支架現澆連續梁冬季施工保溫技術

何三燕

(中鐵大橋局集團第四工程有限公司，江蘇 南京 )

支架現澆連續梁冬季施工保溫技術

何三燕

(中鐵大橋局集團第四工程有限公司，江蘇 南京 )

CHINA ZHONG-TIE MAJOR BRIDGE ENGINEERING GROUP CO.,LTD

津秦鐵路客運專線是鐵道部客運專線建設的重點工程，為確保工期目標的實現，冬季施工不可避免。結合津秦鐵路客運專線豐南跨津山鐵路特大橋連續梁橋從保溫的原材料、養護方法、施工工藝等方面介紹津支架施工連續梁冬季施工技術。

連續梁；冬季施工；保溫技術

1、前言

1.1 工程概況

豐南跨津山鐵路特大橋跨豐南新城區西六路連續梁跨度為(60+100+60)m，全長為221.7m，主墩墩高為6.5m，主墩處梁高為7.85m，梁端及主跨跨中梁高為4.8m，連續梁為單箱單室箱梁。箱梁橋面寬度為12.0m，直腹板梁底寬度為6.7m，翼緣板厚度從20cm變化到56cm，頂板厚度除梁端為60cm外均為40cm；底板厚度為40～80cm，全聯在端支點、中跨跨中及支點處共設3個橫隔板，橫隔板設有孔洞，供檢查人員通過。

連續梁采用支架大節段現澆施工，連續梁共分9個節段4個批次澆注，最大節段為跨中A2節段，節段長度為64.5m，各節段分節長度及編號如下圖所示。

圖1 (60+100+60)m連續梁節段劃分

1.2 、冬季施工方案的確定

為了提高施工質量和工廠化作業要求，客運專線大量采用預制、架設箱梁，由于預制架設箱梁工期長，部分位于制梁場附近先架方向的連續梁首當其沖要在短期內完工滿足運、架設備通過條件。因此，由于工程開工工期等原因，此類連續梁往往要在克服一些不可避免的困難盡快完工，甚至諸如冬季進行混凝土澆注施工。

1.3 、冬季施工要求

連續梁在冬季現澆施工不同于普通混凝土結構施工，它是一個位于高空很大空間內混凝土結構，不僅施工難度大，技術要求高，而且風險也很大。根據唐山地區的歷年氣候資料，結合客運專線連續梁結構特點，決定采用外部熱源加熱與蓄熱保溫相結合的辦法施工，在箱梁翼緣板等結構薄弱易散熱部位采用外部熱源加熱法養護，確保混凝土結構不受凍害且保證內外溫差控制15℃之內，混凝土不開裂。當室外氣溫高于-10℃時，優先采用蓄熱法；根據現場實際氣溫，在箱梁頂板表面抹面后用保溫材料（如苫布和棉被等）嚴密覆蓋，保溫材料的層數和厚度根據現場混凝土的溫度進行熱工計算后確定，使混泥土早期強度處于正常狀態。并確保混凝土入模振搗成型開始養護時仍具有不低于5℃的溫度，利用混凝土材料預加的熱量及水泥的水化熱量，使混凝土緩慢冷卻，并在冷卻過程中硬化。當混凝土溫度降到0℃以前，使混凝土強度達到或超過設計強度的30%，且內外溫差不大于15℃。

2、冬季施工保溫技術

2.1 混凝土澆注前預熱升溫

（1）連續梁外部保溫利用現澆支架在外層支架上掛設保溫棉布，在支架內地面、翼緣板下作業平臺上等不同地點設置中眼蜂窩煤爐，專人看管更換煤球，為了加強熱循環和有一定的濕度，部分蜂窩煤爐上放盛滿水的鐵鍋，以形成水蒸汽，通過水蒸汽上升將熱量帶到箱梁各部位。

（2）箱梁內采用熱風噴氣式養生加熱機供熱加溫。養生熱風機使用電熱式，機型小巧靈活，移動方便，可通過風管向箱梁內供熱。熱風機在混凝土澆注前可作為鋼筋、模板等混凝土接觸介質的加熱升溫。

（3）連續梁端面采用棉被卷簾，以保證箱梁內的溫度。卷簾在進行預應力張拉、灌漿操作時或有人進出時卷起，無人進出時放下，以防止熱量過度散失。

（4）連續梁大節段澆注后，梁面保溫采用先鋪一層塑料布，再用棉被覆蓋的方法，以加強對新澆梁段及已澆梁段頂板的保溫。

（5）針對箱梁翼緣板處結構較薄容易散熱受凍，翼緣板頂面在梁段混凝土澆筑后將棉被放在防撞墻及電纜槽豎墻鋼筋上架空，可確保翼緣板頂混凝土與外界隔離，在架空范圍內的翼緣板頂加裝發熱電纜，然后覆蓋棉被，以加強翼緣板部位保溫。

2.2 混凝土澆注后梁段保溫措施

預應力張拉及壓漿均要求外界溫度不低于5℃，所以節段施工完成，在預應力張拉時及后續壓漿過程中，還需對梁體進行保溫，對于箱梁腹板及底板部位由于混凝土較厚，熱量不易散發，外側模板盡量不拆除，在箱梁內部仍采用加熱機加熱，翼緣部位由于結構較薄，下面采用發熱墊粘貼在混凝土表面，上部仍采用棉被覆蓋并加發熱電纜。

（1）電熱發熱墊施工

預應力張拉后，需進行預應力鋼束灌漿作業，要求混凝土環境不低于10℃、否則會延長硬化時間，甚至會出現表面結冰，使混凝土出現裂縫，這些問題會嚴重影響到橋體的強度和質量。模板脫模后，立即噴涂混凝土養生液漿梁體表面封閉，然后在翼緣板底側有預應力孔道范圍粘貼發熱墊，防止梁體混凝土散熱受風，突然受涼，影響混凝土質量。

①系統原理

發熱墊—保溫層系統的保溫原理是利用特質發熱電纜通電后發熱提供熱量，以補充箱梁翼緣板部分在低溫環境下散失的熱量，維持整個梁體的恒定溫度。

保溫層粘貼于發熱墊上以減少熱量的散失，降低整個系統的電能消耗，有利于減少整套系統的造價和運行費用。

該系統由溫控器自動控制需要保溫部分的溫度，單溫度達到設定溫度即停止加熱，當溫度低于設定溫度時開始加熱。該控制系統屬于智能自動控制，不但可以減少溫度誤差，而且能切實降低后期的系統運行費用。

②系統特點

a、可靠性高：由智能溫控器定點定溫控制、能自動控制系統的通斷，提供穩定的溫度環境；b、節約資源：溫控器自動控制，避免了持續加熱帶來的電能浪費；c、節約施工周期：該系統能根據建筑材料的特性提供最佳的養護溫度，加快硬化速度，節約時間，保證工程的質量；d、方便靈活：可根據不同的形態進行建設，適應性強。

③主要設備及材料

保溫系統在工廠內定做，由發熱墊和保溫層粘絡而成

④安裝方法

a、清理橋面需要做保溫的位置，保證無浮灰和其他附著物；b、將電源線甩出來后把發熱墊—保溫層（粘膠型）的成型體粘貼于橋體表面。確保粘貼平順，并測量發熱墊的參數保證產品完好，同時選擇點黏貼溫控探頭，以探測內部溫度；c、拼接縫要嚴密，并用膠帶進行密封處理，同時將電源線留在保溫層外面；且連接電源并接至溫控箱。

（2）由于連續梁的特殊結構，滿堂支架上的連續梁部位于空中狀態，底腹板處支架密集，人員上下困難，支架內部空曠，需要加熱保溫的空間大，煤爐等升溫設施只能設置于地面和翼緣板下作業平臺處。

2.3 直線現澆段保溫措施

直線段現澆段采用滿堂支架發和鋼管支架進行澆注，保溫措施同中間節段，外模保溫利用支架外層掛設耐火保溫棉，箱梁內部采用熱水機送風升溫，箱梁頂面采用塑料薄膜和棉被或苫布覆蓋，翼緣板部位予以加強保溫。

3、冬季混凝土施工

3.1 、混凝土配合比設計

高性能混凝土不宜使用防凍劑和早強劑。在冬季施工期間，每立方混凝土中膠凝材料的用量根據需要宜適當提高，最低水泥用量不宜低于300kg/m3。另外，對于箱梁大體積混凝土，粉煤灰的摻量宜為15%左右，最大不宜超過20%。

3.2 、混凝土的攪拌

冬季拌制混凝土，首先用鍋爐將水加熱，加熱水通過管道進行循環進入拌合機，利用煤火爐在料斗下部將骨料均勻加熱，水泥不得與熱水直接接觸，投料順序為：先投入骨料和加熱的水，然后再投入水泥、摻合料和外加劑。同時應將混凝土的攪拌時間比常溫延長50%，要求混凝土的出機溫度達到15℃以上，尤其要適當提高混凝土溫度，應控制在10℃以上，另外，應盡量采用較近的拌合站混凝土。

3.3 、混凝土的澆筑

混凝土澆筑前，當環境氣溫低于-15℃，應用手持式暖風機對直徑≥25mm的鋼筋和預埋件加熱至正溫。

已澆筑的混凝土，在未被上一層混凝土覆蓋前不應低于5℃，采取加熱養護時，養護前的溫度也不得低于5℃。混凝土溫度控制由施工隊安排專人監測，并做好記錄。

3.4 、混凝土各階段的溫度檢測與質量檢查措施

（1）測溫儀器：外界氣溫和混凝土內氣溫均用自動溫度計記錄僅觀測，混凝土出灌、入模溫度用旁通溫度計測試，箱梁內各觀測點溫度用多頭溫度儀測試。并用溫度 測量每車混凝土入模溫度。

（2）外界氣溫測定時間：工地環境氣溫每晝夜定時，定點觀測4次，分別在每天5：00、12：00、16：00和24：00，4個時間進行記錄。

（3）觀測箱梁溫度觀測點布置：在箱梁沒設7個觀測點，自混凝土澆注完畢時間起，綜合儲熱法養護期間至少每6h檢測1次混凝土溫度，并隨時記錄。

（4）冬期施工的混凝土，除拌制制作標準試件外，還應根據養護、拆模和施加預應力的需要，增加與向量同條件養護的施工試件不少于5組。

3.5 、箱梁拆模

混凝土強度和彈性模量達到設計允許值才能進行預應力張拉，然后放松模板，對于不影響張拉或后續節段施工的模板，暫不拆除或脫離，可延續至冬期過后溫度回升后再拆模，模板脫離或拆除后應對箱梁進行保溫養護，環境溫度與梁體溫度差應小于15℃。

4、施工總結

津秦客運專線連續梁自2009年11月15日進入冬季施工后，嚴格按支架現澆連續梁冬季施工方案進行施工，每個節段施工周期為8-12d，混凝土澆注7d后達到設計張拉強度，滿足規范及工期要求，實踐證明，采用外部熱源加熱與蓄熱保溫相結合的方法進行支架現澆連續梁冬季施工，蓄熱保溫效果顯著，梁體混凝土質量有保障，達到了快速施工的目的。

[1]TZ213-2005，客運專線橋涵工程施工技術指南[S]

[2]TB 10203-2002，鐵路橋涵施工規范[S]

[3]鐵建設[2005]160號文，客運專線鐵路橋涵工程施工質量驗收暫行標準[R]北京：中國鐵道出版社 2006

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