夏维如
江苏省交通工程集团有限公司 邮编215311
摘要：作为桥梁工程建设的基本形态，混凝土预制梁的应用具有良好的稳定性和耐久性。气候是影响混凝土预制梁施工质量的重要因素。文章在分析冬季混凝土施工常见病害分析的基础上，就其具体的施工要求进行系统分析，并针对性地指出公路桥梁工程混凝土预制梁冬季施工的质量保证措施。以期提升混凝土冬季施工质量，进而推动桥梁工程的进一步发展。
关键词：公路桥梁；混凝土预制梁；冬季施工；质量控制
混凝土材料不同于钢筋、砌块等材料，属于一种成长型材料，在现场施工完毕后需要经过一段时间的精心养护才能达到设计要求。现场环境的变化，如温度、湿度的变化都可能对混凝土强度的增长和性能的提高产生不利的影响。北方地区冬天气温低，空气湿度小，不利于混凝土强度的增长和性能的提高。混凝土施工过程中控制不当，容易出现质量问题。混凝土工程种类多，环境复杂，公路桥梁预制梁混凝土强度高，外在和内在质量要求也高，施工工艺复杂，冬施工程中容易出现问题。
1公路桥梁混凝土预制梁冬季混凝土施工常见病害分析
混凝土冬季施工常见病害主要有失水收缩开裂和冻伤破坏。冬季施工中混凝土冻伤破坏指的是新拌混凝土在凝固过程中受冻破坏。新拌混凝土中的水分除了一部分参加水泥的水化反应外，其余的水分只提供混凝土的和易性，这部分水在混凝土凝固过程中逐渐外移蒸发。当气温低于冰点时，表面水分开始结冰，水结冰体积膨胀，排挤胶凝体和水泥颗粒，使水泥水化所形成的胶凝骨架遭到破坏。当温度回升到冰点以上时，凝聚体开始融化，会使原来的位置留下空隙，增加混凝土的孔隙率。所以受过冻伤破坏的混凝土，不仅抗压强度降低，而且密实性、与钢筋的粘结力等混凝土耐久指标都显著劣化。大风和空气干燥会加剧混凝土表面失水收缩，特别是当构件表面浮浆过厚时，因为混凝土中骨料本身不收缩，收缩主要来自水泥浆收缩，所以浮浆的收缩远远大于混凝土本身的收缩。当外界环境风大，空气干燥时，极易造成浮浆层收缩开裂。浮浆层一旦开裂，又造成应力集中，最终导致混凝土本体开裂。
2混凝土预制梁材料的应用标准
混凝土冬季施工过程中，原材料的规范应用是其建设质量提升的基础条件具体而言，要提升桥梁工程混凝土冬季施工质量，施工人员就必须在混凝土配合比设计方面进行合理的规范和应用。一般情况下，水泥强度、水化放热以及负温性等因素都会对混凝土的施工质量造成影响。因此在施工中，工程建设人员首先应进行水泥型号的有效选择，通常情况下，425号以上的硅酸盐水泥和快硬水泥能够实现这些病害的有效防治。另外，拌和水结冰是混凝土施工冻害的重要成因，要实现冻害损伤的有效防治，在保证骨料粒径、确定水灰比的同时，工程建设人员应进行减水剂、防冻剂、早强剂等外加试剂的规范应用。譬如，在早强剂控制下，混凝土1～3天的强度可提升20%～50%。只有确保这些材料的应用标准，才能为桥梁混凝土施工质量的提升奠定良好基础。
3公路桥梁混凝土预制梁冬季施工质量保障措施
施工管理是提升桥梁工程混凝土施工质量的有效保证。施工过程中，工程建设人员应对施工范围和内容进行明确，然后系统性地进行施工方案设计，并以此为基础进行施工质量、施工进度、现场管理、安全管理、造价管理和施工风险管理等内容的编制。最后，按照管理的规程进行高效化、质量化的管理实践操作，进而确保工程建设的有效推进。
3.1冬季施工混凝土配合比设计
①水泥的选择。尽量选择硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥，不宜选用矿渣水泥或粉煤灰水泥，水泥的强度等级不宜低于42.5。硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥水化热较大，早期强度高。
早期水化热集中，可使混凝土温度升高，减缓水化初期水结冰的压力。早期强度高也可以有效抵抗水结冰造成的冰压力，避免混凝土内部产生微裂纹等缺陷。②适当降低水胶比，增水泥用量，这样可以增加水泥水化热，减少达到龄期强度的时间。③使用引起剂。在混凝土的生产中加入适量引起剂，加入引起剂后可以生成很多微小气泡，这些气泡可以增加胶凝材料浆体的体积，提高拌合物的流动性，可以起到一定的减水效果，提高新拌混凝土的抗冻性。④加入适量早强剂。加入早强剂可以缩短混凝土的初凝时间，提高混凝土的早期强度。⑤掺入防冻剂。在冬季施工期间，如果温度过低，或者工期紧，必须在低温施工，可以掺入一定量的防冻剂。二是根据乌拉尔定律，在一定温度下，稀薄溶液中溶剂的蒸气压等于纯溶剂的蒸气压乘以溶剂的物质的量分数。也就是说，加入防冻剂可以降低冰点，在一定负温条件下，混凝土中的液态水不会结冰，保证了水泥水化所需的液态水，即防止新拌混凝土受冻，又保证了水泥水化的进行。
3.2混凝土的搅拌和运输
混凝土拌和前应对水温、室外温度进行测量，并做好记录。如果水温过低，要及时加热至规定温度。当采用热水拌和混凝土时，热水不能和胶凝材料直接接触，混凝土搅拌时应先加入骨料和热水，稍加搅拌后，再投入水泥等胶凝材料，搅拌时间要比常温时适当延长。混凝土的出机温度不宜低于10℃，入模温度不宜低于5℃。冬季施工混凝土运输要做好调度工作，尽量避免押车、堵车现象，最大限度地缩短运输时间。混凝土罐应采取保温措施，可用保温材料对混凝土罐进行全封闭包裹。
3.3混凝土浇筑
在浇筑前必须清除模板、钢筋上的积雪和污垢。选用较低塌落度的混凝土，尽量选择中午的时间段浇筑，密切关注天气预报。采用边浇筑边覆盖的方法，篷布与混凝土面间必须留有足够的空间，保证人员能够进入收面、压光、刷毛。
3.4混凝土养护
采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，在其抗压强度达到设计强度的40％以前不得受冻。公路混凝土预制梁冬季施工一般采取蒸汽养护，混凝土的升温速度不得超过15℃／h，降温速度不得超过10℃／h。当采用普通硅酸盐水泥时，养护温度不宜超过80℃。
预制梁张拉后还需要进行孔道压浆，压浆材料属于水泥基材料，同样需要养护。所以预制梁孔道压浆后还需要进行通预制梁相类似的养护制度，否则，压浆材料受冻后容易引起预制梁沿波纹管方向的开裂，严重影响预制梁的质量。
墩柱、盖梁等现浇构件优先采用蓄热法养护，即在构件外面包裹保温材料，减少水泥水化热的散失，通过混凝土内部水泥水化产生的热量，提供必要的温度防止混凝土冻伤。当蓄热法不能满足要求时，需在构件外面搭设罩棚，罩棚内通蒸汽进行养护。预制梁的养护一般采取罩棚通蒸汽养护，具体养护制度可参考JTGTF50—2011《公路桥涵施工技术规范》的相关规定。
结语：
混凝土冬季施工质量提升对于桥梁工程建设具有重大影响。混凝土工程容易受到原材、气候的影响，因此具体工程应该根据当地的具体情况，制定科学的冬季施工方案。尤其是北方地区的桥梁工程建设项目，对冬季施工要求要更高。施工人员只有充分认识到冬季混凝土施工的特点，并在明确其施工技术要求的基础上，进行规范的施工措施保证，才能有效地提升混凝土冬季施工质量，进而推动桥梁工程的进一步发展。
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