冬季道路桥梁建设项目混凝土浇筑施工技术研究

高松

摘要 为了在冬季低温条件下保证混凝土的浇筑施工质量，开展冬季道路桥梁建设项目混凝土浇筑施工技术研究。根据工程概况，确定施工工艺流程，首先安装道路桥梁劲性骨架，确保骨架在应力作用下的稳定性，然后进行悬臂浇筑混凝土，并使用加热混凝土原材料、搭设保温篷布等方法对混凝土进行保温养护，以防止混凝土受冻，最后对选中的测试点进行静载荷测试。测试结果显示该施工方法施工质量较好，满足设计要求，证明了该施工技术的优越性。

关键词 冬季施工；混凝土浇筑；静载荷测试；保温养护

中图分类号 U445.57文献标识码 A文章编号 2096-8949（2024）12-0112-03

0 引言

随着中国基础设施建设的快速发展，道路桥梁建设作为交通网络的重要组成部分，其质量和安全性受到了广泛关注。特别是在冬季施工环境下，由于温度的降低和湿度的变化，混凝土的浇筑施工面临着一系列的技术挑战[1]。如何在冬季低温条件下保证混凝土的施工质量，防止混凝土裂缝、冻融等问题的发生，成为行业内亟待解决的问题。

尽管国内外学者对混凝土浇筑技术进行了一定的研究，但在冬季低温环境下的应用和优化方面仍存在诸多不足。尤其是在实际项目操作中，缺乏系统的理论指导和技术支持，导致冬季施工的质量和效率受到严重影响[2]。因此，对冬季道路桥梁建设项目混凝土浇筑施工技术的研究显得尤为重要。

该文旨在系统分析冬季道路桥梁建设项目混凝土浇筑施工技术的现状和困境，通过实地考察和数据收集，结合理论模型和工程实例，深入探究其内在规律和优化途径[3]。在此基础上，提出一套适用于冬季低温环境下的混凝土浇筑施工方案和技术指南，以期为实际工程提供理论依据和实践指导。

1 工程概况

该项目是连接南北过境公路的关键工程。其实施将极大地缓解城市交通的过境压力，加强城市主干道与省道的连通性，完善区域交通网络，从而推动地方经济的快速发展。为了确保南北干线每年的畅通无阻，各施工单位需在冬季加紧施工进度。该桥的总宽度为18.6 m，其水平布置为0.5 m（防撞护栏）+8.0 m（行车道）+0.5 m（隔离槽）+8.0 m（行车道）+0.5 m（防撞护栏）。由于当地冬季气温偏低，施工面临诸多困难，如可能产生冻害，影响其力学性能。因此，该文针对冬季道路桥梁建设项目混凝土浇筑施工技术进行研究，旨在确保项目的顺利进行和高质量完成。

2 冬季道路桥梁建设项目混凝土浇筑施工方法设计

2.1 安装道路桥梁劲性骨架

为了避免冬季环境的影响，该道路桥梁工程在施工前进行了严格的分段骨架建设[4]。考虑道路桥梁工程、缆索加固系统和悬挂系统的影响，将骨架的每个部分运送到特定的施工场所。通过结合两根缆索，调整了刚性骨架的线性形式，以确保骨架安装的稳定性。骨架的实体组装是一个合理选择和确定的过程，骨架的形式越合理，建造混凝土结构的难度就越小，在冬季施工中就越能避免结冰。目前，该道路桥梁工程施工区域已进行了线性设计。安装阶段可以自由地形成线性形式，以满足特定的施工需求。骨架零位移拼装示意图如图1所示：

如图1所示，在道路桥梁混凝土浇筑过程中，每个部件在不同的施工阶段被激活。在新安装的骨架中，未知单元的移动会影响骨架的稳定性。骨架的安装分为六个阶段：1号、3号、5号三个阶段分别表示骨架自身重量、骨架安装和骨架设备满载。每个阶段的移动反映了骨架的安装路线，弹性范围可以通过以下公式进行计算：

Hs=Ha?Hm （1）

式中，Hs——刚性骨架线；Ha——支撑线；Hm——累积位移，将骨架安装为支撑桥。在考虑了其他非自重的施工荷载后，应确保骨架的线性结构能承载到顶部，以确保骨架在应力作用下的稳定性。

2.2 悬臂浇筑混凝土

完成劲性骨架安装后，将在骨架周围浇筑多个长方体混凝土块[5]。在混凝土脱模过程中，需要考虑骨架的重量和变形情况，并确保应力控制在允许的范围内。将骨架的所有部分移动到特定的施工区域，以骨架本身作为施工平台，并浇筑骨架周围的外部混凝土。这种方法设计简便，并能有效避免因特定环境因素导致的混凝土冻结。根据混凝土和骨架的共同作用，通过施加压力调节混凝土的应力，以控制混凝土的流动性和强度。虽然使用预制混凝土块进行施工较为方便，但在冬季施工时，混凝土容易受到温度应力的影响，导致效果不佳。因此，针对冬季施工的特定条件，对混凝土浇筑进行了专门的应力设计：

式中，γ——悬臂梁的内部应力；γ0——混凝土浇筑时对初始骨架施加的应力；M——梁内轴向力；B——输入线；N——梁内旋转时间；I——混凝土浇筑的外宽度；x——相交惯性动量。通过人工干预控制悬臂梁的应力和变形，减少反弹次数，以避免在冬季发生特定的冰冻事件。

2.3 混凝土保温养护

2.3.1 桩基础

在完成混凝土浇筑后，首先关注的是蓄热保温工作。为了确保混凝土的硬化过程顺利进行并预防裂缝的产生，该文采取了在桩顶覆盖岩棉被和双层草帘的方法。这种保温措施有助于维持混凝土的温度，降低因温差导致的应力，从而增强结构的稳定性。当需要在负温条件下进行钻孔作业时，应调整泥浆的配方，以增强其在低温环境下的稳定性。

在泥浆拌制过程中，一旦黏土出现冻结现象，应立即将其打碎成适当大小的块状，并放入制浆池中进行融化。为了保持泥浆的温度，应在泥浆池的上口加盖篷布，以防止外界冷空气的侵袭。

对于泥浆循环管路，应使用防寒毡对管路进行紧密包裹，确保循环过程中泥浆的温度不受损失。此外，还为每台钻机准备了完整的备用管路，以防循环管路因低温而受冻，导致施工进程受阻。

为了确保泥浆的性能达到最佳状态，应加强对泥浆的技术监测与控制。通过持续的检测，确保泥浆的各项性能指标均满足施工要求。具体来说，含砂率应控制在不超过4%，胶体率保持在95%以上，失水率不超过20 mL/30 min，泥皮厚度不超过3 mm/30 min。同时，也应密切关注泥浆的酸碱度pH值，使其保持在8～11的适宜范围内。

应定期检查和维护道路桥梁设备，确保所有施工设备正常运行。在保温过程中，混凝土温度可能达到或高于5 ℃。如有必要，可以对混凝土进行加热，但水温不得超过80 ℃。在制备混凝土时，必须按照骨料、细集料、水泥的顺序进行添加。完成搅拌后，应延长混合时间，通常比正常时间多约50%，以确保混凝土具有良好的流动性和功效。搅拌好的混凝土应集中运输，以尽量减少运输时间。在对相邻钢构件之间的连接处进行安装操作时，为了确保安装质量，需要采取适当的措施。

2.3.2 承台

混凝土承台的保温养护方法包括使用保温炉，具体做法是在钢模板周围包裹两层塑料布，并在塑料布外再填充羊毛丝和羊毛塞。在浇筑混凝土前，必须仔细去除所有的隔离材料。在浇筑过程中，应采取措施防止因土壤凝冻而导致的土壤干燥。φ48钢管的加热长度约为12 m，在2 m的水平与垂直方向上进行焊接，并与金属连接。钢管需要安装固定在制动器两侧。安装完成后，承台表面必须封闭，并使用电加热器在内部进行养护。承台混凝土养护的示意图如图2所示：

在混凝土浇筑完成后，为提高其强度，应使用塑料布、羊毛毯和塞子对其表面进行覆盖，同时用木块进行压实，以确保涂层均匀且钢接头的紧密。待混凝土强度和硬度符合规定要求后，方可进行侧模的拆除工作。在拆除侧模后，应用塑料布、电动甲板、羊毛毯和塞子对混凝土表面进行全面覆盖。这一保温养护过程应至少持续7 d，且在整个养护期间，温度应始终保持在10 ℃以上。这样可以确保混凝土的质量和性能达到最佳状态。

2.3.3 墩柱

墩柱施工流程图如图3所示。

墩柱混凝土的保温养护方法同样采用暖棚养护。钢管系统围绕双头墩柱设置，在钢板表面之间填充厚度为50 mm的聚乙烯板，并用金属丝固定。同时，用铁条对草席进行固定，确保角落里有一个很好的重叠。电加热器安装在两侧，并在墩柱之间进行全面监控。拆模后的混凝土表面必须覆盖塑料布、电热毯、羊毛毯和塞子，以保持连续保温和养护7 d以上，并确保整个养护过程中的温度达到10 ℃及以上。这样可以确保混凝土的质量和性能达到最佳状态。

2.3.4 盖梁

盖梁混凝土的保温养护方法同样采用暖棚养护。具体方法与使用片材覆盖隔离斜坡的方法类似。在浇筑完成后，将电加热器放置在模板上，并围绕整个涂层柱进行全面的温度监测。根据实际监测结果，相应调整电加热器的数量和温度。当混凝土强度达到预期要求后，可以拆除模板。随后，用塑料布、电热毯、羊毛毯和塞子覆盖混凝土表面，以确保连续保温和防护。此过程应至少维持7 d，并确保在整个养护期间温度保持在10 ℃及以上，这样可以确保混凝土的质量和性能达到最佳状态。至此，完成混凝土浇筑的保温施工。

3 工程检测

在上述施工条件下，此次研究选取了一个月内的浇筑施工情况，对浇筑与养护强度进行综合分析。在一个月内，对桥梁的各个部位进行详细的检查，确保模板、钢筋、预埋件等均符合设计要求，并进行必要的加固措施。同时，准备好静载荷测试所需的设备，如压力传感器、数据采集仪等。选取不同试验点A1、A2、A3、A4进行静荷载测试，将压力传感器按照测试要求布置在桥梁的各个部位，并与数据采集仪连接。然后，通过加载设备对桥梁施加静荷载，记录下各个传感器的压力值。荷载压力存在一个标准，在此标准内，即可保证浇筑效果。分别使用此次设计的浇筑养护技术、传统方法1设计的浇筑养护技术和传统方法2设计的浇筑养护技术进行浇筑，其检测结果如表1所示。

如表1所示，此次设计的浇筑养护技术在试验点A1～A4所承受的最大荷载均在9 643 kN及以上，均高于传统方法1和传统方法2的最大荷载值，而该文施工方法下的道路桥梁项目载荷均在8 000 kN要求范围内，说明使用该文设计施工方法后施工质量较好，满足设计要求，证明了该施工技术的优越性。

4 结束语

冬季道路桥梁施工的混凝土浇筑技术，既充满挑战，又富有创新。低温与冻融现象对混凝土施工和养护带来严峻考验，但通过巧妙的施工策略和保温措施，这些难题都得以妥善解决，确保了工程的质量与进度。特别是劲性骨架的安装，为桥梁的稳定打下了坚实基础。而悬臂浇筑技术与混凝土降温技术相结合，不仅缩短了施工时间，还确保了混凝土的质量。此外，高效的团队协作和精心组织也是成功的关键。但最为关键的是，保温养护技术的应用，利用各种设备和方法，确保了混凝土在冬季也能得到适当的温度与湿度，促使其快速达到早期强度，避免了因冻融导致的损害。

参考文献

[1]顾介昌， 钟琦. 道路桥梁工程混凝土冬季施工浇筑及养护技术研究[J]. 东北水利水电， 2024（1）： 11-13+40+71.

[2]胡恩来. 冬季道路桥梁混凝土浇筑施工技术分析[J]. 工程技术研究， 2023（5）： 50-52.

[3]邹韬， 徐文， 党荣. 冬季桥梁施工中混凝土浇筑技术分析[J]. 黑龙江交通科技， 2021（10）： 91-92.

[4]高淑红， 迟文仲. 冬季道路施工中的混凝土浇筑施工技术分析[J]. 四川建材， 2021（9）： 88-89.

[5]魏志鹏， 袁钢. 冬季公路桥梁施工中混凝土浇筑技术分析[J]. 黑龙江交通科技， 2021（5）： 234+236.