整體型多效能保溫棚在低溫季節橋梁施工中的應用研究

金斌

（江西嘉特信工程技術有限公司，江西 南昌 330038）

0 引言

低溫會嚴重影響澆筑混凝土的凝固速率，也可能導致混凝土強度無法勝任工程技術需求，故低溫季節施工常常成為混凝土澆筑事故頻發的季節。因為工期需要，如果必須安排低溫季節施工，則大多選用配置固定式、一次性保溫棚予以輔助增溫。保溫棚的現場配置存在消耗時間、搭拆工作量大、周轉效率低以及影響工程進度等缺點，間接增加了項目投資，不適合用于分散獨立墩的冬期保溫。整體型多效能保溫棚能夠克服以往保溫棚的這些缺點，令其成功應用于獨立墩的施工，取得了顯著成效。

1 整體型多效能保溫棚的設計

該保溫棚采取鋼構骨架，外裝樹脂陽光保溫板。保溫棚的4個立面被焊接縫成一個整體，上面蓋覆整體性上蓋。該種保溫棚具有足夠的剛度、周轉快捷,便于整體升降及位移,而且兼有施工作業平臺的功能。

1.1 尺寸設計

依據墩柱（頂面）最大平面尺寸及墩高，考慮施工作業空間及模板厚度，保溫棚的平面設計尺寸是 9600mm×9600mm。除厚度是100mm的模板外，頂部最窄處的模板與保溫棚間的距離≥500～600mm。一是方便將保溫棚吊裝到位，二是亦為拆除模板預留了一定的作業空間。保溫棚高8100mm，比墩柱高100mm[1]。

1.2 結構設計

1.2.1 圍壁設計

保溫棚兩側立面的架構由100×100方口鋼焊接縫而成，水平間距是2700mm，垂直間距是3200mm。保溫棚的4個圍壁焊接縫為矩形管狀。立面骨架中，豎垂向每隔900mm加40×40水平方口鋼同骨架焊接縫在一起，借以裝配固定樹脂陽光保溫板。為了提高架構的整體剛度，在4個側立面的骨架網格中間配置了兩個φ20對角斜拉鋼筋。保溫棚骨架頂部四個角處用φ28圓鋼焊接縫環，用于吊裝保溫棚。在保溫棚骨架內側的立面上配置水平旋轉支撐架。旋轉支撐架骨架由φ48鋼管焊接縫而成。根據墩臺上部比較大、下部比較小的特征，將旋轉支撐架設計為下部比較寬、上部比較窄，以使支撐架平臺及墩柱保持在適當的作業區域內。通過合頁將旋轉支撐架與保溫棚骨架（100×100方口鋼）連接成一個整體。在旋轉支撐架的豎垂向每1800mm焊接縫一道水平φ48鋼管。將旋轉支撐架水平打開后，通過與焊接縫在骨架上的鋼鉤將其固定。于水平鋼管上鋪置5cm大板的腳手架，以方便工人開展模板的裝配及拆卸。

1.2.2 上蓋設計

為了方便吊裝和模板裝配、拆卸，該整體型多效能保溫棚的上蓋板采用獨立整體設計。保溫棚上蓋的架構選擇應用100×100方口鋼焊接縫而成，方口鋼間距是2800mm、4000mm及2800mm。考慮施工作業安全，強化了其結構。水平添加3根100×100方口鋼，而且縱向均勻分布7種40×40方口鋼。下部結構及上蓋以組合角線法接連并固定。保溫棚上蓋見圖1具體所示。

圖1 保溫棚上蓋平面示意圖

為了便于筑澆混凝土施工及觀察，在四側系梁上方及四個柱腳位置裝配了八個活動開啟門。活動門選用φ48鋼管焊接縫而成，活動門通過合頁與車板骨架接連。當上蓋上的人員作業時，應在蓋體上人部位置放一塊厚4cm的大板。

1.3 保溫材料擇選

在保溫棚及上蓋骨架的外側裝配合成樹脂瓦，合成樹脂瓦主要由聚氯乙烯樹脂及PMMA及其他高分子成分組成，并選用中空多孔壁結構，具有防水防火、耐沖擊、韌性好、隔熱保溫、低噪聲、耐酸堿、質輕易裝配及綠色環保等較好特點。合成樹脂瓦尺寸為3mm厚，寬880mm，用膨脹螺栓及墊片將保溫棚的骨架與樹脂瓦拉成一個整體。為了解決保溫棚上蓋與下部間的對接縫處的密封問題，在其對接縫處粘貼密封條。保溫棚外形如圖2具體所示。

圖2 保溫棚實景照片

2 保溫棚棚在墩臺施工中的應用

2.1 水泥混凝土原料應用

（1）在水泥混凝土拌攪站中配置一個1噸級熱汽發生鍋爐，將拌攪站中的拌攪機及填料倉搭接大棚。通過熱汽發生鍋爐，熱氣借助管道送入棚內，宜保證拌攪機及填料倉的溫度大于10℃。

（2）根據氣溫的降低對水泥混凝土的材料開展加熱。先在中砂大棚內搭建個1噸熱汽發生鍋爐。因為中砂的水含量過大，若不加熱將凍結成大塊，影響施工。故依據降低的溫度加熱各種碎石，具體措施是在碎石存儲區建棚蓋覆，再用熱氣加熱，以保證碎石物料溫度大于+10℃。水泥亦將依據溫度的減少予以加熱，是在水泥儲存區建一個大鵬，然后通過管道不斷地向其中引入熱氣開展加熱，以保證水泥大于正常溫度[2]。

（3）水是水泥混凝土施工中的關鍵物質。為保證水泥混凝土的出料溫度大于20℃，水一定要開展加熱。在施工過程中，應用10噸水箱預先在明火下將水加熱至60℃，并將該水箱置放在中砂棚中。

2.2 施工現場的應用

（1）下墩臺區域配置1臺移動式1噸級熱氣發生鍋爐，搭設大棚于墩臺周圍，棚內設置多條熱氣管道，配置2個風炮口于棚底對角線區域，熱風經風炮吹出，借助對流來預熱鋼模板。在混凝土筑澆以前，使鋼筋及模板均處正值溫度。筑澆混凝土時，大棚內保證溫度均處于10℃以上。

（2）橋臺熱氣養生，混凝土入模養生時，利用熱氣保溫大棚，于墩側配置1個1噸級熱氣鍋爐，在棚底沿骨架內側，配置DN100熱氣管一圈，并沿棚內壁垂直裝配DN20熱氣支管，熱氣管及其支管每1.5m設置一個排氣孔。鍋爐熱氣通過管道接連，并借助排氣孔給予排出，對墩柱開展養護。熱氣大棚可用塑料布及苫布蓋覆保證蒸養溫度。

3 施工質量功效

案例橋梁工程東西半幅各6個，一共有12個獨立墩，共施工96天，周轉應用一個多效能保溫棚周，平均每8天建造一個獨立墩。其中：可以預先配置墩臺鋼筋，可以忽略工期，模板及保溫棚提前一天就位。筑澆混凝土一天，熱氣養護兩天，冷卻三天，拆除模板及保溫棚吊裝運走為期一天[3]。

當外界溫度約為-5℃時，在混凝土配制及運輸過程中采取的一系列保溫措施，可以保證卸料及進入模具時混凝土的溫度可以保持在20℃以上，在筑澆混凝土時應將溫度保持在26℃左右，這樣在卸料及進入模具時混凝土的溫度可以減少不超過2℃。測試現場混凝土坍落度符合需求。將混凝土倒入模具后，開展熱氣養護，溫升降溫速率均符合需求[4]。

3.1 混凝土強度檢查

出于混凝土強度檢查的需要，以等同條件現場制作試件，分別給予現場標準和試驗室標準養護，同時對拆模后的墩柱混凝土強度開展了回彈試驗。試驗結果如表1具體所示。

表1 混凝土試件強度實驗結果表（單位：MPa)

由表1可知，該項目的混凝土強度及質量均十分優良，均符合設計需求。在等同條件下，試件的混凝土強度達設計強度的70%以上，勝任了低溫季節拆模的條件。另外，在模板拆除過程中開展了墩柱混凝土強度的回彈實驗，在模板拆除過程中碼頭混凝土強度達70%以上，徹底勝任低溫季節模板拆除的條件。

3.2 檢查驗收

對各個墩的施工質量予以檢查及驗收，測試結果證明，本項目采取的低溫季節施工措施對保證墩混凝土的低溫季節施工質量非常有效。

所有檢查項目均符合尺寸及設計需求，其他墩體澆筑混凝土的質量檢查記錄亦符合需求，故未在本研究中列出。此證明了案例橋墩在低溫季節施工方法是有效合理的，而且，新開發的多效能整體保溫棚于低溫季節橋梁混凝土的施工中取得了預期有效的保溫功效，使橋墩混凝土一般可在寒冷的冬天建造。

經計算，與常規保溫技術相比，該多效能整體保溫棚可節約施工時間約30%，僅需重復應用一個保溫棚即可。這種保溫棚可以節約大約20%的低溫季節建設成本。

4 結語

針對低溫環境條件混凝土澆筑施工質量的影響，介紹了案例橋墩低溫季節混凝土澆筑施工技術。案例項目設計及開展了保證低溫環境條件混凝土澆筑施工的多效能整體保溫棚，為該項目順利建成提供了技術保障。本文系統梳理介紹該保溫棚結構、施工應用技術要點和保溫性能，對同類工程有實用及技術參考價值。