大跨度雙線連續(xù)梁冬季施工養(yǎng)護控制淺談

張旭升

北環(huán)立交特大橋是鄭州—西安客運專線引入西安樞紐的控制性工程。此橋在LKD4+447.5處以一聯(lián)(32+48+32)m連續(xù)梁跨越既有西安鐵路樞紐貨運北環(huán)線,兩線形成65°夾角,施工難度非常大。為了確保鄭西客專總工期要求,此橋必須進行冬季施工。為了確保施工安全質(zhì)量,施工單位采取了一系列措施,最終安全順利的完成了此項施工任務(wù),積累了大體積高性能混凝土冬季施工養(yǎng)護的一般方法。

1 總體思路(方案)

根據(jù)當?shù)貧庀筚Y料顯示,本工程所在地年平均氣溫13.2℃～13.6℃,最冷月平均氣溫-1.2℃～-0.7℃,極端最低氣溫-18.6℃,依據(jù)TZ 211-2005鐵路混凝土工程施工技術(shù)指南、《客運專線高性能混凝土?xí)盒屑夹g(shù)條件》等規(guī)范及驗標要求,結(jié)合現(xiàn)場實際情況及施工特點,經(jīng)研究,北環(huán)立交連續(xù)梁冬季施工擬采用在65號、66號墩位處各安裝一個0.5 t的蒸汽鍋爐進行防寒養(yǎng)護,局部溫度不滿足要求,利用煤爐、電熱毯等進行增溫補強。實施辦法是在移動掛籃上加設(shè)防拋網(wǎng),防拋網(wǎng)上固定防水加厚篷布密封,實現(xiàn)保暖目的。

2 施工準備

1)在施工前,組織有關(guān)施工人員認真學(xué)習(xí)蒸養(yǎng)技術(shù),蒸養(yǎng)工藝,了解蒸養(yǎng)設(shè)備、測試方法的技術(shù)要點,認真進行技術(shù)交底;對施工機械進行保養(yǎng)維護,對加水、加油潤滑部件徹底檢查,使用期間要經(jīng)常查看,防止凍裂設(shè)備;對施工道路、腳手架上跳板和作業(yè)場所采取防滑措施。2)做好蒸汽鍋爐的安裝與試驗,檢查供汽系統(tǒng)的各個部位是否處于良好狀態(tài),包括鍋爐、管道、閥門等設(shè)施,泄盡冷凝水,方可開爐供汽。司爐人員必須持證上崗;測溫設(shè)施必須安裝到位,檢查測溫設(shè)施工作狀態(tài)。3)做好拌合站、原材料庫的保溫措施。做好拌合站與施工現(xiàn)場的距離調(diào)查,測試在運送過程中混凝土溫度的變化情況。4)做好試驗人員、設(shè)備、記錄表格等的準備工作。

3 技術(shù)裝備與實施

1)工藝流程見圖1。2)掛籃防拋網(wǎng)的設(shè)計見圖2,圖3。3)掛籃防拋網(wǎng)與蒸汽管道的安裝。a.先安裝防拋網(wǎng),按照設(shè)計圖進行配件加工,每一側(cè)面網(wǎng)格加工完后,利用吊車進行整體安裝。b.蒸汽主管道從鍋爐房引出后采用φ 100的主管道沿墩身通過,提前在0號塊底板預(yù)留的進人孔洞引入箱梁,在箱梁內(nèi)部采用軟管接長。在箱梁內(nèi)隨著掛籃前移,逐漸加長管道。在掛籃封閉棚前端,將蒸汽管左右和下方分別引出,并伸入至側(cè)模外圍和底板下方。4)混凝土配合比的要求。對配合比進行微調(diào),以達到防凍目的。具體方法如下:a.混凝土配合比保持水泥用量、水膠比不變,降低粉煤灰摻量,提高礦粉摻量。b.通知生產(chǎn)廠家提高外加劑的減水率,達到減少拌合用水量的目的。c.結(jié)合聚羧酸外加劑的性能特點,對其相關(guān)緩凝劑組分作相應(yīng)調(diào)整,適當縮短緩凝時間,也能起到相應(yīng)的抗凍效應(yīng),以保證施工正常進行和混凝土的強度。

4 施工過程控制

4.1 原材料質(zhì)量控制

1)水泥。采用普通硅酸鹽水泥,強度等級為P.O42.5。2)骨料。粗細骨料必須置于防風(fēng)、防雨的棚內(nèi),保證骨料清潔,不得含有冰雪凍結(jié)物及易凍裂的礦物物質(zhì)。粗細骨料拌和前必須置于暖棚內(nèi),暖棚內(nèi)溫度不低于10℃。3)鋼筋。鋼筋存放于鋼筋加工棚內(nèi),加工棚內(nèi)場地不具備條件的情況下必須進行嚴密覆蓋并進行架空存放。鋼筋閃光對焊在室內(nèi)進行,環(huán)境溫度不低于0℃,焊畢后的鋼筋應(yīng)待完全冷卻后才能運往室外。現(xiàn)場施工采用電弧焊焊接時,在模板頂部搭棚進行作業(yè)。4)拌合用水。采用鍋爐加熱拌合用水。具體方法采用將鍋爐的熱氣通過管道引入拌合水蓄水池內(nèi),達到加熱拌合用水的目的。同時蓄水池采用封閉覆蓋的方法進行保溫,防止熱量散失過快。通蒸汽時間在混凝土拌和前6 h進行。5)其他混凝土用原材料。其必須符合《客運專線高性能混凝土?xí)盒屑夹g(shù)條件》的有關(guān)規(guī)定。

4.2 混凝土的拌和和運輸

1)混凝土攪拌在暖棚內(nèi)進行,棚內(nèi)設(shè)暖風(fēng)爐,保持溫度不低于10℃。2)主要措施應(yīng)以加熱拌合用水為主,輔以骨料、外加劑保溫,水的加熱溫度不宜高于80℃。3)攪拌時應(yīng)先投入骨料、水,充分攪拌后再投入水泥、礦物摻合料、外加劑等。攪拌時間以最后一種材料投入攪拌機內(nèi)開始計算。攪拌時間一般較正常溫度下延長50%左右。冬期施工攪拌時間延時至150 s,混凝土出站溫度要求不低于10℃。4)輸水管、送料帶、混凝土罐車和管道采取包裹等保溫措施,盡量減少中間倒運環(huán)節(jié)縮短運輸時間,減少混凝土施工過程中的熱量散失。5)混凝土入模前,由專人測定混凝土的溫度、坍落度、含氣量及泌水率等工作性能;只有拌合物性能符合設(shè)計或配合比要求的混凝土方可入模澆筑。混凝土拌合物入模溫度不得低于5℃。6)當拌制的混凝土入模溫度不滿足規(guī)范要求時,重新調(diào)整拌合料的加熱溫度和保溫措施。

4.3 混凝土澆筑

1)當環(huán)境溫度低于-10℃時,不得進行混凝土施工。2)澆筑前,應(yīng)提前做好保暖措施,防止模板及鋼筋上落有冰雪。3)混凝土澆筑應(yīng)分層連續(xù)澆筑,分層厚度不得小于20 cm,并盡量縮短每層澆筑的分段長度,減小混凝土的散熱面。4)混凝土達到5 MPa以上時,方可拆除保暖設(shè)施。

4.4 混凝土養(yǎng)護

1)蒸汽養(yǎng)護:按照靜停、升溫、恒溫、降溫四個階段進行。a.靜停:梁體混凝土澆筑完畢(橋面板最后一盤混凝土澆筑完畢)至濕熱養(yǎng)護之前期限為靜停期。梁體混凝土澆筑完及時覆蓋保溫篷布,靜停期間保持棚內(nèi)溫度不低于5℃,時間為 4 h～6 h,并作第一次溫度記錄。靜停期可給棚內(nèi)供微量蒸汽,使靜養(yǎng)溫度保持在20℃左右。b.升溫階段:靜停結(jié)束立即進入升溫階段。這一階段的溫度不得上升過快,混凝土表面將因體積膨脹太快而產(chǎn)生裂縫。因此升溫速度必須控制在10℃/h以下。升溫速度實施“雙控”即混凝土芯部和混凝土表面、混凝土表面和棚內(nèi)溫差都不大于15℃。c.恒溫階段:恒溫時,棚內(nèi)各部位溫度差不超過5℃,梁體芯部混凝土溫度不得大于60℃,恒溫時間控制在8 h～10 h,具體恒溫時間由試驗確定。d.降溫階段:按規(guī)定恒溫時間,取出隨梁養(yǎng)護的混凝土試件,經(jīng)試驗達到設(shè)計強度90%后,技術(shù)人員出具停汽通知單給鍋爐負責(zé)人,負責(zé)人通知鍋爐房開始停汽降溫。這一階段降溫速度過快,混凝土表面會產(chǎn)生裂縫,因此降溫也實施“雙控”,降溫速度不大于10℃/h。當梁體混凝土芯部與表層、表層與環(huán)境溫度之差不大于15℃時,停止降溫,然后撤除梁頂保溫設(shè)施。2)測溫方法及要求:a.首先在混凝土入模前進行模板內(nèi)溫度測量,確認模板內(nèi)溫度大于0℃方可進行混凝土澆筑。b.升、降溫時每小時測溫一次,恒溫每隔2 h測溫一次,降溫停汽后,堅持測溫記錄直至拆除篷布。

5 結(jié)語

大體積高性能混凝土冬季施工是近年來客運專線建設(shè)以來新的工藝方法,施工經(jīng)驗數(shù)據(jù)少,技術(shù)標準不完善,目前還處于初期探索階段,經(jīng)過此連續(xù)梁的施工,經(jīng)實驗數(shù)據(jù)顯示,各項技術(shù)指標均達到設(shè)計要求,可初步驗證此方法的可靠性、操作性,基本能起到現(xiàn)場施工指導(dǎo)作用,是否完善,需今后進行更多的檢驗與補充。

[1] 文雪峰.冬期混凝土施工溫度控制技術(shù)[J].山西建筑,2009,35(8):144-145.