与联动，进行责任分工各司其职，保障冬季施工的顺利进行。

2.3 混凝土保障

提前一个月考察选择离项目较近的两到三家混凝土搅拌站，进行配合比试配，采用全计算法进行计算，使得各项数据准确，混凝土强度宜比设计要求提高一个标号，同时为了尽快提高混凝土强度的增长速度，应对混凝土配合比进行适当调整，掺加一定的早强剂和防冻剂，使其抗冻性能达到-15 ℃。

1)对所有搅拌桩水泥、砂石、外加剂等原材严格按照规范要求进行检验确保合格，水泥强度等级应不低于42.5级，水泥用量应高于300 kg/m3。水灰比控制在0.5以下，给搅拌站签订质量要求协议，要求搅拌站对混凝土原材料进行加热，优先采用热水搅拌法，温度应控制在80 ℃以下。拌制混凝土的粗细骨料必须级配良好，干净清洁，料场设棚覆盖储存不得积水积雪；水泥提前采用暖棚存放，温度控制在5 ℃以上。

2)混凝土热量损失最关键的阶段是运输过程。因此，运输线路应选择时间最短的线路，加快运输速度，运输途中不得停顿。运输到工地时混凝土出罐时温度不低于10 ℃，入模温度不低于5 ℃，由实验员每车检测。混凝土运输车要做保温措施(罐体专用保温篷布)，可以采用包裹50 mm以上厚保温被包裹，确保混凝土的到场温度在15 ℃以上，入模温度控制在5 ℃以上。

3)气象信息保障。安排专人提前收集天气预报等气象资料，结合政府管理部门发布的冬季施工文件确定进入冬季施工的准确日期，在施工期间每天收集并发布最近天气预报，做好施工安排，防止极端突变天气对结构施工及质量造成影响，当有大幅降温、雨雪等恶劣天气时提前借助工作群发布预警信息。

4)物质供应保障。冬季施工前根据冬季施工计划制定详细的物资保障计划，保障混凝土、钢筋原材、模板、辅助材料、保温材料、保温设备、测温仪器等物资供应，混凝土在正常情况下应选择同一家搅拌站供应，便于质量保证，同时应选择两家备用。保温材料应选择正规厂家生产的合格产品，物资采购量应考虑周转率及损耗，损耗按照3%考虑，所有辅助冬季施工物资应在冬季施工前15 d全部备齐。

3 现浇箱梁冬季施工方法

根据实际天气情况确定冬季施工时间点，以政府文件及连续3 d气温低于5 ℃为标准，下达冬季施工指令，全员按照部署进行施工，建设单位、监理单位组织召开例会做好部署和检查工作，确保措施全部落实到位。

1)进入冬季施工后，严格落实冬季施工方案和措施，现浇箱梁混凝土的浇筑尽量选择在白天气温较高的天气浇筑，浇筑前做好保温措施，采用暖棚法进行施工，用保温膜对浇筑部位支架四周进行全覆盖，保温膜选择厚实、韧性好、不透风的保温帆布从模板顶面垂直布置至地面并进行固定，纵向用绳子连接整体，保温毯及篷布搭接处搭接长度不小于 30 cm，并用胶带密封接缝，防止被大风吹散(见图1)。在一联现浇梁支架两端断开利用墩柱进行支撑固定，方便保温棚的搭设。为保证底部温度能够顺利传递至棚顶，在模板外侧预留20 cm左右空气流空间，以便保证棚内温度一致。

2)在保温棚搭设完成后检查密封性，在棚内布置大功率取暖器(见图2)，根据设备功率及实验进行布置，40 m2左右布置一台，浇筑前24 h提前启动升温，确保棚内温度保持在10 ℃以上方可开始浇筑，取暖器应设置在支架中心区域，远离保温膜及其他易燃物，温度计按照50 m2均匀布置，确保数据可靠(见图3)。

3)优化混凝土施工工艺，由于箱梁混凝土浇筑时间长，一联混凝土需连续浇筑完成，在冬季白天有限的施工时间内难以完成，因此箱梁可采用两次浇筑的工艺，缩短浇筑时间，第一次浇筑底板及腹板倒角以下约10 cm的位置，浇筑沿箱梁轴线由低到高分层浇筑，每层厚度20 cm，混凝土浇筑时应组织好人员、机械设备、混凝土供应，确保浇筑过程连续顺利，浇筑过程严格按照方案进行管理，检测混凝土入模温度、混凝土坍落度、和易性等指标，对锚头等钢筋较密部位重点加强振捣。

4)在浇筑过程中专人负责看管支架及保温设施，保障棚内温度在10 ℃以上。浇筑过程中组织充足的人员、设备加快施工进度，确保混凝土浇筑的连续性，采用分区分块浇筑，每个区块面积控制在大约40 m2，浇筑时形成流水作业，混凝土浇筑完成后及时覆盖塑料薄膜和保温棉被进行保温，减少混凝土热量损失。首次浇筑完成后除了在混凝土表面除覆盖外在结构顶部采用篷布搭设保温棚，箱式内布设暖风机的方式保温，让箱梁顶底形成一个相通密闭的整体式保温空间，从而达到良好的保温效果(见图4)。

5)第一次混凝土浇筑完成4 d～5 d以后进行同条件试块的试压，检测混凝土强度，当达到30%以上方可打开覆盖保温棚进行顶板施工，先把第一次混凝土面的水泥浆、松动石子或松散混凝土凿除饼清理干净，进行顶面模板安装及钢筋绑扎，验收完成后进行第二次混凝土浇筑，浇筑过程应分区域分块浇筑减少分层间隔时间，同时做好混凝土的及时覆盖保温工作，采用保温棚加棉被的保温措施，减少混凝土的暴露时间，应做到随浇随覆盖原则，第二次混凝土浇筑完成后为加快强度增长，可采用桥梁混凝土养护器蒸汽养护工艺，采用该工艺可有效保护混凝土防冻，加快混凝土强度增长等作用，实践证明采用混凝土蒸汽养护方式，混凝土强度每天增长可达2 MPa左右，是北方冬季混凝土结构施工的有效工艺(见图5)。采用蒸汽养护应注意以下事项。

a.蒸汽养护采用电加热水形成蒸汽，把蒸汽养护管道布置在混凝土箱室内，在混凝土浇筑完成后立即采用塑料薄膜+防雨布+两层棉被+篷布对混凝土进行保温覆盖养生。并在箱室内通蒸汽+热吹风机进行养护。

b.整个箱梁箱室内温度应高于10 ℃，当低于10 ℃时应加大蒸汽量，并增加电暖气的办法。混凝土养护期间，安排专人对蒸汽养护系统进行全程管理。24 h不间断供热，确保每个箱梁各箱体都能达到养护要求，混凝土表面有一定湿度，当湿度不够时，要向混凝土面及模板喷洒少量水雾或覆盖润湿。蒸汽养护机布置图见图6。

c.蒸汽养护机应布置在每跨中减少供热管道长度，减少热量损失，每台蒸汽养护机可覆盖大约100 m2范围，梁体混凝土蒸气养护有四个阶段，分别为静停、升温、恒温、降温，静停期也叫预养期，梁体箱式内温度应高于5 ℃，该阶段持续时间为3 h～6 h，此阶段主要是提高水泥在蒸汽养护前的水化程度，使水泥能够具有一定的初始结构强度以防止构件表面出现裂缝，静停阶段结束后开始升温，升温过程不宜过快，应分阶段进行防止由于热膨胀使构件出现裂缝，升温速度控制在10 ℃/h以下，养护温度控制在80 ℃以下，相对湿度应保持在90%～100%，养护时间控制在3 h～8 h，梁体内部埋设温度感应计，控制好混凝土温度不超过60 ℃，升温阶段结束后进入恒温期，恒温期是构件强度增长的重要时期，在此阶段温度控制在30 ℃～40 ℃左右，恒温养护时长应根据混凝土实际增长情况而定，一般不少于7 d，待混凝土强度达到设定强度后可进入降温阶段，降温速度分梯段进行，降温幅度不大于10 ℃/h，同时混凝土表面、内部、外部环境之间的温差控制在20 ℃以内。蒸汽养护期间应做好测温记录，每小时进行一次，分别记录养护部位、养护温度、混凝土温度、外部环境温度，计算出温差，检查混凝土表面情况，确保混凝土养护效果和养护质量达到要求。

d.混凝土浇筑完成后要继续做好混凝土保温措施，专人24 h巡查，确保棚内温度保持在10 ℃以上，养护时间7 d以上，如需继续提高混凝土强度增长速度延长蒸汽养护时间。

4 结语

经过玉门河项目施工实践，在北方冬季气温低至零下十几度的条件先在做好保证措施、加强管理的情况下也是可以保证施工质量的，施工质量的保证主要从技术保障、物资保障、施工过程管理等几方面进行保障，在技术方面应根据箱梁结构形式制定保温棚的搭设、使用材料、注意事项、混凝土配合比及质量、混凝土浇筑等工艺，在物资方面应根据施工方案及施工计划提前采购及储备冬施物资，确保供应充足，在浇筑过程前应做好技术交底，责任到人，确保各项要求能够落实到位，在浇筑过程中注意混凝土质量及保温措施，确保各环节顺利，在浇筑完成后应继续做好混凝土保温及养护工作直至混凝土强度达到要求。