高速鐵路簡支箱梁冬期施工質量控制

劉德波

摘要：根據滬昆鐵路馬龍制梁場、連徐鐵路邳州制梁場、連徐鐵路徐州制梁場工程實例，闡述了高速鐵路預應力混凝土簡支箱梁寒冷地區冬期施工溫度控制、測溫點布設、蒸汽養護、自然養護等施工經驗，為寒涼地區箱梁冬期施工提供參考。

Abstract： According to the engineering examples of Shanghai-Kunming Railway Malong beam field， Lianyungang-Xuzhou Railway Pizhou Beam Field and Lianyungang-Xuzhou Railway Xuzhou Beam Field， the temperature control， temperature measurement points layout， steam curing， natural maintenance of high-speed railway prestressed concrete simple-supported box girders during winter are expounded， to provide reference for winter construction of box girders in cold regions.

關鍵詞：簡支箱梁；溫度控制；蒸汽養護；張拉壓漿

Key words： simply supported box girder；temperature control；steam curing；tensioned grouting

中圖分類號：U445.57 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）17-0165-02

0 引言

冬期施工是指日平均氣溫連續3d低于5℃或最低氣溫低于0℃對鋼筋混凝土采取的保溫措施。徐州制梁場所在位置屬大陸性暖溫帶季風氣候，氣溫變化大，具有長江流域和黃河流域的過渡性氣候的特征，冬天氣溫在零攝氏度以下一般在1-2個月，最低氣溫在-10℃左右。本文以徐州制梁場預應力混凝土簡支箱梁為例，就原材料溫度控制、混凝土工程、測溫點布設、蒸汽養護、張拉壓漿技術加以論述。

1 原材料溫度控制

根據《鐵路混凝土工程施工技術規程》（Q∕CR 9207-2017 ）規定：

①鋼筋冷彎溫度不宜低于-20℃，當溫度低于-20℃時，不得對HRB400、HRB500鋼筋進行冷彎操作。②鋼筋電弧焊接時通過防雨棚來進行有效的防雪、防風及保溫，并選用韌性較好的焊條。鋼筋電弧焊接宜分層控溫施焊，第一層焊縫，先從中間起弧，再向兩端運??；立焊時，先從中間向上方運弧，再從下端向中間運弧。焊接后的接頭嚴禁立即接觸冰雪。③水泥、礦物參合料、外加劑等宜運入暖棚進行自然預熱，且不得直接加熱。④混凝土拌和溫度不滿足規范時，可對級配碎石、砂子、水進行加熱，切忌加熱水泥；優先加熱水，水可加熱至80℃；當骨料與水同時加熱時，水可加熱至60℃，粗細骨料可加熱至40℃。⑤骨料不得混有冰雪，凍塊及易被凍裂的礦物質。

2 混凝土工程

①攪拌站、上料斗、皮帶運輸機采用全封閉保溫結構，攪拌機采用空調加熱保溫，保證在混凝土攪拌過程中棚內溫度不低于10℃。②嚴格控制混凝土配合比，規范檢測砂石料的含水率，計算出實際用水量，確?；炷僚浔鹊木珳?。③采用熱水機組加熱水的預熱方法調整拌合物的溫度，水溫應根據現場骨料及環境溫度進行熱工計算。采用加熱水溫拌制混凝土時工序如下：先將熱水與級配碎石和砂子拌合，均勻吸熱后加入水泥、外加劑和礦物參和料，拌合均勻?；炷涟柚茣r間應適當延長，以保證混凝土出機溫度不低于10℃，混凝土入模溫度不低于5℃。④鋼筋骨架吊入模板后，校正鋼筋、預埋件的位置，驗收合格后，蒸養棚覆蓋，暖風機加溫的辦法，保證澆筑混凝土時鋼筋、模板、環境溫度不低于5℃。混凝土泵送管采用棉被包裹，暗溝敷設，泵送前用熱水對甭管進行預熱，保證其管內溫度不低于10℃。⑤澆筑混凝土時，已澆筑部位和未澆筑部位采用篷布覆蓋，與環境隔絕，確保澆筑環境溫度?；炷良皶r入模，要求混凝土的出機到澆筑完成不得超過30min。⑥混凝土澆筑完畢，及時拔除通風口模具，確保通風口處混凝土棱角不損壞。模具拔出后立即對通風口采取保溫措施，防止溫差過大產生裂縫。⑦混凝土澆筑同養試件的留取，在常溫施工的基礎上增加三組，分別用于指導養護、拆模和受載工況混凝土達到的強度，確保各工序施工受控。

3 模板工程

當混凝土強度達到設計值的60%+3.5MPa時，拆除端模松開內模。拆除模板時，芯部與表層、表層與環境、箱內與箱外溫差不得大于15℃且能保證梁體棱角完整時可以拆模，拆除后的混凝土表面采用臨時覆蓋措施，氣溫急劇變化時不能拆模。

4 測溫點的布設

①箱梁在制梁臺座上養護期間，需通過無線測溫系統對箱梁頂板芯部、底板芯部、腹板芯部、表層、箱內、箱外進行測量。②測溫探頭的布置為跨中與梁端2個斷面；具體布置在距梁端1.5米底腹板交界處，頂腹板交界處的芯部和表層，箱內一處，側模外布置一處，共六處；跨中斷面位置，測點位置與端部一致。溫度傳感器發射裝置要安裝牢靠，位于梁體外側、箱內高度的中部位置，芯部和表層溫度傳感器固定在梁體鋼筋上。測溫點布置具體見圖1。

說明：

點①代表腹板與頂板交界處芯部溫度測量點，位于頂板1/2厚水平線和腹板豎向中線的交點處。

點②代表腹板與頂板交界處表層溫度測量點，插入混凝土深5cm處，作為測試混凝土表層溫度。

點③代表腹板與底板交界處芯部溫度測量點，位于底板1/2厚水平線和腹板豎向中線的交點處。

點④代表腹板與底板交界處表層溫度測量點，插入混凝土深5cm處，作為測試混凝土表層溫度。

點⑤代表箱內溫度測量點。

點⑥代表腹板外側蒸養棚內溫度測量點。

點⑦代表環境外界環境溫度測量點。

測溫次數：恒溫時每2小時測一次溫度，升、降溫每小時測一次。室外氣溫及施工環境溫度應每晝夜定時、定點觀測4次并及時記錄。

5 蒸汽養護

為確?；炷琉B護期間強度的持續正常增長，必須做好冬施措施，在澆筑混凝土和養護期間減少混凝土表面與外界環境的接觸時間，采用蒸養棚全封閉養護，定時檢測溫度變化，進行溫度分析，實施動態調控，確保養護效果。

①養護設備采用1臺4噸鍋爐供應蒸汽。

②混凝土澆筑完畢后立即吊裝蒸養棚，靜停4～6小時，靜停期間棚內溫度不得低于5℃。蒸汽養護結束，點⑦溫度在0℃以下時，應待混凝土表層溫度冷卻至5℃以下，點③與點④、點④與點⑤溫差不大于15℃，方可拆模。

③梁場蒸汽養護采用養護棚封閉養護方法。蒸汽溫度隨梁體芯部水化熱的降低而升高，實行跟蹤養護。

④蒸汽養護的四個階段：第一階段（靜停階段）：箱梁混凝土澆筑完畢切忌立即升溫，防止初凝前升溫對混凝土結構產生破壞；保持蒸汽養護棚的溫度不低于5℃，4小時后方可通入蒸汽對蒸養棚內進行升溫。第二階段（升溫階段）：將蒸養棚內的溫度上升到規定溫度，由于混凝土澆筑初期強度低，受溫度影響宜產生溫度裂縫，為了避免升溫速度過快產生裂縫，導致結構破壞，升溫速度控制在10℃/h。第三階段（恒溫階段）：當蒸養棚內的溫度升至規定溫度即恒溫階段是混凝土強度增長最快的階段，因此控制好恒溫時間對混凝土的強度至關重要，恒溫時間由混凝土增長強度及環境溫度確定。恒溫階段蒸養棚內環境溫度不的超過45℃，梁體芯部溫度不超過65℃。

第四階段（降溫階段）：在恒溫階段混凝土已達到一定強度，但如降溫過快，混凝土表面仍然會產生溫度裂縫，因此嚴格控制降溫速度在10℃/h以內。

6 養護期間溫度控制

①為了減少混凝土表層與蒸養棚內環境溫差，保持蒸養棚內環境溫度不低于5℃，靜停4小時后方可升溫，升溫速度控制在10℃/h。②蒸養棚內的溫度升至恒溫階段時，點①和點③處混凝土溫度不能超過65℃，當其溫度接近60℃時，應適當降低點⑤和點⑥處混凝土溫度，以確保①和點③處混凝土溫度不超過65℃。③當梁體混凝土抗壓強度達到設計強度的60%時方可降溫，嚴格控制降溫速度在10℃/h以內。④蒸汽養護棚內即內箱與梁體兩側（點⑤和點⑥處）環境溫度應該一致。⑤蒸汽養護期間及拆模后，應確保點①（點③）與點②（點④）溫差、②（點④）與點⑤（點⑥）溫差不應超過15℃。

7 自然養護

在箱梁初張拉后移出制梁臺座即進入自然養護，在自然養護期內（拆模后14d）混凝土外露頂面采用塑料薄膜、土工布嚴密覆蓋，四周采用篷布搭設暖棚，棚內采用暖風機加熱，保持環境及梁體溫度不低于5℃。

8 張拉及管道壓漿

①鋼絞線下料、張拉的環境溫度不宜低于0℃，穿束前應采取措施將孔道內灰漿清理干凈。

②混凝土強度達到設計要求后，按預張拉、初張拉、終張拉三個階段進行。

③管道壓漿施工。

冬期進行孔道壓漿時，必須采取保溫、防凍措施；同一管道壓漿應連續進行，一次完成，從漿體攪拌到壓入梁體的時間不超過40min。

壓漿前進行預熱保溫，采用壓漿防凍棚，棚內設置電暖風機對進行加溫，壓漿時及壓漿后3天內，環境及梁體溫度不低于5℃，漿體溫度應在5℃～30℃之間，否則對拌和水進行加熱，加熱采用自制200升容量水桶兩個，一個用于加熱，一個用于調節水溫。

9 結束語

實踐證明，預應力混凝土簡支箱梁冬期施工從技術源頭、混凝土澆筑、養護、張拉壓漿等工序入手，采取適當的冬施措施，減小混凝土與外界溫差，可以有效避免混凝土早期受凍，從而可以取得常溫時的施工效果，確保施工質量。

參考文獻：

[1]Q/CR 9207-2017，鐵路混凝土工程施工技術規程[S].125-130.

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[4]胡宇庭，穆蘭，李宏坤.預應力混凝土箱梁的冬季施工[J].石家莊鐵路職業技術學院學報，2009：43-45.