整体型多效能保温棚在低温季节桥梁施工中的应用研究

金斌

（江西嘉特信工程技术有限公司，江西 南昌 330038）

0 引言

低温会严重影响浇筑混凝土的凝固速率，也可能导致混凝土强度无法胜任工程技术需求，故低温季节施工常常成为混凝土浇筑事故频发的季节。因为工期需要，如果必须安排低温季节施工，则大多选用配置固定式、一次性保温棚予以辅助增温。保温棚的现场配置存在消耗时间、搭拆工作量大、周转效率低以及影响工程进度等缺点，间接增加了项目投资，不适合用于分散独立墩的冬期保温。整体型多效能保温棚能够克服以往保温棚的这些缺点，令其成功应用于独立墩的施工，取得了显著成效。

1 整体型多效能保温棚的设计

该保温棚采取钢构骨架，外装树脂阳光保温板。保温棚的4个立面被焊接缝成一个整体，上面盖覆整体性上盖。该种保温棚具有足够的刚度、周转快捷,便于整体升降及位移,而且兼有施工作业平台的功能。

1.1 尺寸设计

依据墩柱（顶面）最大平面尺寸及墩高，考虑施工作业空间及模板厚度，保温棚的平面设计尺寸是 9600mm×9600mm。除厚度是100mm的模板外，顶部最窄处的模板与保温棚间的距离≥500～600mm。一是方便将保温棚吊装到位，二是亦为拆除模板预留了一定的作业空间。保温棚高8100mm，比墩柱高100mm[1]。

1.2 结构设计

1.2.1 围壁设计

保温棚两侧立面的架构由100×100方口钢焊接缝而成，水平间距是2700mm，垂直间距是3200mm。保温棚的4个围壁焊接缝为矩形管状。立面骨架中，竖垂向每隔900mm加40×40水平方口钢同骨架焊接缝在一起，借以装配固定树脂阳光保温板。为了提高架构的整体刚度，在4个侧立面的骨架网格中间配置了两个φ20对角斜拉钢筋。保温棚骨架顶部四个角处用φ28圆钢焊接缝环，用于吊装保温棚。在保温棚骨架内侧的立面上配置水平旋转支撑架。旋转支撑架骨架由φ48钢管焊接缝而成。根据墩台上部比较大、下部比较小的特征，将旋转支撑架设计为下部比较宽、上部比较窄，以使支撑架平台及墩柱保持在适当的作业区域内。通过合页将旋转支撑架与保温棚骨架（100×100方口钢）连接成一个整体。在旋转支撑架的竖垂向每1800mm焊接缝一道水平φ48钢管。将旋转支撑架水平打开后，通过与焊接缝在骨架上的钢钩将其固定。于水平钢管上铺置5cm大板的脚手架，以方便工人开展模板的装配及拆卸。

1.2.2 上盖设计

为了方便吊装和模板装配、拆卸，该整体型多效能保温棚的上盖板采用独立整体设计。保温棚上盖的架构选择应用100×100方口钢焊接缝而成，方口钢间距是2800mm、4000mm及2800mm。考虑施工作业安全，强化了其结构。水平添加3根100×100方口钢，而且纵向均匀分布7种40×40方口钢。下部结构及上盖以组合角线法接连并固定。保温棚上盖见图1具体所示。

图1 保温棚上盖平面示意图

为了便于筑浇混凝土施工及观察，在四侧系梁上方及四个柱脚位置装配了八个活动开启门。活动门选用φ48钢管焊接缝而成，活动门通过合页与车板骨架接连。当上盖上的人员作业时，应在盖体上人部位置放一块厚4cm的大板。

1.3 保温材料择选

在保温棚及上盖骨架的外侧装配合成树脂瓦，合成树脂瓦主要由聚氯乙烯树脂及PMMA及其他高分子成分组成，并选用中空多孔壁结构，具有防水防火、耐冲击、韧性好、隔热保温、低噪声、耐酸碱、质轻易装配及绿色环保等较好特点。合成树脂瓦尺寸为3mm厚，宽880mm，用膨胀螺栓及垫片将保温棚的骨架与树脂瓦拉成一个整体。为了解决保温棚上盖与下部间的对接缝处的密封问题，在其对接缝处粘贴密封条。保温棚外形如图2具体所示。

图2 保温棚实景照片

2 保温棚棚在墩台施工中的应用

2.1 水泥混凝土原料应用

（1）在水泥混凝土拌搅站中配置一个1吨级热汽发生锅炉，将拌搅站中的拌搅机及填料仓搭接大棚。通过热汽发生锅炉，热气借助管道送入棚内，宜保证拌搅机及填料仓的温度大于10℃。

（2）根据气温的降低对水泥混凝土的材料开展加热。先在中砂大棚内搭建个1吨热汽发生锅炉。因为中砂的水含量过大，若不加热将冻结成大块，影响施工。故依据降低的温度加热各种碎石，具体措施是在碎石存储区建棚盖覆，再用热气加热，以保证碎石物料温度大于+10℃。水泥亦将依据温度的减少予以加热，是在水泥储存区建一个大鹏，然后通过管道不断地向其中引入热气开展加热，以保证水泥大于正常温度[2]。

（3）水是水泥混凝土施工中的关键物质。为保证水泥混凝土的出料温度大于20℃，水一定要开展加热。在施工过程中，应用10吨水箱预先在明火下将水加热至60℃，并将该水箱置放在中砂棚中。

2.2 施工现场的应用

（1）下墩台区域配置1台移动式1吨级热气发生锅炉，搭设大棚于墩台周围，棚内设置多条热气管道，配置2个风炮口于棚底对角线区域，热风经风炮吹出，借助对流来预热钢模板。在混凝土筑浇以前，使钢筋及模板均处正值温度。筑浇混凝土时，大棚内保证温度均处于10℃以上。

（2）桥台热气养生，混凝土入模养生时，利用热气保温大棚，于墩侧配置1个1吨级热气锅炉，在棚底沿骨架内侧，配置DN100热气管一圈，并沿棚内壁垂直装配DN20热气支管，热气管及其支管每1.5m设置一个排气孔。锅炉热气通过管道接连，并借助排气孔给予排出，对墩柱开展养护。热气大棚可用塑料布及苫布盖覆保证蒸养温度。

3 施工质量功效

案例桥梁工程东西半幅各6个，一共有12个独立墩，共施工96天，周转应用一个多效能保温棚周，平均每8天建造一个独立墩。其中：可以预先配置墩台钢筋，可以忽略工期，模板及保温棚提前一天就位。筑浇混凝土一天，热气养护两天，冷却三天，拆除模板及保温棚吊装运走为期一天[3]。

当外界温度约为-5℃时，在混凝土配制及运输过程中采取的一系列保温措施，可以保证卸料及进入模具时混凝土的温度可以保持在20℃以上，在筑浇混凝土时应将温度保持在26℃左右，这样在卸料及进入模具时混凝土的温度可以减少不超过2℃。测试现场混凝土坍落度符合需求。将混凝土倒入模具后，开展热气养护，温升降温速率均符合需求[4]。

3.1 混凝土强度检查

出于混凝土强度检查的需要，以等同条件现场制作试件，分别给予现场标准和试验室标准养护，同时对拆模后的墩柱混凝土强度开展了回弹试验。试验结果如表1具体所示。

表1 混凝土试件强度实验结果表（单位：MPa)

由表1可知，该项目的混凝土强度及质量均十分优良，均符合设计需求。在等同条件下，试件的混凝土强度达设计强度的70%以上，胜任了低温季节拆模的条件。另外，在模板拆除过程中开展了墩柱混凝土强度的回弹实验，在模板拆除过程中码头混凝土强度达70%以上，彻底胜任低温季节模板拆除的条件。

3.2 检查验收

对各个墩的施工质量予以检查及验收，测试结果证明，本项目采取的低温季节施工措施对保证墩混凝土的低温季节施工质量非常有效。

所有检查项目均符合尺寸及设计需求，其他墩体浇筑混凝土的质量检查记录亦符合需求，故未在本研究中列出。此证明了案例桥墩在低温季节施工方法是有效合理的，而且，新开发的多效能整体保温棚于低温季节桥梁混凝土的施工中取得了预期有效的保温功效，使桥墩混凝土一般可在寒冷的冬天建造。

经计算，与常规保温技术相比，该多效能整体保温棚可节约施工时间约30%，仅需重复应用一个保温棚即可。这种保温棚可以节约大约20%的低温季节建设成本。

4 结语

针对低温环境条件混凝土浇筑施工质量的影响，介绍了案例桥墩低温季节混凝土浇筑施工技术。案例项目设计及开展了保证低温环境条件混凝土浇筑施工的多效能整体保温棚，为该项目顺利建成提供了技术保障。本文系统梳理介绍该保温棚结构、施工应用技术要点和保温性能，对同类工程有实用及技术参考价值。