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2229箱梁冬季施工技术

发表时间：2021/6/15 来源：《基层建设》2021年第6期作者：李超杰

[导读] 摘要：随着社会经济的发展，我国的交通行业有了很大进展，施工单位需要采取适合的施工技术，从而充分发挥施工技术的应用优势。

        中铁六局丰桥公司北京 100000
        摘要：随着社会经济的发展，我国的交通行业有了很大进展，施工单位需要采取适合的施工技术，从而充分发挥施工技术的应用优势。文章以实际案例为背景，围绕其中的箱梁冬季施工技术控制展开探讨，在冬季对简支箱梁进行施工时，保证其施工的质量不下降，以供参考。
        关键词：现浇箱梁；混凝土浇筑；冬季施工
        引言
        高速铁路作为我国交通的重要组成部分之一，应明确如何提高高速铁路施工的整体质量。在高速铁路冬季施工时，经常会出现由于材料、环境、温度等一系列因素的影响，而导致其施工质量较差，特别是简支箱梁会受到温度的影响相对明显，需要逐步的对温度问题进行分析。
        1工程简况
        本工程项目位于天津市及河北省廊坊市境内。本线东起天津西站，西至北京大兴国际机场站，全线长度100.6km，其中天津西至胜芳利用津保铁路36.15km，胜芳至固安东新建线路长度47.17km，固安东至大兴国际机场利用廊涿城际-城际铁路联络线17.23km。新建线路起自津保铁路胜芳站，出站后上行线跨过津保铁路折向西北，于小惠庄村与廖家村之间设安次南站，出站后线路折向西，跨过廊沧高速公路后在西麻村南侧设永清南站，出站后折向西北引入京雄城际固安东站。
        2冬季施工原因及计划
        1、依据《铁路混凝土工程施工技术规程》（Q/CR9207-2017）标准要求，当昼夜环境平均温度连续3天低于5℃或日最低气温低于０℃时，应采取保温措施，从这一天起，即为冬季施工期，施工应按冬季施工的相关要求执行。
        2、根据《津兴铁路指导性施工组织设计》本项目箱梁2021年4月16日开始架梁施工。因此本项目根据剩余工程量及工期要求决定进行冬期施工，冬期施工时间为2020年11月中旬至次年的1月底、春节后3月10日复工生产至当月15日，冬期施工天数为80天，计划施工量为：预制箱梁6孔、箱梁压浆封端9孔。
        3冬季施工特点
        （1）冬季施工由于环境影响对现场施工不利，也是工程质量问题的多发季节，对梁体各个工序施工的温度要求高。
        （2）由于梁体施工的工序复杂，一次性浇筑混凝土方量大，并且在冬季内施工，质量问题存在隐蔽性、滞后性，即大多数冬季施工春季出现问题，因而给质量问题处理带来很大难度。轻者重新修补，重者重新施工。不仅给工程经济带来损失，而且影响工程的使用寿命。所以对现场施工组织要求高。要做到精细组织．做到各个环节有序进行。
        （3）冬季施工的计划性强、准备工作时间性强。这是由于冬施工作准备时间短，技术复杂，往往一些质量事故也因此发生。
        4冬季施工工艺流程及原材料保证措施
        4.1施工工艺流程
        暖棚搭设--钢筋绑扎吊装--内模安装--混凝土浇筑--养护--拆模--预应力张拉--压浆、封端
        4.2冬施原材料保证措施
        粗细骨料：
        采用的骨料要求清洁，质地坚硬，不得含有冰、雪和冻块，不合格料不得进棚存放。料棚用砖墙砌筑保温棚，将砂、碎石分仓存放在棚内，三面用彩钢板进行全封闭，为方便进出料，料棚与骨料配料斗之间进行封闭，减少上料过程中的热量损失。当冬季到临前，碎石泥块含量仍然超标时，提前清洗晾干，备足一周用量。为提高骨料温度，棚内安置6台热风炮加温。在棚内放置消防器材，防止火灾发生，上料斜皮带进行封闭处理，减少热量损失。
        拌合用水：
        在拌和站旁设容积45立方米的蓄水池，并设置保温棚盖，棚盖上采取保温措施，水池中的水利用水加热机组加热，水加热机组选定功率100kw（根据温度需求，可设定100kw、120kw、150kw三个档），水温控制在60℃左右，不超过80℃。
        外加剂：
        外加剂储存罐放在封闭的保温彩钢房内，室内设置电暖气升温，外加剂桶周边采用可温控电伴热方式进行加热，外部包裹保温材料保证室内气温在10℃以上，一般不超过20℃，保证室内干燥。在室外放置消防器材，防止火灾发生，同时做好安全防护。
        5冬季施工保温控制
        5.1制、存梁台座保温措施
        为保证箱梁冬季混凝土施工质量及箱梁支架地基不发生冻胀，需搭设暖棚将整个箱梁及箱梁底部支架全部包裹起来：
        （1）制梁台座、存梁台座保温棚采用外模两侧安装5cm—8cm厚度彩钢板将整个箱梁模板覆盖，梁体端口采用棉被或者厚帆布进行缝合密封，使在通蒸汽时不透风不散热。模板顶部采用钢桁屋架支撑，四周也采用5cm—8cm厚度的彩钢板封住。钢桁屋架采用8m一段，32米梁采用4段，24米梁用3段，钢桁屋架制作时预留出吊点，便于吊装。彩钢板安装时两端超出屋架20cm，钢桁屋架净空1.5m，下部支支撑在外侧模翼缘板上。
        （2）采用蒸汽发生器加温，如果温度不足，可在棚内增加大功率热风炮同时对暖棚及模板进行加温处理，在混凝土浇筑前将模板温度加热至5℃以上。
        （3）在暖棚内布设温度计。通过增温处理使现场实测暖棚内温度不低于1O℃，混凝土浇筑及养护期间，安排专人对温度进行检查，保持棚内温度，检测棚内温度是否受外界环境影响。
        5.2钢筋工序冬季施工措施
        ⑴钢筋作业环境温度低于-20℃时，停止HRB400钢筋冷弯操作。
        ⑵钢筋加工在钢筋加工场内进行，冬期钢筋的焊接前，必须根据当时施工条件、气温状况进行试焊，试焊时先根据气温状况调整焊接参数及确定焊接工艺，试焊的钢筋试件经试验合格后，方可进行正式施焊。焊接后的钢筋垫高放置，使焊缝和热影响区缓慢冷却，未冷却的接头避免接触冰雪和冻土。
        ⑶钢筋的电弧焊接宜采取分层控温施焊。适当增大焊接电流，减低焊接速度，将热轧钢筋焊接的层间温度控制在150℃～350℃。应根据钢筋牌号、直径、接头形式和焊接位置选择焊条和焊接电流。焊接时应采取防止产生过热、烧伤、咬肉和裂缝等措施。当部分焊接必须在室外进行时，在白天气温较高时进行焊接，必须采取防雪挡风措施，减小焊件温度差，焊接后的接头严禁立即接触冰雪。
        5.3混凝土搅拌、运输保温措施
        搅拌站采用保温彩钢板房全封闭，搅拌站上料仓密封，搅拌站操作间进行有效密封，操作间内安装空调，确保原材料的温度满足要求。搅拌主机室内放置暖气片、或电热板升温，进行加热，确保室内温度控制在10℃以上，防止搅拌机受冻。并在搅拌前后用热水冲洗搅拌机滚筒。
        混凝土运输车应采用保温棉被包裹，保证混凝土在运输过程中的温度。
        泵管在每次开盘前应进行检查，将磨损较大的泵管、管卡、胶垫进行及时更换，以免造成浇筑过程中突发爆管的情况发生。管外包裹棉被覆盖保温。
        5.4混凝土浇筑控制措施
        箱梁一次性浇筑方量一般大于260m³，混凝土浇筑前施工现场须准备好混凝土覆盖用保温材料塑料膜、保温棉被等。浇筑前应该清理底模垃圾，检查预埋件、预留口、检查模板，及侧模加固。用钢丝刷清理钢筋和埋件上的污垢。但不可用水冲洗，以免结冰。保证生产运输和混凝土浇筑的连续性。减少混凝土在泵送管道内的停留时间，防止温降过大滞留堵管。通过采取以上措施现场实验证明能保证混凝土的入模温度不低于5℃。随时测量混凝土的塌落度塌落度控制在160mm～200mm。当温度和塌落度低于规范要求时要到现场的混凝土料要弃用。并及时通知拌合站进行调整。

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搅拌时间上由于外加剂的活性对温度相当敏感，拌合时间如果不够充分，水泥水化热释放不足，会导致混凝土和易性差，对现场施工质量造成影响。所以冬季搅拌时长不得低于180S。并保证混凝土出盘温度不低于15℃，入模温度不低于10℃。
        注意浇筑混凝土尽量选择在天气较暖的白天进行，一般在上午10点开始浇筑，下午16点左右完成。浇筑时的应注意防护保温措施：
        （1）当模板温度低于设计要求值时，提前打开内箱蒸汽管道，通蒸汽加热辅以热风炮加热。
        （2）开始浇筑混凝土时先不盖顶棚，在浇筑顶板混凝土过程中，每浇筑完成一段方可遮盖一段养护棚。分层浇筑混凝土时混凝土厚度应控制范围在30—40cm，不得低于20cm。在顶板浇筑完成后及时覆盖塑料薄膜进行养护，并做好顶棚封闭保暖工作。
        浇筑混凝土同时留置标养试块和同条件养护试块，进试验符合强度后方可拆模，张拉。
        5.5梁体养护保温措施
        为保持整个箱梁养护温度一致，采用侧模保温彩钢板封闭加养护罩方案。在底模下制梁台座条基上布置3根蒸养管道，侧模每侧布置一根蒸养管道，每端共计5根蒸养管道。梁体混凝土灌筑完毕后，立即吊装养护罩覆盖梁体顶板，辅以棉被覆盖，梁端用防水篷布包裹严实。静停4小时后进行蒸汽加热养护。蒸汽养护时严格遵守蒸汽养护制度。蒸养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℃，从开始升温到降温结束整个过程中，梁体外两端与跨中及两侧，箱梁顶面与底面之间相对温差不宜大于10℃。恒温时间应根据混凝土强度达到移梁张拉强度即≥43.5MPa要求确定，总养护时间≥24h。试件达到要求强度后，即可停汽并适当缓慢降温。结束后，立即进入自然养护，并按自然养护工艺办理。当环境气温低于5℃时，禁止对混凝土洒水。
        5.6张拉、压浆、封端控制措施
        张拉
        张拉前应确定液压油泵的工作温度，在液压油允许温度范围内进行张拉作业。在终张结束后，用活动保温彩钢房封闭梁体（详见图），顶板顶面采用保温棉被覆盖，梁体箱内用热风炮，梁体箱外布置蒸汽发生器增温。（可根据实际施工温度增减热风炮数量）
        压浆
        管道压浆尽量选择中午进行，压浆时及压浆后72小时内管道温度需保持在5℃以上。压浆前，使管道温度大于5℃后进行压浆。在压浆过程中热风炮持续加热，保证梁体温度持续5℃以上；压浆结束后3天内对梁体一直采用热风炮及发生器加热，直到试件强度达到70%以上后，逐渐撤温。
        5.7混凝土的测温及现场试验工作
        1）温度测量
        （1）测温设备的选用。梁场测温设备主要选用数显测温仪、插入式测温仪、表盘式温湿度计、红外线测温仪等。其中插入式测温仪主要用于混凝土、梁体表层及梁体芯部温度的测量；数显测温仪及表盘式温湿度计主要用于测量环境温度；红外线测温仪主要用于测量梁体表面温度。
        （2）搅拌站内的测温。水温、外加剂、骨料温度，混凝土出机温度、当日灌注环境温度，每一班至少检测四次。当生产情况不稳定时应每车进行检测，特别是搅拌用水应随时测定。并填写记录表格。该项工作由试验室当班试验人员测定。
        （3）温度观测点位置。
        ①梁体养护时：制梁台座封闭棚内每侧设置混凝土无线测温仪（HC-TW80），按照端头、跨中悬挂测温线，悬挂高度距地面500mm以上。
        ②按照施工工艺细则要求设置混凝土表层及芯部温度测试点。
        ③压浆作业时：封闭棚内每侧设置混凝土无线测温仪（HC-TW80），按照端头、跨中悬挂测温线，悬挂高度距地面500mm以上。
        （4）观测次数及时间。
        ①运到现场的混凝土头3车每车一次，以后每50方进行测温，由值班技术员负责进行并做好灌注记录。
        ②梁体混凝土养护时，需进行环境、表层、芯部及腔内温度监测，在升、降温期间每1h检测1次，在恒温期间每2h检测1次。
        ③室外气温及施工环境温度应在每天2时、8时、14时、20时4个时间点观测记录。
        2）试件制作
        冬期施工混凝土试件每一班（部位）除按规定制作标养、拆模试件外，增设2组与结构同条件养护的试件，用于检验实体混凝土强度在受冻条件下的强度增长情况，为养护方式、架梁条件及最终实体强度提供数据报告。所有试件制作情况均应单独编号，做好记录，并有试验报告。
        5.8加强过程控制
        1.进入冬季施工前，组织现场施工人员进行冬季施工安全防护措施专业知识培训，考试合格后持证上岗。
        2.针对冬季施工安全防护，划分责任区，编制冬施期间的人员分工表明确责任人，并落实冬施期消防、安全保证措施。
        3.施工现场，高空作业人员必须戴安全带、防滑鞋。
        4.对现场设置保温措施处，安排专人看守，严防火灾发生。
        5.在施工过程中混凝土采用保温封闭养护，如果养护棚内蒸汽温度偏低，则采用热风炮辅助加温，24小时设专人看管，值班人员夜间不得在棚内长时间停留，防止缺氧发生危险。
        6.施工现场严禁使用裸线，电线铺设防砸、防碾压，防止电线冻结在冰雪之中；大风雪后，对供电线路进行检查，防止断线造成触电事故。电线在棚布内设置时，与棚布隔离采用架空进入，防止电线过热造成火灾；照明设施和热风炮离棚布距离不小于2m，防止发生火灾。
        8.及时清理施工场地内和棚架上的冰雪，防止滑倒、跌伤。
        9.现场内的各种材料、半成品、乙炔瓶、氧气等存放场地符合安全要求，并加强管理。
        10.霜雪天后及时清扫，并应保证道路畅通。现场的积水或积雪及时清理干净，不使场地造成积水现象而导致因温度过低时而结冰，造成安全隐患。
        11．施工现场用电，应严格执行有关规定，加强电源管理，防止发生电气火灾，安装、维修或拆除临时用电工程，必须由电工完成，电工必须持证上岗。
        12.电箱内开关电器必须完整无损，接线正确，电箱内设置漏电保护器，选用合理的额定漏电动作电流进行分级匹配。配电箱设总断路器、分开关，动力和照明分别设置。金属外壳电箱作接地或接零保护。开关箱与用电设备实行一机一闸保险。同一移动开关箱严禁有380V和220V两种电压等级。
        13.危险区域做好安全警示标志，明确各种设备的操作规程，使用设备时严格按照操作规程进行。
        6结束语
        综上所述，在现阶段铁路建设事业快速发展的背景下，箱梁冬季施工技术的应用水平也已逐步提升，这对于提高工程质量具有促进作用。但是，从当前的工程实践情况来看，相关施工仍然存在诸多有待解决的问题，因此文章围绕相关施工过程中技术控制展开了探讨，旨在为进一步提高箱梁冬施工技术的应用水平，保证相关工程的安全质量提供支持。
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