高寒地區(qū)超重載高速公路箱梁預(yù)制冬季施工技術(shù)

江水清

（中鐵電氣化局集團(tuán)西安鐵路工程有限公司，云南 昆明 650200）

1 工程概況

喬家梁大橋位于神木縣境內(nèi)的神木-榆林高速公路入口處。該橋上部構(gòu)造為30m后張法預(yù)應(yīng)力箱梁先簡支后連續(xù)結(jié)構(gòu)。箱梁高160cm，底板寬100cm，頂板厚度為18cm。每跨布置箱梁10片，全橋共150片。本橋合同工期為8個月。工期跨越冬季，需進(jìn)行冬季施工。神木地區(qū)屬高寒風(fēng)沙地區(qū)，冬季時間長。一般在4個月，極端最低氣溫在零下33℃。在這樣極惡劣的環(huán)境下進(jìn)行預(yù)制箱梁施工相當(dāng)困難，而它又是控制全橋工期的關(guān)鍵工序，必須給予高度重視。

2 施工方案

通過研究設(shè)計文件和現(xiàn)場調(diào)查勘測，借鑒以往冬季施工經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合本工程特點(diǎn)，根據(jù)蓄熱法原理和混凝土成熟度理論，本著“實(shí)用、可靠、經(jīng)濟(jì)”的原則，初步確定30m箱梁的冬季施工方案如下：固定臺座，暖棚蓄熱，蒸汽采暖，砂、石、水加溫，鍋爐蒸汽養(yǎng)生。預(yù)制箱梁冬季施工工藝流程見圖1。

3 施工技術(shù)

3.1 施工準(zhǔn)備

在橋梁附近選擇約200m×35m的空地，并平整壓實(shí)，用來制梁和堆放施工材料。場地旁設(shè)置拌和站和鍋爐房，場地內(nèi)設(shè)置鋼筋加工棚。根據(jù)冬季施工的工程任務(wù)、箱梁尺寸及工作需要確定蒸汽養(yǎng)護(hù)棚的平、立面尺寸。

3.2 蒸汽養(yǎng)護(hù)棚

用鋼管(φ40mm普通腳手架)扣件搭設(shè)弧形構(gòu)架，構(gòu)架頂用φ40mm鋼管縱、橫向交叉拉設(shè)成圓弧狀狀。屋架頂部及四周用專用篷布覆蓋封閉，其上再用鐵絲互相攀拉，防止風(fēng)吹掀頂。蒸養(yǎng)棚建成后，供蒸汽，檢查其溫度指標(biāo)是否滿足要求。蒸汽養(yǎng)護(hù)棚構(gòu)造見圖2。

3.3 暖氣及熱水池

為確保砼質(zhì)量，除保證室溫外，在施工規(guī)范允許的條件下盡量提高砼拌合物的溫度。施工時，采取對砂、碎石、水加溫的措施，水泥只保溫但不加溫。具體做法是：在砂石堆放處與拌合機(jī)上料斗之間建暖氣；拌合機(jī)旁安裝熱水鍋爐，砌水池。在深2.6m的地下放置2個可以存儲35m3的水罐，高度與地面一致，其上壓蓋1cm鋼板，周圍用水泥砂漿填塞抹平，鍋爐內(nèi)水沸騰后接2根保溫的軟管放至水池里與池內(nèi)冷水混合。砂、碎石、水的溫度一般控制在20℃-50℃。

3.4 臺座。制梁臺座一梁一座固定布置，安放鋼筋，用C25砼澆筑筑。上寬90cm，下寬不大于1.4m。臺座關(guān)鍵是控制“三面兩線”及“三度”，即：頂面、兩側(cè)面、兩條上角線；平整度、光潔度、順直度。此種臺座的特點(diǎn)是：成本低，工作面寬廣，速度快。當(dāng)施工場地較寬敞且工期較短時，采用此法效果較好。

3.5 鋼筋加工和安裝。按照設(shè)計圖的要求，鋼筋分類加工編碼堆放。加工成型的鋼筋驗(yàn)收合格后運(yùn)到暖棚內(nèi)臺座處，安放放進(jìn)綁扎定位架，進(jìn)行綁扎，安裝波紋管定位架，穿波紋管。采用波紋管加芯成孔技術(shù)，塑料軟管預(yù)穿在波紋管中。按圖紙和《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)》檢查驗(yàn)收鋼筋。注意鋼筋的焊接應(yīng)在暖棚內(nèi)進(jìn)行。

3.6 模板安裝。將表面清理干凈的模板移至臺座處，逐節(jié)安裝固定，校正模內(nèi)尺寸及軸線使其符合規(guī)范要求。

3.7 澆筑箱梁C50砼。采用2臺HZS12O型強(qiáng)制式拌合機(jī)拌制箱梁C50砼，由混凝土罐車運(yùn)至梁位，人工配合龍門吊直接傾倒于梁體內(nèi)。澆筑采用“斜向分段，水平分層”法，由梁的一端向另一端澆筑。當(dāng)箱梁澆筑成型時立即放置蒸汽養(yǎng)護(hù)罩，蓄熱保溫，直至砼澆筑完成，進(jìn)行蒸汽養(yǎng)生。

在混凝土澆筑過程中，除嚴(yán)格控制原材料、暖棚內(nèi)溫度外，應(yīng)對施工中影響砼熱量的因素綜合考慮。通過試驗(yàn)、統(tǒng)計、分析，確定熱工參數(shù)，用熱工理論驗(yàn)證砼拌合物合成后的溫度。

3.8 蒸汽養(yǎng)生。養(yǎng)生是保證箱梁砼質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。它直接影響箱梁砼強(qiáng)度，表面色澤及龜裂程度等。養(yǎng)生采用蒸汽養(yǎng)生。蒸汽由鍋爐通過主管道和制梁臺座兩側(cè)的泄汽管道送出。根據(jù)箱梁的表面系數(shù)，確定升溫速度不超過1O℃/h，降溫速度≤5℃/h。升降溫速度由蒸汽閘閥控制供汽量實(shí)現(xiàn)。升溫時，開始較慢逐步加快；降溫時較均勻，當(dāng)養(yǎng)護(hù)棚內(nèi)溫度與外界溫度基本一致時停止供汽。其程序是：靜停、升溫、恒溫、降溫。

3.9 張拉壓漿

張拉壓漿同樣也是保證箱梁砼質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，直接影響砼的成品質(zhì)量。應(yīng)根據(jù)實(shí)際使用時的環(huán)境溫度選用預(yù)應(yīng)力鋼材張拉設(shè)備以及儀表工作油液，并應(yīng)在使用的環(huán)境溫度條件下進(jìn)行配套校驗(yàn)。張拉時的溫度不應(yīng)低于-15℃。壓漿前尤其要做好孔道的清理工作，特別是對已達(dá)到強(qiáng)度不需養(yǎng)護(hù)的箱梁，除按正常程序兩面通風(fēng)清除孔道內(nèi)雜物外，還要首先保證壓漿前孔道內(nèi)溫度，使孔道內(nèi)無殘冰。壓漿是采用真空輔助設(shè)備壓漿，壓漿后仍要蒸汽養(yǎng)護(hù)3d-5d。

4 施工注意事項(xiàng)

砼的冬季施工，特別是大體積砼的冬季施工相對來說是一個難度較大、精度要求較高的工作，無論是砼的恒溫溫度還是升降溫溫度都有嚴(yán)格的要求。施工從開始備料到砼拌合、運(yùn)輸、振搗、養(yǎng)護(hù)都不能有一絲馬虎。下面從兩個方面來闡述。

(1)由于環(huán)境溫度的限制，制備砼的各道工序時間相對來說加長，使得砼表面色澤不一，有麻絮狀分層，嚴(yán)重者甚至?xí)霈F(xiàn)不同程度的蜂窩、麻面，所以，如何緊湊砼施工的各工序，加快砼的施工速度對砼的質(zhì)量、外觀有舉足輕重的作用。我們在施工中采用縮短運(yùn)距，合理配置人力、物力、機(jī)具的方法以達(dá)到最理想的功效。

(2)箱梁在養(yǎng)護(hù)后和壓漿前的間歇時間里，如溫度降低到0℃以下，雖不影響砼的質(zhì)量，但在壓漿前一定要做好孔道的清理工作。這時孔道內(nèi)一般有殘留的冰塊，除要按正常的程序兩端通風(fēng)排渣外，通風(fēng)前首先要使箱梁處于10℃左右環(huán)境溫度下一定時間。否則，孔道內(nèi)的殘冰會影響壓漿的質(zhì)量，嚴(yán)重者可能會產(chǎn)生沿孔道的裂紋。

5 經(jīng)濟(jì)效益分析

5.1 工程進(jìn)度。一般來說，只有對于工期要求嚴(yán)格的工程才采用冬季施工。采用“固定臺座、蒸汽養(yǎng)護(hù)棚”的辦法可以縮短工期。這樣做具有較大的靈活性，各片梁可分別養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)完成后轉(zhuǎn)入下一片梁的施工。

5.2 經(jīng)濟(jì)效益。每套蒸汽養(yǎng)護(hù)棚的制造費(fèi)用約為8000元，采用冬季施工共需150片梁，制造6套蒸汽養(yǎng)護(hù)棚共需48000元。而且此辦法施工簡單，在一定的條件下具有推廣價值。

[1]中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).公路施工手冊《橋涵》（上冊）[M].北京：人民交通出版社，2000.

[2]中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn).建筑工程施工質(zhì)量驗(yàn)收統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)[S].（GB50300-2001）.

[3]中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范[M].（JTJ041-2000）.北京：人民交通出版社，2000.