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G0613云南香格里拉至丽江高速公路土建施工四标冬季施工蒸汽养生在预制T梁中的应用

发表时间：2021/5/10 来源：《基层建设》2021年第1期作者：谭龙亮

[导读] 摘要：本文主要根据香丽高速土建施工四标段高海拔（3100m以上）、低温（夜间-17℃）及多雨等特殊的施工条件，结合大丽高速公路、关巍高速公路等施工经验，通过对T梁冬季施工材料要求、技术准备、浇筑时温度要求及蒸汽养生技术要点等管控，总结出了一套较为完整的T梁冬季施工技术和方案，避免了T梁混凝土强度偏低、肋板及行车道板出现裂纹裂缝，保证了施工进度和质量，为类似工程提供了技术保障。

        云南省水利水电工程有限公司云南省昆明市 650500
        摘要：本文主要根据香丽高速土建施工四标段高海拔（3100m以上）、低温（夜间-17℃）及多雨等特殊的施工条件，结合大丽高速公路、关巍高速公路等施工经验，通过对T梁冬季施工材料要求、技术准备、浇筑时温度要求及蒸汽养生技术要点等管控，总结出了一套较为完整的T梁冬季施工技术和方案，避免了T梁混凝土强度偏低、肋板及行车道板出现裂纹裂缝，保证了施工进度和质量，为类似工程提供了技术保障。
        关键词：T梁预制；蒸汽养生；冬季施工；施工技术要点；
        1.工程概述
        云南建投香丽高速土建施工四标段起点K30+000，止点K39+086.96，其中桥梁工程上部结构采用30m预应力混凝土T梁，梁高2.0m，下部结构采用采用钢筋砼桩柱式桥墩，桥台采用桩柱式桥台或肋板式薄壁桥台，桩基采用钻孔灌注桩。
        2017年3月～4月我标段预制的T梁因未进行蒸汽养生，所预制的T梁均出现不同程度的开裂情况，严重影响了后期运营使用。
        本标段T梁预制任务为655片。按照香丽高速土建施工四标段工期的要求，冬季必须进行T梁预制施工方能满足总体进度计划要求。
        2.冬季施工特点分析
        2.1冬季施工规范要求
        香丽高速土建施工四标段9月至次年4月阶段，日平均气温均低于5℃，据《公路桥涵施工技术规范》JTG/T F50-2011规定：“24.2.1根据当地多年气温资料，室外昼夜日平均气温连续5d稳定低于5℃时，钢筋、预应力、混凝土及砌体等工程应采取冬季施工措施，严寒区不宜施工”，故四标段T梁预制9月至次年1月阶段属于冬季施工。
        2.2冬季混凝土特点
        0～4℃时，凝结时间比15℃延长3倍，温度降到-10℃时水化反应完全停止，混凝土强度不再增长，在负温条件下混凝土中的游离子结冰，体积增加9％，硬化的混凝土结构遭到冻胀坡坏。
        2.3冬季施工成本投入高
        冬季施工投入的燃料费、锅炉采购费、人工费等，每片T梁冬季施工措施费为1800元/片。
        2.4施工生产效率低下
        冬季条件下施工劳动生产率大幅下降，防寒保温消耗工时多，施工的有效时间缩短，工序间工艺和组织间隙时间多，混凝土强度增长慢等因素造成生产效率低下。
        2.5T梁预制质量控制点多
        冬季条件下施工T梁预制叫常温条件下控制点较多，不能简单的按照常温条件下来控制钢筋制作安装、混凝土强度、外观及T梁断面尺寸，冬季施工除了常温施工条件控制点外，还需要特别控制混凝土出料温度及入模温度、混凝土运输过程的保温、混凝土的浇筑时间、T梁养护时间及养护温度等。
        3.T梁冬季施工蒸汽养生施工技术
        3.1施工准备
        （1）成立冬季施工组织机构，明确各个部门岗位职责和权限，制定考核奖惩办法，确保冬季施工顺利实施。
        （2）对现场管理人员及施工班组进行冬季施工安全技术交底，特殊工种进行培训。
        （3）准备好冬季施工物资。包括燃煤50吨、保温篷布4套、1吨锅炉4个、温湿度记录仪（RC-4HA/C）10个。
        （4）120KW发电机1台，作为备用电源。混凝土运输罐车3辆，保证能连续供应。
        （5）收集当地历年气象水文资料，做好现场棚内室外温度监测，及时进行分析温度对T梁预制的影响。
        3.2混凝土拌和及运输
        （1）原材料要求：碎石、砂等原材料带有冰雪冻块，严格控制控制混凝土的配合比和坍落度（140mm～160mm），通过实验确定验材料中的含水量（碎石0.21%～0.27%，砂5.15%～5.98%），在混凝土拌合时需扣除。
        （2）混凝土碎石、砂、粉煤灰等原材料可以不需要加热，但拌合用水必须进行加热至60℃以上。
        （3）混凝土拌合前先用热水对搅拌机进行冲洗，混凝土拌合时间比常温延长50%（120s/盘）。
        （4）混凝土拌合出料温度不得低于15℃，入模温度不得低于10℃。因混凝土在运输及浇筑过程中热量损失，当混凝土出料温度低于15℃及入模温度不得低于10℃时，混凝土废弃。
        （5）实验室在拌合过程中检测拌合用水温度、混凝土出料及入模温度，通过检测确定混凝土热量损耗率，为混凝土拌合提供数据依据，用来指导混凝土拌合及浇筑。
        （6）混凝土热量损失措施：①精心组织，合理安排，运输过程快装快卸，不得中途转运或受阻，尽量缩短运输距离，选择最佳运输路线，缩短运输时间；②运送中罐车采用保温棉布包裹罐车；③混凝土开盘前做好充分准备工作，减少混凝土在施工现场滞留时间。
        3.3混凝土浇筑
        （1）混凝土浇筑之前，在T梁距梁端1.5m及跨中处埋设混凝土测温导线，用于监测T梁混凝土内部温度，便于和棚内温度比较，通过对蒸汽的输送量控制减混凝土内外温差，较少因温差而引起的质量问题。
        （2）浇筑混凝土之前，应清除模板及钢筋上的冰雪和污垢。如遇气温变化，应及时用篷布遮盖好，使模板和钢筋的温度不低于0℃，混凝土浇筑过程中，安排专人检测温度变化情况，并详细记录（外界环境温度、混凝土入模温度、结束时混凝土温度），同时也应做好浇筑记录（浇筑开始时间、浇筑完成时间、混凝土坍落度、浇筑过程中异常情况及处理措施）；混凝土浇筑时从一端向另一端水平分层浇筑。
        （3）施工现场取样，在同等条件下养护。
        （4）混凝土浇筑时间段为9:30～17：00，当外界环境温度低于0℃、下雪等恶劣环境条件下严禁混凝土浇筑。
        3.4T梁蒸汽养生
        T梁混凝土浇筑完成及顶面顶面拉毛处理后，立即用蓬布将整个T梁及模板罩住，并在棚内输入蒸汽养护。
        （1）锅炉安装及检测：在梁场合适位置锅炉安装后必须经监理单位、总承包单位、建设单位及有特种设备检测资质的单位检测合格后方可投入使用。
        （2）蒸汽管道埋设：蒸汽主管道采用Φ50mm钢管，沿预制场纵向埋设，同时分设到每排台座之间，然后再沿台座中心线纵向埋设蒸汽管且在两端安置阀门，便于调节蒸汽供量，台座横向按间距100cm预留出气孔。
        （3）篷布覆盖与罩住整片T梁为原则，篷布搭接接头长度为100cm。
        （4）T梁养护期间在T梁每侧梁端及跨中位置均挂设温湿度记录仪1个，便于观察蓬布内温度和湿度。
        （5）蓬布覆盖完成后将混凝土试验块移放到蓬布内进行同条件下养生。
        保温棚

        3.5T梁蒸汽养生注意事项
        （1）安排专人按测温方案连续观测记录，混凝土收浆抹面完成后立即覆盖蓬布，采取静停、升温、恒温、降温四个步骤进行养护。静停期间应保持棚温不低于5℃，灌注完四小时后方可升温，升温速度不大于10℃/h。当棚内温度升到20℃以上时，每2h观测一次，直到试块强度达到25MPa。恒温养护期间棚内温度不宜超过45℃，砼芯部温度温度不宜超过60℃。当发现混凝土温度、内外温差或升降温速率出现异常时，立即报告，分析原因，采取措施。
        （2）蒸汽养生时间不得少于5天。
        （3）蒸汽养护期间及撤除保温设施时，保证梁体混凝土芯部与表层、表层与环境温差不超过15℃。
        （4）蒸汽养生期间，若发现养护温度偏低或棚内局部之间温差大，应立即检查分析原因（蒸汽量供应情况、蒸汽管道是否堵塞、篷布是否覆盖严实等），根据不同的原因采用不同的处理措施，保证蒸汽养生质量。
        （5）模板拆除时特别注意环境温度与混凝土内部温差不得超过15℃，防止温缩裂缝的产生。
        （6）拆除模板后，及时采用篷布进行覆盖，防止混凝土受冻，影响质量，覆盖时间不得少于14天。如白天温度偏高，湿度低，可采用喷头适当喷洒温水养生。
        （7）据设计要求，T梁混凝土强度达到50MPa以上方可进行张拉，张拉程序按设计要求进行。压浆采用温水搅拌，浆液温度不得低于5℃。
        （8）孔道压浆过程中及压浆后48h内，梁体温度不应低于5℃，否则应采与预热、保温措施。
        4.质量保证措施
        （1）成立冬季施工质量小组，项目总工为组长，各部门相互配合协调，各司其职。
        （2）专门成立温度监控小组，对混凝土拌合用水检测，对碎石、砂等原材料温度检测，对混凝土出料入模温度检测，对室外棚内温度检测，实现施工过程的动态控制，并做好记录。
        （3）准备充足的防寒保温物资设备，所有防寒保温物资要有一定的备用量，要有备用的能源和电源。
        （4）试验室加大对原材料检测频率，保证所有材料均符合涉及及施工技术规范要求，在施工过程前、施工中对混凝土坍落度、活易性、流动度等检测。
        （5）做好施工过程责任记录、交接检记录。
        （6）经常检查蓬布的密封情况，检查供暖设备的完好清况，检查施工设备的防寒保温情况，发现问题及时处理。
        5.安全文明施工
        （1）成立安全领导小组，项目经理为组长，定期进行安全检查。
        （2）施工现场材料分类堆放整齐，防潮防水。
        （3）对施工用电、机械设备等进行日常检查。
        （4）施工现场配备足量消防器材，组织施工作业人员及现场管理人员学习使用方法。
        （5）做好蒸汽锅炉工的上岗培训工作，保证持证上岗。
        （6）每半年组织一次应急救援演练。
        6.蒸汽养生所达到的效果
        香丽高速土建施工四标段通过蒸汽养生进行T梁预制，取得了明显的效果，主要有以下几个方面：
        （1）工期要求：未进行蒸汽养生情况下，一片T梁生产周期最少为20天，进行蒸汽养生情况下，一片T梁生产周期为8天，加快了施工进度，保证了工期要求。
        （2）温度要求：在室外温度-15℃情况下，根据实测数据，棚内温度维持在21℃～27℃之间，T梁内部温度维持再23℃～32℃之间，保证了T梁内部温度与棚内温度之间温差符合《公路桥涵施工技术规范》JTG/T F50-2011要求。
        （3）湿度要求：棚内湿度大于85%。
        （4）混凝土强度：未进行蒸汽养生情况下，7天混凝土强度29MPa～35MPa之间，出现低强，甚至不合格。进行蒸汽养生情况下，7天混凝土强度48MPa～54MPa之间，符合设计及《公路桥涵施工技术规范》JTG/T F50-2011要求。
        （5）裂纹、裂缝：未进行蒸汽养生情况下，模板拆除以后，T梁表面出现大量的裂纹、裂缝，严重影响了T梁质量，进行蒸汽养生情况下，T梁表面未出现大量的裂纹、裂缝，保证了T梁质量。
        未进行蒸汽养生（有裂纹）

进行蒸汽养生（无裂纹）

        7.结语
        香丽高速公路土建施工第四标段T梁生产总任务655片，2017年7月～2018年1月期间生产T梁326片，冬季施工采用蒸汽养护，不仅提高了台座和模板的周转周期，而且施工工期和T梁质量也得到了保证，同时也为类似高海拔地区、冬季低温条件下T梁预制施工提供了技术保障。
        参考文献：
        [1]JTG/T F50-2011《公路桥涵施工技术规范》
        [2]JTG D60-2015《公路桥涵设计通用规范》
        [3]JTG D62-2004《公路钢筋混凝土与预应力混凝土桥涵设计规范》
        [4]《高速公路施工标准化技术指南》第四分册桥梁工程
        [5]《公路工程标准化施工工艺手册》西南交通大学出版社