高墩大跨橋梁冬期組合式保溫體系施工技術

嚴 杰

（中國建筑第七工程局有限公司，河南 鄭州 450004）

1 工程概況

該橋梁橋位區屬于黃土丘陵-黃土梁地貌，橋區地形起伏不平，沖溝、溝谷發育，地形條件復雜，橋梁整體位于丘陵與河谷之間。橋梁全長3177m，主橋全長1134m，采用87m+6m×160m+87m預應力砼剛構-連續組合體系梁橋。具有深長樁基、大體積承臺混凝土、高墩大跨等特點。最大設計樁長93m（實際施鉆深度達101m）且位于濕陷性黃土區域，裂隙陷穴頻發，最大承臺為5198.2m3的大體積混凝土，最大墩高126.5m，橋梁最大高度為137m，最大跨徑為160m。受特殊的地形條件影響，加之冬期大風、高寒天氣頻發，對冬期高墩大跨徑橋梁施工造成一定的影響，特別是存在冬期混凝土保溫養護難度大、安全風險高等問題。

2 組合式保溫體系技術原理

該保溫體系采用橋梁模板+XPS高分子保溫板+PUR噴涂硬泡體聚氨酯隔熱層，在進入冬期施工前，將模板取下，平置于廠區地面。將XPS高分子保溫板鋪設在模板背楞之間，保溫板鋪設厚度為8cm。保溫板鋪設完畢后噴涂PUR噴涂硬泡體聚氨酯隔熱層。PUR噴涂硬泡體聚氨酯隔熱層主要由多元醇（polyol）與異氰酸酯（MDI）組成，采用無氟發泡技術，在一定狀態下發生熱反應，產生閉孔率不低于95%的硬泡化合物，即聚氨酯硬泡體，常溫下導熱系數在0.024W/(m·K)左右。噴涂完畢后靜置20min后可起吊安裝模板，施工速度要快。同時，聚氨酯具有較高的抗折斷、抗撕裂強度和較好的耐磨性能和抗沖擊性能，并具備良好的保濕隔熱、保溫性能和優良的耐化學腐蝕性能，具有環境無污染、節約能源、操作簡單、便于野外施工等優點。聚氨酯本身是一種強度極高的黏合劑，通過發泡后形成泡沫，能較好地與模板黏為一體，并且水對于聚氨酯基本沒有溶解腐蝕作用，與水不發生反應。

3 組合式保溫體系施工技術

3.1 施工工藝流程

施工工藝流程：施工準備→模板制作與清理→XPS高分子保溫板安裝→噴涂聚氨酯→鋼筋、模板安裝→混凝土澆筑→混凝土養護→進入下一節段施工。

3.2 施工準備

（1）施工過程中應根據現場施工作業計劃合理安排橋梁保溫體系施工，確保施工安全可靠；（2）噴涂聚氨酯硬泡體時應保證現場作業環境滿足施工要求，必要時采取相應的防護措施；（3）聚氨酯材料應保證密封儲存，避免受潮；（4）施工前，根據現場施工需求進行噴涂試驗，保證施工噴涂質量滿足要求。

3.3 模板制作及清理

噴涂聚氨酯保溫材料前，首件將橋梁模板采用塔吊取下，平置于廠區地面，清理干凈需要噴涂的模板表面，并保證模板表面干燥。為保證聚氨酯材料噴涂厚度、比例、環境適應性等滿足要求，施工前進行聚氨酯的試噴作業。

模板拆除吊裝前，檢查鎖緊螺栓及穿墻螺桿是否拆卸干凈，確認無誤且模板與混凝土完全脫離后方可起吊。模板拆除時，應先掛好吊鉤，系緊繩索，再行拆除銷桿。吊鉤應垂直模板，不得斜吊，以防碰撞相鄰模板和墻體。摘鉤時手不離鉤，超過障礙物以上的允許高度，才能行車或轉臂。模板就位和拆除時，必須設置纜風繩，以確保模板吊裝過程中的穩定性。在大風情況下，根據安全規定，不得作高空運輸，以免拆除過程中發生模板間或與其他障礙物之間的碰撞。

模板拆除后其面板不可直接放在地面上，需在地面上先墊方木，再將模板放置在方木上，以保證模板的周轉次數。模板整個單元在拆卸或安裝吊裝時吊鉤一定要吊于主背楞上部的吊具上，不得吊于模板的吊鉤上。

3.4 XPS高分子保溫板安裝

模板清理完成后，安裝XPS高分子保溫板，根據現場情況裁割XPS板，XPS板大小以現場模板的檁條寬度為宜，如寬度不夠可以搭接。將XPS高分子保溫板鋪設在模板背楞之間，保溫板鋪設厚度為8cm。保溫板鋪設完畢后噴涂PUR噴涂硬泡體聚氨酯隔熱層進行包裹，無需額外采取措施進行粘貼。

3.5 聚氨酯硬泡體噴涂施工

（1）聚氨酯硬泡體配合比控制。聚氨酯硬泡體配合比經試驗室進行試驗確定，并經監理工程師驗證滿足要求后實施，一般聚氨酯硬泡體白料（多元醇）∶聚氨酯硬泡體黑料（二異氰酸酯）按照1∶1的體積比采用高壓無氣噴涂機在大于10MPa壓力條件下混合噴出。

（2）噴涂順序。在噴涂聚氨酯材料時應按照自上而下或者自下而上的順序施工，以此有效控制噴涂質量。

（3）噴涂前準備工作。①由于現場地處山嶺重丘區河谷之間，冬期大風天氣頻發，施工過程中必須采取相應防護措施，避免噴涂過程中受周邊環境的影響，從而破壞施工效果。②施工前，對作業機器設備進行調試，確保滿足施工要求。

（4）模板噴涂施工。①對需要噴涂聚氨酯材料的模板表面噴涂聚氨酯硬泡體。噴涂時，要求噴涂均勻，厚度、平整度等質量滿足要求。②分層噴涂。聚氨酯保溫材料噴涂厚度為30mm。施工中分三次噴涂，每次噴涂厚度按照10mm控制，既保證聚氨酯噴涂厚度滿足要求，又保證模板表面噴涂均勻。同時，通過多次噴涂聚氨酯保證產生閉孔率不低于95%，從而提高后續保溫性能。③聚氨酯材料在噴涂過程中，首先根據試驗確定的配合比利用發泡機進行噴涂作業，為保證噴涂效果，一般采用專用噴槍作業，并對發泡機噴涂壓力、噴槍噴頭選用等進行調試，確保噴涂后泡沫厚度、平整度等均勻一致，保證噴涂外觀質量滿足要求。④在噴涂聚氨酯材料的過程中，應保證環境的溫度在合適的溫度范圍內，以保證聚氨酯硬泡體噴涂效果。

（5）技術指標及檢查驗收。泡沫平整度均勻，色澤一致，表面無空鼓。需要注意，發泡聚氨酯硬泡體施工后20min內禁止人在上面行走。檢查時用螺絲刀檢查，發現不實之處及時修補，不得留任何隱患，現場施工員、質檢員必須跟班檢查，檢查合格后方可進入下一道工序施工，特別要注意平立面交接處、轉角處、陰陽角部位的做法是否正確。待自檢合格后報請監理按照《硬泡聚氨酯保溫防水工程技術規程》（GB 50404—2017）對其進行檢查。

3.6 模板安裝

模板噴涂聚氨酯硬泡體施工完成20min后，及時檢查噴涂質量，檢查合格后方可吊裝模板，進行墩柱混凝土施工。安裝模板時，將模板內表面清理干凈，涂刷脫模劑，根據設計圖紙安裝好預埋件；合理解決模板拉桿孔的位置與鋼筋沖突的位置；模板底口貼緊混凝土表面；穿好套管、拉桿，擰緊每根對拉螺桿；現場測量人員復查模板位置；澆筑混凝土。現場模板安裝采用塔吊、卷揚機等設備進行吊裝，吊裝時需做好現場安全防護作業，并指定專人現場指揮起吊作業，保證施工安全。

3.7 混凝土澆筑及養護

混凝土采取對稱分層澆筑，分層厚度控制在30cm以下，澆筑時保證連續作業，并采用振搗棒及時進行按照規范要求進行振搗。為了保證冬期混凝土養護質量，必須重點關注采取組合式保溫體系后冬期混凝土的養護溫度，并采取在混凝土內側布置溫度測量裝置。混凝土溫度檢測采用熱電偶作溫度傳感器，模板安裝前將電纜線根據測點位置均勻、牢固安裝在鋼筋上，并避免安裝在振搗棒接觸部位。模板安裝后，在模板上根據測點位置設置相應測溫孔，并將電纜線與數字顯示巡檢儀連接，以達到溫度測量的目的。在混凝土澆筑過程中，下料時不得直接沖擊測溫線；振搗時，振搗器不得觸及測溫線，做好測溫裝置的保護工作。

4 質量保證措施

（1）發泡聚氨酯保溫層的厚度應符合設計要求，表面應平整，不應有鼓起、斷裂、滲漏等現象。（2）施工中隨時檢查產品質量，發現問題馬上修補，做到當日問題當日解決。（3）噴涂時，步調一致，走槍均勻，保證厚度和質量，平面必須平整，檢驗值應在±3㎜，如發生積聚故障應排除后方可施工。（4）聚氨酯白料、黑料應在干燥、通風、陰涼的場所密封存放，白料存放溫度宜控制在15～20℃，不得超過30℃，不得曝曬。黑料存放溫度以15～35℃為宜，不得超過35℃，最低存放溫度不得低于5℃。聚氨酯白料、黑料的存放期為6個月。（5）合理選擇模板安裝順序，一般情況下，模板應自下而上地安裝。在安裝過程中，可設臨時支撐穩住模板，待安裝完畢且校正無誤后再固定。（6）模板在安裝過程中應確保垂直度、標高及構件尺寸等滿足要求，同時保障模板接縫應緊密。

5 安全、環保保證措施

（1）所有進場的電氣材料，防護設施必須有合格證，電工試驗合格后，方可投入使用；

（2）由于施工過程中要接觸化學品，因此在噴涂時必須保持一定的壓力和溫度，且施工人員必須遵循安全第一的原則。（3）噴涂硬泡聚氨酯的施工風力不應大于4級，風速不宜大于4m/s，應有防風措施，嚴禁雨雪天施工，雨雪季施工應采取防風、防凍措施。（4）施工場地選擇應盡量減少施工對居民生活的影響，減小噪聲的強度和敏感點受噪聲干擾時間。（5）施工產生的廢料和廢棄物應統一收回處理，嚴禁亂扔。（6）根據現場情況，將不需進行聚氨酯硬泡體噴涂的材料，采用彩條布和膠帶進行纏繞保護，防止污染。（7）根據天氣情況進行防護，由于現場地區刮風較多，因此在模板四周采用彩條布進行遮擋以防止污染。

6 結束語

綜上所述，采用模板+XPS高分子保溫板+噴涂硬泡體聚氨酯隔熱層技術，施工效率高，操作方便，安全可靠，材料性能優越，保溫效果良好，無能耗，整體環保性能優異，符合綠色建筑導向。在工程實施過程中可建立完整的溫控監測措施，經過驗證，文章所提出的組合式保溫體系的成熟度和可靠性均符合相關要求。