淺論預應力混凝土空心橋板冬期施工技術

李秋東（湖北水總水利水電建設股份有限公司，湖北武漢430000）

淺論預應力混凝土空心橋板冬期施工技術

李秋東（湖北水總水利水電建設股份有限公司，湖北武漢430000）

預應力混凝土空心橋板以其承重性能高、穩定性好、質量易于控制、施工速度快等優點，在大中型橋梁施工中應用越來越廣泛。如何保證冬期預應力混凝土空心橋板質量，是在北方冬季搶抓工程進度必須面臨的問題。本文結合工程實際，介紹了預應力混凝土空心橋板冬期施工技術要點，并針對這些要點提出了措施。在保證質量的前提下，提高了施工速度，減短了施工周期，同時還節約了成本。

預應力混凝土；空心橋板；冬期施工技術

引言

我公司承接的南水北調東線一期工程魯北段七一、六五河二標工程，工程區地處魯北平原地區，具有明顯的季節變化和季風氣候特征，冬季寒冷少雪多干燥，多年平均氣溫在11～14℃之間，極端最高氣溫41.7℃，極端最低氣溫-27℃。月均氣溫1月最低，為-2.2～-3.3℃；7月最高，為26.5～26.8℃。

工程計劃工期478日歷天，2011年4月正式開工，因種種原因預制場當年9月才投入使用，橋板預制總量近400塊，橋板預制冬天不能停工，否則就不能滿足進度要求。

在具體操作過程中，由于冬季寒冷條件，再加上施工技術缺陷對施工過程的影響，導致空心橋板在進行施工的時候經常出現塌陷、裂縫等嚴重影響施工質量的問題。如何有效地解決這些問題，保證預應力混凝土空心橋板在冬季寒冷條件下的施工質量，是工程得以順利實施的關鍵。

1 冬期施工技術要點

1.1 材料選擇

在冬季混凝土施工中，應優先選用水化熱比較小的普通硅酸鹽水泥，因此，我們選用的是聊城山水水泥有限公司生產的PO42.5散裝水泥。細骨料選用東平湖運來的優質湖砂，硬度中等，級配優良，細度模數控制在2.96左右。粗骨料選用硬度較高的連續級配的碎石，選用5～31.5mm的連續級配，同時添加適量的DM120減水劑。在保證混凝土足夠強度的前提下，應盡量減少水泥的使用，水膠比1：0.35。

1.2 澆筑及養護

一般情況下，冬季施工要做好充足的準備工作。清除模板和鋼筋上的泥水是必不可少的步驟。為了防止結冰的反復性，不能使用蒸汽法融化冰雪。

為了防止凍融破壞，在施工現場配備了加熱鍋爐和水箱。鍋爐的型號為CLSG型，這種鍋爐的排煙溫度僅為80℃。混凝土的攪拌溫度不需要太高，一般為60～80℃。這樣可以預熱配料，溶解砂石里的冰晶。同時，避免了熱水與水泥直接接觸，造成混凝土強度不高的問題。

為了防止混凝土溫度、坍落度的損失，混凝土的澆筑速度越快越好，最好控制在1h之內。澆筑時混凝土的溫度不能低于5℃。混凝土澆筑完成以后，立即養護，養護溫度不能太低。養護完成之后，立即采取保溫措施，覆蓋塑料薄膜甚至棉被等保溫材料，尤其在結構比較薄薄弱處。待混凝土達到要求強度之后，方可將保溫措施去除。如果大風天氣施工，在施工場地周圍，應采取防風措施，以減少水分的流失。

1.3 暖棚的搭設

考慮到歷年氣溫變化規律，項目部在11月初就啟動了暖棚的搭建工作，11月中旬完成，并安裝了鍋爐等設施，配備了毛苫等覆蓋材料。11月底、12月初就迎來了一次較強的寒潮，最低溫度到了零下11℃，暖棚及時發揮了作用。

暖棚的搭建用鋼管焊接骨架，頂部采用厚實透明的塑料薄膜，頂部采用毛苫、棉被覆蓋。白天能保證陽光的射入，晚上覆蓋以保證暖棚的溫度。同時，在暖棚設置了幾個火爐，使暖棚內的溫度在6～15℃范圍內。兩端是模板、鋼筋安裝及施加預應力的進出通道，采用可掀開的加厚布簾，不得封死。

此外，暖棚中還安裝了循環熱水管。利用循環熱水管中的熱水，對預制橋板實施澆灑養護。灑水之后，值班人員要勤加巡視，注意橋板上不能形成積水，更不能出現結冰現象。

2 冬期施工技術措施

2.1 模板工程施工

橋板底模采用20cm厚C20混凝土澆筑，表面原漿收光處理，預留模板加固拉結筋的孔道，橋板預制前鋪一層塑料薄膜，養護時可起到保水作用，拆模時也便于脫模。

外模板和端模板利用專業模板廠加工制作的組裝式鋼模，芯模采用定制充氣式橡膠氣囊。

模板安裝時，先安裝鋼筋骨架和端模板，再安裝波紋管及兩側模板；底板混凝土澆至設計高度，并充分振搗密實后，由外模板一端將刷涂好滑石粉的芯模快速牽引到鋼筋籠內，并使縱向接縫朝上。

在安裝模板的時候，用M12mm的螺栓緊固固定。模板與模板之間的間隙，用雙面膠密封，并保證粘接牢固。外側通過邊長為100mm的方木實施固定，同時通過花籃螺栓和地錨進行緊固。模板安裝應嚴格按放樣進行，支撐和地錨應避開凍土，確保安裝位置準確、支撐牢固。

芯模使用前，首先檢查鋼筋籠鋼絲接頭及扎絲頭不得朝內徑方向彎曲，以免扎傷芯模，形成漏氣現象。為保證板梁鋼筋的保護層及板梁空腔部分尺寸符合設計及規范要求，避免空心板橡膠芯模在澆筑混凝土的過程中上浮，使用定位環箍鋼筋進行固定，間距50cm，定位鋼筋與板梁鋼筋骨架焊接牢固，定位鋼筋內徑尺寸與空腔尺寸相同。

2.2 鋼筋工程

鋼筋加工棚進行圍擋封閉處理，以防風擋雪。鋼筋加工、焊接均應在棚內進行，并有取暖、保溫措施，保證溫度不低于5℃，剛焊接好的鋼筋應等接頭溫度冷卻到與加工棚內溫度一致時再送出綁扎，避免剛焊接的部位立刻接觸冰雪或極低的氣溫環境，避免在負溫下用水沖洗鋼筋，以免附著水結冰。

鋼筋綁扎時按照圖紙設計要求確定鋼筋間距，并在模板上面進行彈線，用來確定綁扎鋼筋的位置，確保交接點處的緊固連接。在鋼筋骨架與模板間墊上50mm厚水泥砂漿墊塊，墊塊間距80cm左右，以保證混凝土保護層厚度。

波紋管嚴格按照設計位置安設，并與鋼筋骨架連接固定，直線段每間隔1m設置定位鋼筋一道，曲線段每間隔30cm設置一道，使定位后的管道軸線偏差梁長方向不大于3cm，梁高方向不大于5mm。盡量不留接頭，如有接頭要采用套接處理，再用膠帶纏繞密封好，保證澆筑混凝土時不會因漏漿堵塞孔道。

2.3 混凝土工程

天氣晴朗時對砂石料進行晾曬，或用裝載機對當天要用的砂石料進行翻曬，在午后和雨雪天氣用篷布覆蓋砂石骨料，確保砂石料中沒有冰雪和凍塊。攪拌混凝土時，首先要對拌和用水加熱并對攪拌機實施溫水沖洗，然后根據規定的順序將骨料、熱水、水泥和外加劑依次投入，同時進行攪拌，攪拌時間在2.5min以上。

混凝土攪拌后，盡量在最短的時間內入倉。混凝土罐車包裹保溫材料，以減少混凝土運輸過程中的熱量損失，確保混凝土的出機溫度在12℃以上，入模溫度在5℃以上，澆筑全部安排在白天氣溫高的時段進行。澆筑混凝土時，按照一定的順序由一端向另一端逐漸澆筑。首先澆筑空心板底部，芯模固定好后再對其側面進行澆筑，最后澆筑頂部。澆筑完成之后，對其表面進行收漿、拉毛處理。

澆筑時應保證混凝土的密實性，振動搗實的速度要均勻并且充分，尤其是在狹小的結構位置、波紋管周圍及板端鋼筋致密處，同時要保證波紋管及芯模的位置不能發生變化。

澆筑完成后及時覆蓋保溫層，形成一個密閉的空間以減少熱量的損失，6h之后，用與暖棚內溫度相適應的溫水對混凝土實施表層養護，澆水次數以保證混凝土表面濕潤為準。

混凝土澆筑完畢24h后即可拆除所有模板，拆模時嚴禁碰撞混凝土。

2.4 施加預應力

張拉設備應經過校驗后才能使用。當橋板混凝土強度達到設計強度的90%才能對預應力鋼絞線進行張拉錨固。張拉順序應按設計規定進行，張拉方式采用兩端同時對稱張拉，須保持兩端同步進行，還應保證千斤頂張拉力作用線與鋼絞線軸線一致。對張拉力和伸長量進行雙控，以張拉力控制為主，伸長量作為校核。張拉時，及時進行測量、記錄，并與設計的理論值進行對比，伸長率不得超過6%。

對鋼絞線施加預應力兩天后，進行壓漿處理，壓漿前用蒸汽對孔道進行預熱，使孔道內溫度在5℃以上，拌漿用水為40～60℃的熱水以提高水泥漿的入孔溫度，壓漿完成后用土工布和塑料布包裹進行孔道保溫。

水泥漿的強度要不低于40MPa，水泥漿自拌制到壓入孔道的延續時間，應控制在45min之內。壓漿時應緩慢均勻進行，同一孔道壓漿一次完成不得中斷。

使用HB-3活塞式壓漿泵，壓力控制在0.7MPa。壓漿應達到排氣孔排出與規定稠度相同的水泥漿為止。關閉出漿孔后，應保持0.5MPa壓力2min以上，再封閉壓漿孔。

預應力張拉設備和儀表應設置在暖棚內，保證油壓表的工作環境不低于10℃，油壓儀表采用抗凍油。

2.5 封端施工

首先對封端位置的鋼筋進行綁扎，然后再裝設封端部位的鋼模板，同時利用支撐零件穩固，合格之后，用C40混凝土澆筑端部。封端之后的橋板長度應控制在合理范圍內，同時注意每塊橋板端部的角度要與設計一致。

3 冬期施工的質量保證措施

建立冬期預應力混凝土空心橋板施工質量體系，將責任分解、落實到班組和個人。加強質量監督檢查，對原材料采購、存放，拌和、澆筑及養護的全過程進行標準化管理，試驗室根據氣溫、施工計劃及原材料的含水率等提出實際的配合比，及時拿出試驗數據與設計進行比較，實時調整技術措施。同時有專人及時跟蹤天氣變化及趨勢，并據此調整預制計劃，確定拌制和養護水溫，在保證質量的同時，最大限度地降低成本。

4 結束語

在寒冷的冬季進行預應力混凝土空心橋板施工，確實會面臨諸多困難。實踐證明，當環境溫度低于5℃以下時，只要采取適當的技術和組織措施，不僅可以使混凝土在低溫下不受凍害，還可以加快混凝土強度的增長，縮短預制周期，降低施工成本，達到加快工程進度的目的。

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