冬季道路橋梁建設項目混凝土澆筑施工技術研究

高松

摘要 為了在冬季低溫條件下保證混凝土的澆筑施工質量，開展冬季道路橋梁建設項目混凝土澆筑施工技術研究。根據工程概況，確定施工工藝流程，首先安裝道路橋梁勁性骨架，確保骨架在應力作用下的穩定性，然后進行懸臂澆筑混凝土，并使用加熱混凝土原材料、搭設保溫篷布等方法對混凝土進行保溫養護，以防止混凝土受凍，最后對選中的測試點進行靜載荷測試。測試結果顯示該施工方法施工質量較好，滿足設計要求，證明了該施工技術的優越性。

關鍵詞 冬季施工；混凝土澆筑；靜載荷測試；保溫養護

中圖分類號 U445.57文獻標識碼 A文章編號 2096-8949（2024）12-0112-03

0 引言

隨著中國基礎設施建設的快速發展，道路橋梁建設作為交通網絡的重要組成部分，其質量和安全性受到了廣泛關注。特別是在冬季施工環境下，由于溫度的降低和濕度的變化，混凝土的澆筑施工面臨著一系列的技術挑戰[1]。如何在冬季低溫條件下保證混凝土的施工質量，防止混凝土裂縫、凍融等問題的發生，成為行業內亟待解決的問題。

盡管國內外學者對混凝土澆筑技術進行了一定的研究，但在冬季低溫環境下的應用和優化方面仍存在諸多不足。尤其是在實際項目操作中，缺乏系統的理論指導和技術支持，導致冬季施工的質量和效率受到嚴重影響[2]。因此，對冬季道路橋梁建設項目混凝土澆筑施工技術的研究顯得尤為重要。

該文旨在系統分析冬季道路橋梁建設項目混凝土澆筑施工技術的現狀和困境，通過實地考察和數據收集，結合理論模型和工程實例，深入探究其內在規律和優化途徑[3]。在此基礎上，提出一套適用于冬季低溫環境下的混凝土澆筑施工方案和技術指南，以期為實際工程提供理論依據和實踐指導。

1 工程概況

該項目是連接南北過境公路的關鍵工程。其實施將極大地緩解城市交通的過境壓力，加強城市主干道與省道的連通性，完善區域交通網絡，從而推動地方經濟的快速發展。為了確保南北干線每年的暢通無阻，各施工單位需在冬季加緊施工進度。該橋的總寬度為18.6 m，其水平布置為0.5 m（防撞護欄）+8.0 m（行車道）+0.5 m（隔離槽）+8.0 m（行車道）+0.5 m（防撞護欄）。由于當地冬季氣溫偏低，施工面臨諸多困難，如可能產生凍害，影響其力學性能。因此，該文針對冬季道路橋梁建設項目混凝土澆筑施工技術進行研究，旨在確保項目的順利進行和高質量完成。

2 冬季道路橋梁建設項目混凝土澆筑施工方法設計

2.1 安裝道路橋梁勁性骨架

為了避免冬季環境的影響，該道路橋梁工程在施工前進行了嚴格的分段骨架建設[4]。考慮道路橋梁工程、纜索加固系統和懸掛系統的影響，將骨架的每個部分運送到特定的施工場所。通過結合兩根纜索，調整了剛性骨架的線性形式，以確保骨架安裝的穩定性。骨架的實體組裝是一個合理選擇和確定的過程，骨架的形式越合理，建造混凝土結構的難度就越小，在冬季施工中就越能避免結冰。目前，該道路橋梁工程施工區域已進行了線性設計。安裝階段可以自由地形成線性形式，以滿足特定的施工需求。骨架零位移拼裝示意圖如圖1所示：

如圖1所示，在道路橋梁混凝土澆筑過程中，每個部件在不同的施工階段被激活。在新安裝的骨架中，未知單元的移動會影響骨架的穩定性。骨架的安裝分為六個階段：1號、3號、5號三個階段分別表示骨架自身重量、骨架安裝和骨架設備滿載。每個階段的移動反映了骨架的安裝路線，彈性范圍可以通過以下公式進行計算：

Hs=Ha?Hm （1）

式中，Hs——剛性骨架線；Ha——支撐線；Hm——累積位移，將骨架安裝為支撐橋。在考慮了其他非自重的施工荷載后，應確保骨架的線性結構能承載到頂部，以確保骨架在應力作用下的穩定性。

2.2 懸臂澆筑混凝土

完成勁性骨架安裝后，將在骨架周圍澆筑多個長方體混凝土塊[5]。在混凝土脫模過程中，需要考慮骨架的重量和變形情況，并確保應力控制在允許的范圍內。將骨架的所有部分移動到特定的施工區域，以骨架本身作為施工平臺，并澆筑骨架周圍的外部混凝土。這種方法設計簡便，并能有效避免因特定環境因素導致的混凝土凍結。根據混凝土和骨架的共同作用，通過施加壓力調節混凝土的應力，以控制混凝土的流動性和強度。雖然使用預制混凝土塊進行施工較為方便，但在冬季施工時，混凝土容易受到溫度應力的影響，導致效果不佳。因此，針對冬季施工的特定條件，對混凝土澆筑進行了專門的應力設計：

式中，γ——懸臂梁的內部應力；γ0——混凝土澆筑時對初始骨架施加的應力；M——梁內軸向力；B——輸入線；N——梁內旋轉時間；I——混凝土澆筑的外寬度；x——相交慣性動量。通過人工干預控制懸臂梁的應力和變形，減少反彈次數，以避免在冬季發生特定的冰凍事件。

2.3 混凝土保溫養護

2.3.1 樁基礎

在完成混凝土澆筑后，首先關注的是蓄熱保溫工作。為了確保混凝土的硬化過程順利進行并預防裂縫的產生，該文采取了在樁頂覆蓋巖棉被和雙層草簾的方法。這種保溫措施有助于維持混凝土的溫度，降低因溫差導致的應力，從而增強結構的穩定性。當需要在負溫條件下進行鉆孔作業時，應調整泥漿的配方，以增強其在低溫環境下的穩定性。

在泥漿拌制過程中，一旦黏土出現凍結現象，應立即將其打碎成適當大小的塊狀，并放入制漿池中進行融化。為了保持泥漿的溫度，應在泥漿池的上口加蓋篷布，以防止外界冷空氣的侵襲。

對于泥漿循環管路，應使用防寒氈對管路進行緊密包裹，確保循環過程中泥漿的溫度不受損失。此外，還為每臺鉆機準備了完整的備用管路，以防循環管路因低溫而受凍，導致施工進程受阻。

為了確保泥漿的性能達到最佳狀態，應加強對泥漿的技術監測與控制。通過持續的檢測，確保泥漿的各項性能指標均滿足施工要求。具體來說，含砂率應控制在不超過4%，膠體率保持在95%以上，失水率不超過20 mL/30 min，泥皮厚度不超過3 mm/30 min。同時，也應密切關注泥漿的酸堿度pH值，使其保持在8～11的適宜范圍內。

應定期檢查和維護道路橋梁設備，確保所有施工設備正常運行。在保溫過程中，混凝土溫度可能達到或高于5 ℃。如有必要，可以對混凝土進行加熱，但水溫不得超過80 ℃。在制備混凝土時，必須按照骨料、細集料、水泥的順序進行添加。完成攪拌后，應延長混合時間，通常比正常時間多約50%，以確保混凝土具有良好的流動性和功效。攪拌好的混凝土應集中運輸，以盡量減少運輸時間。在對相鄰鋼構件之間的連接處進行安裝操作時，為了確保安裝質量，需要采取適當的措施。

2.3.2 承臺

混凝土承臺的保溫養護方法包括使用保溫爐，具體做法是在鋼模板周圍包裹兩層塑料布，并在塑料布外再填充羊毛絲和羊毛塞。在澆筑混凝土前，必須仔細去除所有的隔離材料。在澆筑過程中，應采取措施防止因土壤凝凍而導致的土壤干燥。φ48鋼管的加熱長度約為12 m，在2 m的水平與垂直方向上進行焊接，并與金屬連接。鋼管需要安裝固定在制動器兩側。安裝完成后，承臺表面必須封閉，并使用電加熱器在內部進行養護。承臺混凝土養護的示意圖如圖2所示：

在混凝土澆筑完成后，為提高其強度，應使用塑料布、羊毛毯和塞子對其表面進行覆蓋，同時用木塊進行壓實，以確保涂層均勻且鋼接頭的緊密。待混凝土強度和硬度符合規定要求后，方可進行側模的拆除工作。在拆除側模后，應用塑料布、電動甲板、羊毛毯和塞子對混凝土表面進行全面覆蓋。這一保溫養護過程應至少持續7 d，且在整個養護期間，溫度應始終保持在10 ℃以上。這樣可以確保混凝土的質量和性能達到最佳狀態。

2.3.3 墩柱

墩柱施工流程圖如圖3所示。

墩柱混凝土的保溫養護方法同樣采用暖棚養護。鋼管系統圍繞雙頭墩柱設置，在鋼板表面之間填充厚度為50 mm的聚乙烯板，并用金屬絲固定。同時，用鐵條對草席進行固定，確保角落里有一個很好的重疊。電加熱器安裝在兩側，并在墩柱之間進行全面監控。拆模后的混凝土表面必須覆蓋塑料布、電熱毯、羊毛毯和塞子，以保持連續保溫和養護7 d以上，并確保整個養護過程中的溫度達到10 ℃及以上。這樣可以確保混凝土的質量和性能達到最佳狀態。

2.3.4 蓋梁

蓋梁混凝土的保溫養護方法同樣采用暖棚養護。具體方法與使用片材覆蓋隔離斜坡的方法類似。在澆筑完成后，將電加熱器放置在模板上，并圍繞整個涂層柱進行全面的溫度監測。根據實際監測結果，相應調整電加熱器的數量和溫度。當混凝土強度達到預期要求后，可以拆除模板。隨后，用塑料布、電熱毯、羊毛毯和塞子覆蓋混凝土表面，以確保連續保溫和防護。此過程應至少維持7 d，并確保在整個養護期間溫度保持在10 ℃及以上，這樣可以確保混凝土的質量和性能達到最佳狀態。至此，完成混凝土澆筑的保溫施工。

3 工程檢測

在上述施工條件下，此次研究選取了一個月內的澆筑施工情況，對澆筑與養護強度進行綜合分析。在一個月內，對橋梁的各個部位進行詳細的檢查，確保模板、鋼筋、預埋件等均符合設計要求，并進行必要的加固措施。同時，準備好靜載荷測試所需的設備，如壓力傳感器、數據采集儀等。選取不同試驗點A1、A2、A3、A4進行靜荷載測試，將壓力傳感器按照測試要求布置在橋梁的各個部位，并與數據采集儀連接。然后，通過加載設備對橋梁施加靜荷載，記錄下各個傳感器的壓力值。荷載壓力存在一個標準，在此標準內，即可保證澆筑效果。分別使用此次設計的澆筑養護技術、傳統方法1設計的澆筑養護技術和傳統方法2設計的澆筑養護技術進行澆筑，其檢測結果如表1所示。

如表1所示，此次設計的澆筑養護技術在試驗點A1～A4所承受的最大荷載均在9 643 kN及以上，均高于傳統方法1和傳統方法2的最大荷載值，而該文施工方法下的道路橋梁項目載荷均在8 000 kN要求范圍內，說明使用該文設計施工方法后施工質量較好，滿足設計要求，證明了該施工技術的優越性。

4 結束語

冬季道路橋梁施工的混凝土澆筑技術，既充滿挑戰，又富有創新。低溫與凍融現象對混凝土施工和養護帶來嚴峻考驗，但通過巧妙的施工策略和保溫措施，這些難題都得以妥善解決，確保了工程的質量與進度。特別是勁性骨架的安裝，為橋梁的穩定打下了堅實基礎。而懸臂澆筑技術與混凝土降溫技術相結合，不僅縮短了施工時間，還確保了混凝土的質量。此外，高效的團隊協作和精心組織也是成功的關鍵。但最為關鍵的是，保溫養護技術的應用，利用各種設備和方法，確保了混凝土在冬季也能得到適當的溫度與濕度，促使其快速達到早期強度，避免了因凍融導致的損害。

參考文獻

[1]顧介昌， 鐘琦. 道路橋梁工程混凝土冬季施工澆筑及養護技術研究[J]. 東北水利水電， 2024（1）： 11-13+40+71.

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[3]鄒韜， 徐文， 黨榮. 冬季橋梁施工中混凝土澆筑技術分析[J]. 黑龍江交通科技， 2021（10）： 91-92.

[4]高淑紅， 遲文仲. 冬季道路施工中的混凝土澆筑施工技術分析[J]. 四川建材， 2021（9）： 88-89.

[5]魏志鵬， 袁鋼. 冬季公路橋梁施工中混凝土澆筑技術分析[J]. 黑龍江交通科技， 2021（5）： 234+236.