城際鐵路箱梁冬季預制架設施工技術

鮑軍平

摘 要：根據新建北京至雄安新區城際鐵路北京大興制梁場生產實際，提出了城際鐵路大噸位預應力混凝土簡支箱梁冬季預制、架設施工的若干有效技術措施。

關鍵詞：城際鐵路;大噸位箱梁;冬季預制架設;施工技術

中圖分類號：U445 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）20-0120-02

0 引言

京雄城際鐵路一標段北京大興制梁場位于線路正線里程DK26+700～DK27+300右側。負責該標段DK16+999.16～DK39+939.22里程范圍內黃固特大橋538孔箱梁的制架和架設施工任務，其中24m梁74孔，32m梁464孔。根據總體工期安排，全年進行箱梁預制，計劃冬季施工100孔。梁場地處北京市大興區魏善莊鎮境內，為永定河沖積平原，這一地區屬于暖溫帶半濕潤的大陸季風類型的氣候。最低溫度一般維持在零下九攝氏度至零下十七攝氏度之間，冬期來臨早、時間長，干燥少雨、平均風速10m/s，凍土厚度在1m左右。

1 冬季施工技術

1.1 控制溫度的技術

1.1.1 加熱、保溫原材料

（1）為了預防雨雪天氣二次污染砂石料，原材料的存放區及拌合站配料機整體采用鋼結構大棚封閉，各種規格砂石料分倉存放;應用長度為10cm的厚彩鋼巖棉夾芯板封閉防護砂石料頂部及合格區的三邊，利用保暖綿篷布分成三塊，將其制作成電動卷簾門用于每個料倉出入口，出料時利用能夠滿足裝載機上料要求的組成棚中棚，最大程度上控制及減少損失熱量現象的出現。（2）為了最大程度上預防二次清洗后砂石料結冰的現象應對原材料倉實施升溫及保溫的處理，結合冬季施工方案設置蒸汽管道在料棚內，若加入熱水后入模溫度不合格應下可以加溫砂石料。（3）清水池為地下水池，為防止熱量散失頂部采用保溫板及棉簾進行覆蓋，內部布設蒸汽管道進行加熱，同時設置水位和溫度自動控制裝置，達到設定水位和設定溫度后自動啟停。（4）混凝土外加劑對溫度比較敏感，存放溫度應介于5-30攝氏度之間。外加劑儲存罐設置在粉料倉下方，采用彩鋼巖棉夾芯板搭設保溫棚，罐體包裹電熱絲阻燃棉簾進行加熱，達到設定溫度電源自動啟停。

1.1.2 控制拌和溫度

（1）將蒸汽管道設置在攪拌站配料斗下，升溫處理周圍的環境，減少由于砂石料溫度損失速度快及下料口氣缸冰凍的現象。（2）采用夾心彩鋼板全封閉攪拌樓及輸送帶，將蒸汽管道設計在攪拌樓內部，實施升溫處理。混凝土在攪拌之前、攪拌之后利用熱水沖洗攪拌機鼓筒。在控制室內用空調進行取暖，減少溫度過低導致的影響發生，促進施工人員工作環境中溫度的提升。（3）為了保證拌合物溫度出機溫度，利用熱工計算這一環節應應用在攪拌前，在攪拌過程中對骨料及水等進行最高溫度的預熱處理，將入模的溫度維持在5攝氏度以上，針對不便直接和熱的水泥及礦物摻合料，可以將其運送至暖棚中進行自然預熱，當需要加熱處理水時，將水的溫度控制在65攝氏度以內;針對不能加熱的骨料應將水加熱至80攝氏度以上。（4）開展二次投料，充分的攪拌細骨料、熱水及粗骨料等，在其中加上礦粉、水泥、粉煤灰等，減少水泥等膠凝材料出現假凝的現象，且在攪拌過程中應控制攪拌時間在2分鐘到2分半鐘之間。（5）混凝土采用罐車運輸至制梁臺座，由兩臺地泵配合布料機進行混凝土澆筑，攪拌罐及泵管采用棉篷布進行包裹。對混凝土輸送管道用熱水預熱后，采用溫度不低于10攝氏度的砂漿潤濕管道，管道經過預熱，表面溫度在5攝氏度以上。同時盡可能減少混凝土運輸時間，控制損失的熱量。

1.2 對箱梁頂面及制梁臺座實施保溫處理

采用10cm厚彩鋼巖棉夾芯板封閉制梁臺座，在頂部移動式的保溫棚上對端頭篷布進行固定，實施電動傳輸裝置卷動篷布，結合實際的內模數量積極調配活動的頂蓋。為了更好的升降控制梁體的溫度應將梁體分成六個縱向溫度控制區的橫斷面。在制梁臺座3道連續墻中間隔布置好φ50mm的2根蒸汽管道，在管道上鉆上小孔提供氣體、并在翼緣板兩側及板下分別設置φ50mm的2根共4根的蒸汽管道，加溫處理側膜及頂棚，保證均勻的受溫。

1.3 蒸汽養護梁體

在澆筑梁體混凝土之前，通蒸汽對模板及鋼筋進行預熱，模板及鋼筋溫度經預熱后不得低于5攝氏度方可澆筑。在箱梁澆筑成型之后將頂蓋實施保溫處理。由2臺4噸蒸汽提供燃氣式蒸汽窩爐，敷設管道傳送蒸汽養護梁體。通過實施溫度自動監測控制系統及電磁閥門控制系統等實施溫度控制系統的處理。通過對梁體混凝土棚內溫度、芯部及表層等溫度進行測量，根據測量結果對進氣量及蒸汽養護溫度進行調整及控制。

（1）每孔箱梁共布置6個測溫點，端頭截面腹板與頂板交接處埋設芯部、表層測試點2個（梁體結構最厚位置），兩個測棚罩內部溫度，懸掛于棚罩內，棚罩外懸掛一個。測溫點具體布置見“圖1箱梁測溫點布置圖”。（2）控制蒸養棚內的溫度維持在5至10攝氏度范圍內，控制溫度不太高，減少不良影響現象的出現;減少由于受到水化熱等因素的嚴重影響，提高棚內溫度，減少溫差現象的出現，避免開裂現象的出現。

1）升溫完成后，蒸養棚內的溫度會高達45攝氏度，這一時間段混凝土水化熱高溫狀態（38攝氏度）。于蒸汽養護的升溫時間段，應將溫度升高的速度控制在一小時10攝氏度，在AAP軟件上將升溫梯度輸入，調整電磁閥的供氣控制升溫。2）混凝土水化熱在40小時左右會達到峰值，40小時以后混凝土芯部溫度逐漸降低。恒溫養護時間為30小時左右，強度會達到設計強度的60%，在48小時以后會達到強度的80%左右。這一時間可以將蒸汽養護停止，采用自然降溫及風機降溫開展降溫操作，混凝土芯部降溫的速度不快，為了減少混凝土降溫速度快導致的裂紋現象應實施自然降溫額處理，將降溫的時間延長，速度控制為一小時5攝氏度左右，讓混凝土的芯部、表層及棚內溫度之間的差維持在15攝氏度范圍內。

1.4 預應力孔道壓漿

（1）壓漿處理前梁體利用篷布進行全部的覆蓋處理，并在箱梁內外分別將50KW的六臺燃油式暖風機進行加溫處理，在確保壓漿后3天內梁體孔道溫度應維持在5攝氏度左右，在漿體強度達到25MPa前將孔道溫度控制在正溫狀態中。（2）對壓漿用水進行加熱，嚴格按照熱工計算控制水溫度，使水泥漿溫度達到5～10攝氏度。（3）應用高速的水泥漿攪拌機提高漿體的低泌水率及流動性，將高效減水劑加入到漿體內，并將水灰比控制在0.3范圍內。

1.5 箱梁預制的溫度監控

（1）蒸養棚內溫度監控：在棚內和箱梁代表性部位埋設測溫探頭，手機APP自動顯示個測點溫度及溫度曲線，實施掌控棚內及梁體溫度變化情況。在滿足混凝土表面與棚內溫差及混凝土養護的條件下，棚內溫度要盡可能降低，以利混凝上水化熱的散失。（2）監控混凝土入模的溫度：對每一盤混凝土出機的溫度進行記錄，將混凝土運輸至澆筑點之后對混凝土入模的溫度進行測量及記錄，并將其溫度控制在在5攝氏度以上，促進混凝土的芯部溫度下降。（3）應用溫度無線自動采集記錄系統監測蒸汽養護溫度，主要由手機APP終端、測量發射單元及采集處理單元等組成。技術操作人員結合APP上的數據對蒸汽進行調整，使得混凝土表面與芯部的溫差維持在15攝氏度范圍內。

1.6 箱梁架設的支座灌漿

在實施冬季灌漿操作的過程中應嚴格實施相應的保溫處理，用于提高漿料凝固后強度上升的時間及施工質量、施工進度。

（1）高強度支座灌漿砂漿主要分成低溫及常溫兩種，主要適用在溫度不同情況下的灌漿處理過程中，針對低溫條件應劃分為以下部分：1）5至15攝氏度：一般型低溫會導致砂漿發展速度受到影響，但能預防冰凍現象的出現。2）零下10攝氏度至5攝氏度：負溫狀態下不僅對砂漿抗壓強度的發展速度產生影響，還會導致凍漲現象的出現。3）零下20攝氏度至零下10攝氏度：嚴寒狀態下對于制作砂漿的強度及后期使用性能產生嚴重影響。（2）拌合溫度。1）5至15攝氏度：最低氣溫下無需采用任何低溫施工行為，主要實施低溫型的材料即可。但針對風力較大的現象應在澆筑完砂漿之后設置圍欄，減少水分流失過度導致開裂現象的出現。2）零下10攝氏度至5攝氏度：這一溫度環境下應實施加熱拌合水、使用電暖風機等加熱養護的處理。拌合水溫度應控制在35攝氏度至45攝氏度之間。在澆筑完支座砂漿后應采用支座砂漿養護套實施加熱養護的處理，溫度在15攝氏度至20攝氏度之間，利用棉被覆蓋24小時進行保溫處理，將其溫度控制在5攝氏度左右。3）零下20攝氏度至零下10攝氏度：這一溫度環境下需要實施拌合水、預加熱錨栓孔溫度加熱處理，實施電暖風機加熱養護處理。將拌合水溫度控制在35攝氏度至45攝氏度之間澆筑支座砂漿后養護處理，溫度控制在15攝氏度至20攝氏度范圍內，2小時后用棉被覆蓋保溫處理一周，溫度控制在5攝氏度左右。（3）養護溫度。2小時內采用暖風加熱養護（15攝氏度至20攝氏度），利用棉被進行包裹處理直至砂漿強度在75%以上方可撤除千斤頂。

2 結語

京雄城際鐵路一標北京大興制梁場冬季具有風速較大及氣溫較低等特點，導致施工過程中難度較大，施工質量要求較高，且施工風險較大。成本較高。為了保證箱梁預制架設施生產的安全性，在北京大興制梁場冬季預制架設施工的一百多片箱梁、制作灌漿漿體及混凝土等均未出現凍壞及裂縫現象。

參考文獻

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