淺談小箱梁冬季施工

楊國灝 向昊

摘? ? 要：對于冬季小箱梁施工的準備工作及質量控制和外觀的保護，也涉及常見的箱梁冬施質量通病與預防措施。

關鍵詞：冬施;箱梁;質量

1? 項目概況

國道109線那曲至拉薩公路改建工程（那曲至羊八井段）第二標段四分部線路全長9.7km，樁號K3690+000～K3699+700，其中橋梁工程長5.7km，路基長4km。分部內含有一處下穿青藏鐵路既有橋梁。主要結構物有特大橋1座、大橋8座、通道2座、鋼波紋管涵8道、鋼筋砼箱涵9道，其中橋梁結構形式為：預應力簡支梁橋。

2? 基本工程

本工區共有特大橋1座、大橋8座、通道橋2座，預制梁板共2300片，20m箱梁2264片，13m空心板梁36片。

3? 冬季施工的必要性

（1）工程規模大、線路長，本項目是西藏地區最重要的一條國家高等級公路網的公路項目之一。

（2）本項目是國內首條高寒高海拔地區修建的高等級公路，氣候條件惡劣，施工跨越三個冬季，冬休期長，有效施工期短。

（3）本項目區晝夜溫差大，空氣稀薄、氣壓低、氧氣少，紫外線強，植物稀少，生態脆弱。這些因素無疑會增加工程成本和施工難度。

（4）沿線環境敏感脆弱，項目區域內農牧業發達，草地分布廣泛，對于環境擾動特別敏感，破壞以后難以恢復。

工期短，任務重造成該項目必須盡快完成，且不可避免的遭遇冬季施工。

4? 箱梁冬季施工的施工工序及要求

（1）時刻關注天氣變化情況，掌握當前及最近的天氣趨勢，盡量避開雨天及下雪天進行混凝土的澆筑。因為雨水及雪水會降低混凝土的水灰比，導致混凝土強度不夠，無法張拉以及下步工序，整體耽誤工程進度。甚至雨水沖刷過大會引起混凝土表面水泥漿流失，引起混凝土表面起砂、漏石甚至漏筋，嚴重影響梁板的外觀及結構的質量和安全。

（2）關外模時，應對外模各部位幾何尺寸進行測量，保證達到相關尺寸后才能進行安裝。外模在使用前，應用磨光機進行徹底打磨拋光，并涂刷脫模劑。側模在第一次使用前，應進行試拼，并按照順序編號。所有模板在使用前，必須嚴格打磨拋光并涂刷脫模劑。

（3）鋼筋籠采用胎具制作時，應在進行鋼筋綁扎前對胎具復核尺寸及每兩個胎齒之間的間距，以免造成鋼筋間距不準確或不均勻。

（4）當鋼筋籠制作完畢采用吊具吊向外模時，需采用專門制作的專業吊具，以免鋼筋籠變形無法裝入外模也無法保證保護層。

（5）鋼筋籠安裝完畢綁扎頂層鋼筋時，現場管理人員應確保沒有偷筋漏筋的情況出現，以保證箱梁鋼筋的結構穩定性。并且應該嚴格管控邊梁護欄預埋筋及邊跨伸縮縫預埋筋的埋設數量與準確性。

（6）面層鋼筋布置時需要嚴格按照設計要求布置，以應對橋面系施工需要。

（7）箱梁波紋管布置應采用專門制作的“#”字形鋼筋固定，以保證鋼絞線的線性布置。

（8）錨墊板安裝時壓漿孔位置應當朝上，避免水泥漿流入堵塞孔道和后續的注漿無法飽滿。管道成孔制作時，波紋管要穿出兩端錨墊板，并用透明膠布將波紋管與錨墊板纏繞粘貼，以防漏漿，堵塞壓漿孔，影響后續施工。混凝土澆筑時錨墊板附近混凝土要加強振搗，確保密實。

（9）澆筑混凝土前，應按照經總監辦試驗室審批的配合比，由工地試驗室按配合比施工調制混凝土。由于冬季混凝土降溫過快，因此配合比中的水選擇熱水，外加劑選擇早強緩凝外加劑。確保混凝土出機溫度大于等于10℃，入模溫度大于等于5℃。混凝土的出機和運輸過程中也采取遮掩傾倒口等保溫措施。混凝土到現場應盡快進行澆筑以減少熱量散失，混凝土澆筑前梁體頂面應用壓杠壓住內模，以免砼澆筑時內模上浮影響保護層。混凝土澆筑結束后，完成混凝土收面工序后應第一時間進行土工布覆蓋，并且開始蒸汽養護。

（10）在混凝土強度未達到5Mpa時不允許拆模，當箱梁梁體強度達到80%設計強度時，可進行張拉作業，張拉使用智能張拉機分級分段張拉，當預應力鋼束張拉達到設計張拉力時，實際伸長量與理論伸長量的誤差應控制在±6%之內。張拉作業結束后24h，選擇一天溫度最高的時候進行預應力孔道壓漿作業。壓漿作業完成后須繼續蒸汽養護三天以保證漿液達到設計強度。

（11）孔道壓漿后應立即將梁端水泥漿沖洗干凈，清除墊板、錨具及梁端混凝土上的污垢，安裝預制堵頭板，綁扎封錨鋼筋，立模、澆筑封錨混凝土及梁端箱室混凝土。封錨混凝土必須嚴格控制梁體長度。

5? 箱梁冬季施工的注意事項

5.1? 低溫混凝土施工的一般原理

砼灌注后會慢慢凝結直到達到最終強度，這是因為水泥水化熱的結果。但是水泥水化熱作用速度除了與材料與配合比相關外，更與溫度息息相關。當溫度增加時，水化熱效果加快，強度增長也相對加快;而且溫度變為零度或者零下時，砼里面的一部分水就開始結冰，此時水化熱的水就相對減少，因此，強度增長也會相對減慢;而當砼里面的水全部結冰時，水化熱效果就會基本停止，此時砼強度也不再增長。

當砼里面的水結冰時，體積會增大，會產生擠壓砼體的冰脹應力，這個力量一般會大于砼體的初期強度值，使砼得到破壞而降低強度。并且當砼里面的水結冰時，會降低鋼筋與骨料、水泥漿的粘結力，再次影響砼的抗壓強度，而當后期冰融化后，又會使得砼體內部形成空洞，降低砼內密實性。

因此，在西藏這種寒冷低溫地帶，使用蒸汽養護來加速水泥的水化熱作用尤其重要。

當砼在化凍后（即處在常溫下）繼續養護，其強度還會增長，不過增長的幅度不一。對于預養期長，獲得初期強度較高的混凝土受凍后，后期強度幾乎沒有損失。而對于安全預養期短，獲得初期強度比較低的混凝土受凍后，后期強度都會有不同程度的損失。

由此得出，砼在澆筑后凍結前，要使其在常溫下有一段預養期，用以加速水泥的水化作用，使混凝土獲得不遭受凍害的最低強度，一般規定為不低于設計標號的30%。

5.2? 項目部施工保證措施

由于項目區屬于高原亞干旱氣候區。年凍結期長達8個月（每年9月至次年4月）。據那曲縣氣象站觀測資料，年平均氣溫為-1.3℃極端最高氣溫24.2℃，極端最低氣溫-41.2℃;最大風速達26.7m/s，常年風沙不斷;平均降雪初終日數317天，最大積雪厚度21cm，因此項目部采取了相應措施為箱梁強度提供了有利保證。

5.2.1? 材料控制

（1）采用強度等級大于等于42.5MPa的水泥，要求水灰比小于等于0.6，且應該了解其摻和材料是否會影響砼的抗凍性能。

（2）因為氯鹽外加劑容易腐蝕鋼筋，因此冬施過程中外加劑的選擇應選無氯鹽外加劑。

（3）砼的原材需要清理后方能使用，以免混入冰雪和其他雜志等、若砼內已加入鉀鈉離子防凍劑，就應該避免骨料內活性材料的存在，避免堿-集料反應。

（4）砼配合比采用低水量配合比，或采用減水劑，以控制塌落度和減少水對砼后期強度的病害。

（5）外加劑的選擇從多方面考慮，盡量減少用水量以提供砼的質量和早期強度。

5.2.2? 鋼筋工程施工

（1）采取擋風棚內施工，棚內也可以使用烤火爐加溫。

（2）當溫度為零下時，應加強對鋼筋的檢查，且鋼筋在運輸加工過程中減少碰撞。

（3）當在零下溫度條件下進行鋼筋焊接工作時，需在室內焊接。若條件有限必須在室外焊接時，環境溫度不應低于-20℃，且焊接過程中需要有防雪、防風、保溫措施等。

（4）冬施條件下的鋼筋焊接，都需要進行試焊，試焊合格后才能進行正式作業。

5.2.3? 混凝土拌合、運輸及澆注

攪拌站必須按照實驗室提供的澆筑令配合比進行攪拌，且每日第一次生產砼之前需要用熱水沖洗攪拌站，冬施條件下的攪拌時間為常溫條件下的1.5倍，過程中需安排專人對料倉里的骨料進行清理，避免冰塊進入攪拌中，攪拌過程中時刻注意水溫，控制水穩為50±10℃，且不能讓水泥與大于等于80℃的水直接接觸。

為保證砼出站時溫度不小于10℃，項目部特別指定以下措施：

（1）拌合用水：供水水箱采用密封時，且周邊覆蓋保溫材料，拌合水池內設置2個40千瓦的電加熱用以加溫用水，隨時保證池內水穩60℃。

（2）原材料：料倉范圍內采用棉布包裹封閉，每個料倉內設置兩個煤炭烤火爐及電暖器全日不停烘烤以提高骨料溫度，避免骨料結冰。

（3）控制攪拌站的布料順序為先砂后石料，再水，最后水泥，以免砼出現假凝。

（4）每日攪拌站開盤前需對水溫和骨料溫度進行檢測，當溫度達不到要求時不允許開盤，攪拌過程中應減少用水量或加減水劑以減少水與砼的病害影響。

（5）攪拌站按順序投入骨料后，攪拌時間應按照常溫條件下的1.5倍攪拌以保證骨料的充分混合。

（6）實驗室人員應每日按照實際外部條件進行配合比的調試，且控制砼出倉溫度不低于10℃，每次入模之前需要再次對溫度進行檢測以調試下次砼的配合比要求。

罐車應采取保溫措施，避免砼運輸過程中的塌落度損失和溫度損失，需保證砼入模溫度大于等于5℃，若出現砼凍結現象，不能使用。

每日應時刻掌握天氣預報，知曉氣象變化趨勢，以做好相關工作，混凝土工作需要在每日溫度最高時施工，尤其是樁基混凝土，需要保證入模溫度大于等于10℃，每日現場負責人應該在砼運輸到場時進行溫度檢測，夜間不允許混凝土工作施工。

冬施過程中的接縫作業，應在澆筑砼之前加熱結合面，在砼澆筑完成后需繼續加熱以保證新澆砼規定強度的獲取。

5.2.4? 蒸汽養護

5.2.4.1? 預養階段

澆筑完成后的砼預養時間由砼強度決定，根據現場實際條件一般在3～6小時，預養過程中不得驟然升溫，需控制溫度逐步變化，且預養過程中需對梁頂保濕作業重點關照直至蒸養棚布置完畢。該階段作業程序如下：①砼澆筑結束，需要對蒸養閥門進行檢查以免異物堵塞閥門。②制蒸汽噴頭所朝方向，使得蒸汽均勻噴射以避免局部升溫過快導致強度增長不均。③勻布置已編號的溫度計。④對蒸養棚進行吊裝，要求蒸養棚內全封閉且蒸養棚高度大于等于梁頂高度50公分以利于蒸汽在棚內循環。⑤蒸汽管道上的閥門進行調整，控制每個蒸汽口出蒸汽均勻。⑥汽主汽閥應緩慢開啟，待分汽缸內積水通過疏水管方可逐漸開大閥門供汽。⑦安排專人每1h對棚內溫度進行觀察、記錄，嚴格控制棚內溫度和升溫速率。

5.2.4.2? 升溫階段

當保溫棚內內外模板均已拆除時，開始進行正式養護。

正式養護過程中控制前2小時升溫速率在6℃/h～8℃/h，后2小時可放寬至10℃/h～12℃/h，但是總體最高溫度不應大于60℃。

5.2.4.3? 恒溫階段

恒溫階段溫度要求在45℃～50℃以內，需控制保溫棚內各處溫度相同，避免溫差導致的局部熱沖擊損害梁體，恒溫階段控制時間按之前的同條件試件控制，一般為10h～16h。當同條件試件達到設計強度的85%以上便可開始降溫。該階段作業程序如下：①排專人每小時對棚內溫度進行觀察記錄，控制恒溫溫度為45℃～50℃。②時常檢查蒸養棚的密閉性，防止蒸汽外漏，控制恒溫的溫度與時間，保證梁體砼強度的順利達到。

5.2.4.4? 降溫階段

在保證棚內濕度的前提下對蒸養棚進行緩慢停汽、均勻降溫，控制前2小時降溫結束后梁體表面溫度與環境溫度溫差小于15℃，該階段作業程序如下：①控制降溫速率，每小時安排專人測溫一次，控制溫降在10℃/h以內，當梁體表面溫度與環境溫度溫差小于15℃且梁體溫度<5℃穩定后方可撤除蒸養棚。②當環境溫度較高時，通過揭開小范圍蓬布來控制降溫;當環境溫度較低時，通過控制供汽量進行調節。

5.2.4.5? 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儀觀測，混凝土出罐、入模溫度、箱梁內各觀測點派專人測試溫度。

②界氣溫測定時間：工地環境氣溫應定人，在每晝夜定時、定點觀測4次并進行記錄。

③觀測預制梁溫度觀測點布置：在箱梁兩端上下各設1個，梁中頂板及兩側腹板各設1個。箱內各觀測點，自混凝土澆筑完畢時間算起，蒸汽養護期間每30min檢測一次混凝土溫度，并隨時記錄。

[④]當發現溫度發生異常變化時，立即向蒸養負責人匯報，以便及時采取措施。

6? 結束語

質量終生制的出現，使得人們更加認識到質量為本的重要性，只有更加認真的做出安全，保質保量的工程，才能造福更多的人們，完成更多的優質工程。

參考文獻：

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