宋杨杨
中铁六局集团北京铁路建设有限公司，北京 100036
摘要：针对我国北方地区冬季混凝土施工常常出现因工艺措施不到位、加热保温养护不到位，造成混凝土施工质量缺陷，影响工程质量。结合位于张家口地区的南洋河特大桥2×55m刚构0号块采取的冬季施工工艺和质量控制，通过本文对现浇梁0号块在冬季施工过程中采取的措施简单介绍，为今后同类型的冬季施工积累经验。
关键词：冬季；现浇梁；0号块；混凝土；浇筑；养护
1工程概况
河北省胶泥湾至西洋河（冀晋界）公路SG2合同段南洋河特大桥工程，该特大桥共26跨，其中引桥上部为先简支后连续结构，主桥采用2×55m转体T构结构，转体T构主梁采用三室斜腹板结构，箱梁顶板宽33.5m，底板宽由5m现浇段处23m渐变至中心点处19.5m，为二次抛物线变宽。箱梁采用支架现浇法分块浇筑，总体分为三块，分别为0号块，1块、1＇块，2块、2＇块，其中0块块全长30m。箱梁0块段全长30m，采用一次浇筑；0块块混凝土方量共1715m3。现浇梁混凝土采用高性能C50大体积混凝土。
该工程位于河北张家口地区，1月平均温度是?-14℃～-3℃，最低温度-18℃。
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2施工工艺
2.1施工准备
2.1.1进度计划
2018年1月1日，开始搭设保温棚，1月6日自检合格，1月7日-至1月8日对大棚进行升温，1月9日上午9:00开始浇筑，计划用时48小时，1月11日上午9:00浇筑完成。
2.1.2材料及机械设备准备
（1）拌合站。确保每小时混凝土供应量不少于40m3，混凝土供应采用自有拌合站，利用电暖气放置在拌合仓、外加剂仓内，使用伴热带缠绕管线进行保温加热。
（2）混凝土运输及输送机械。0号块混凝土采用68m汽车泵2台（一台使用、一台备用），混凝土运输车6台。
泵车于浇筑前一天进场，确定支设位置，考虑浇筑过程较长，对泵车灰斗处搭设保温棚，在泵送管道上缠绕伴热带，尤其注意管节处保温，用伴热带缠绕后，用棉被包裹。
（3）混凝土及原材料。0块块混凝土等级为C50，混凝土初凝时间为：8h。混凝土进场坍落度为：200mm±20mm。混凝土扩展度：400mm-450mm。
①水泥：冬季施工应选择抗冻性比较高的水泥，本工程选用抗冻性最好42.5级硅酸盐水泥。
②粗骨料：采用粒径为5～20mm的碎石，含泥量不大于1%，选用粒径较大，级配良好的石子。
③细骨料：选用人工中粗砂，细度模数2.4，含泥量不大于2%，选用平均粒径较大的Ⅱ类中粗砂拌制的混凝土，针对细骨料易结块问题，选用提前向砂场订购的干砂。
④外加剂：选用低收缩率，特别是早期收缩率低的外加剂，外加剂的品种和掺量应经厂家试验室试配确定。现场备好与配合比相同型号的缓凝型减水剂一桶（50L），并做好防冻措施，以备浇筑临时中断或出现混凝土问题时调试用。
⑤拌合水：浇筑前12小时，拌合用水开始升温，控制温度为45-80°
2.1.3机具准备
施工振动电机：8台，备用：4台，Φ50振动棒：4台，Φ30振动棒：4台，Φ70振动棒：8台。
2.1.4养护准备
0号块用夹棉阻燃篷布做全封闭养护，顶部用夹棉篷布、棉被覆盖，两端用现场现有的小棉被封堵，使0号块形成密闭空间，每个箱室内模内放置1台热风炮，配套放置水盆1个，翼板下方两侧各放置热风炮3台，水盆3个，盆内盛满水，在浇筑前一天，12台热风炮全部开启，对钢筋、模板进行升温，保证浇筑前混凝土环境温度大于5°。
2.1.5技术准备
(1)技术负责人组织进行施工技术交底和安全技术交底，对作业人员进行混凝土浇筑前的施工培训、教育工作，确保技术要点和安全措施落到实处。
(2)测量人员对支架体系、模板轴线、标高进行数据收集，便于在浇筑过程中进行复核。浇筑前一天，测量人员对整个顶板横坡进行高程放样，顺桥向5米一道控制点，横桥向2米一道，标高控制标识用红油漆或用胶带贴白纸条粘在桥面剪力钢筋上，作为控制标高的剪力筋在焊接时，下方需设置垫块，并在浇筑时注意保护。
2.2混凝土浇筑工艺
0号块混凝土设计方量为1715立方米，底板处混凝土方量为477立方米，墙身混凝土方量为：820立方米，顶板混凝土方量为：418立方米。
0号块混凝土浇筑时遵循斜向分段，水平分层的方式。第一段为墩顶10米范围，第二段为南侧10米，第三段为北侧10米。总体按照先中央，后两边的原则，首先浇筑墩顶1.5米厚横隔墙，首先围绕中箱开始浇筑，待底板混凝土浇筑完成时，开始边腹板及边箱对应的横隔墙浇筑，直至浇筑顶板。
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2.2.1混凝土浇筑控制
由于0号块梁段最大高度为7m，腹板内钢筋及预应力管道等密集，混凝土泵到梁顶直接泵入底板和腹板下部时无法保证灌注和捣固质量，灌注混凝土时，在顶板处预留天窗，天窗孔为30cm×30cm，采用泵车自带的泵管作为串筒。
2.2.2混凝土浇筑顺序及方法
先通过两侧斜腹板进行底板浇筑，根据混凝土塌落度与扩展度的关系（斜面1:1），可以在混凝土扩展度性能下，自行填补腹板与底板间倒角位置混凝土，然后通过振捣，保证混凝土的密实。斜腹板与底板交接处振捣通过在箱室内斜向插棒，保证混凝土密实。混凝土浇筑完成后及时对观察孔进行封闭。
梁段混凝土浇筑采用全断面一次浇筑法。先底板，后腹板，最后浇筑顶板。腹板水平分层浇筑，浇筑厚度30～40cm。由于顶板悬臂较长，为避免模板变形而产生混凝土裂纹，混凝土浇筑采取由两端向中间、由外向内的浇筑顺序。
混凝土浇筑时浇筑自梁端向跨中连续对称进行。天窗口下料采用钢管作为串筒，在顶板钢筋上预留的天窗孔中间穿过，进行底板混凝土浇筑。
混凝土的灌筑采用连续整体浇筑，一次成型。灌注时采用斜向分段，水平分层的方法。其工艺斜度以30～45°为宜，水平分层厚度宜控制在30cm以内，先后两层的间隔时间不得超过初凝时间。
2.2.3底板混凝土浇筑
为防止混凝土浇筑过程中流动面积过大出现离析，底板浇筑时从墩顶向两侧进行。横隔墙处钢筋密集要加强振捣。底板混凝土浇筑前需在底板最低位置开活动小口，方便底板冲洗干净。对应段落底板浇筑完成后，进行腹板混凝土浇筑，浇筑过程保证对称施工。
2.2.4腹板及横隔板混凝土浇筑
由于采用泵送混凝土，侧模浇筑时很有可能导致底板混凝土上翻，要求在底板浇筑完成后使用木模将倒角上的观察孔、振捣孔全部封闭。腹板和横隔板同时水平分层进行，分层厚度0.3-0.4m。由于0号块较高，为避免混凝土离析，在顶板上预留天窗，连接串通，腹板第一层混凝土从预留天窗浇筑口处入模。横隔板处钢筋密集，应加强振捣，并用小锤轻敲横隔板处模板，通过声音判断混凝土是否密实。
为防止腹板模板上浮及底板混凝土翻浆，腹板振捣时严格控制振捣时间和插入深度，避免过振和插入已振好混凝土，通过控制浇筑速率、振捣时间及插入深度达到控制混凝土施工安全及混凝土成型质量的最终目的。
2.2.5顶板混凝土浇筑
由于翼缘板挑出去，浇筑混凝土时易变形，为防止由于变形导致翼缘板根部开裂，桥面板混凝土施工时从翼缘板外侧向根部浇筑，最后浇筑顶板混凝土。施工过程中如出现异常情况，为防止腹板与顶板出现水平施工缝，先浇筑腹板顶部混凝土。
2.3质量控制措施
2.3.1混凝土振捣工艺
（1）梁段混凝土振捣采用插入式振捣器。0号段内预应力筋布置复杂、非预应力筋密集，要求一次灌注成型，施工难度大，为保证振捣施工质量，对底板顶层封闭模板需要预留一定振捣孔、排气孔，混凝土振捣孔间距为0.5米，混凝土排气孔间距0.5米。振捣棒直径为7cm、5cm和3cm三种。齿块位置用30棒、纵横交叉处用50棒进行振捣，一般位置用70棒进行振捣。
（2）插入式振捣器振捣厚度为30cm～40cm，插入下一层混凝土5～10cm，插入间距控制在振捣棒作用半径1.5 倍之内，振捣到混凝土不再下沉，表面泛浆有光泽并不再有气泡逸出时将振捣棒缓慢抽出，防止混凝土内留有空隙。振捣棒棒距为400-500cm，振捣时梅花状布置振捣棒的插棒位置；振捣棒采用快插慢拔的方式；每一振捣点要掌握振捣时间，不宜少振或过振，同时注意振捣点的密度，间距不大于振动作用半径。每一振点的振捣延续时间宜为20-30s。
（3）当底板冒出少量混凝土时，不宜过早铲除，待腹板浇筑过程中不在有翻浆出现后再处理，以免出现腹板与底板混凝土进行流动，造成浇筑时间延长，甚至腹板出现空洞等现象。浇筑腹板混凝土时，混凝土经振动易沿腹板下承托处向底板冒出。
（4）混凝土振捣时不得碰撞模板、钢筋和预埋部件，特别注意振动棒不得触及预应力管道，以免造成管道变形而无法穿束。同时，特别注意锚具部位混凝土的振捣应密实，并设专人观察模板或支架的变形情况。
（5）混凝土底板、顶板在浇筑完成后，均需安排专人进行表面处理，严格做好表面平整度控制。
（6）由于支架可能变形，收光时混凝土也可能收缩，要求测量人员收面前必须进行标高观测，以观测的标高来控制收面的混凝土顶标高，不可仅利用立模时的标高来控制混凝土表面。
2.3.2混凝土养护
（1）暖棚法养护。混凝土浇筑前，箱梁四轴沿盘扣架用夹棉阻燃篷布整体搭设成封闭暖棚，顶板用夹棉篷布、棉被覆盖。根据箱梁分块，0号块端头内箱处每端设置三处门帘，使0块块形成独立养生空间。在浇筑前48小时开始开启加热设备，使暖棚内温度大于5°，浇筑时，边浇筑，边将覆盖的棉被、夹棉篷布卷起，存放在需覆盖位置附近，待顶板收面时，随收面完成，立即用塑料布做隔离，上设置电热毯，最顶层用夹棉篷布、棉被保温。浇筑过程中，暖棚内所有加热设备不得关闭，由施工人员每天24小时进行箱梁内、外全面检查工作，配备热风机、电暖气、水桶设施，保持温度及湿润状态。
（2）测温与养护控制。施工过程后阶段控制是保证混凝土质量最关键的阶段，主要从混凝土保温、养护来进行控制。翼板侧每侧设置测温点3处，间距7.5米一处；箱室内每箱设置测温点一处，墩顶正上方的三个箱室温度计从顶板天窗口下悬设置，其余6个箱室全部挂在顶板下方1米处；底板设置测温点四处，放置在距离梁端3米处。顶板测温用电子测温枪。对所有温度计进行编号，根据温度变化，绘制曲线图。
混凝土顶板浇筑完成后进行养护，用塑料膜，电热毯，夹棉阻燃篷布、棉被覆盖，随时测温并记录，温度低于要求时增加加温设备，观测箱梁湿润程度，随时向箱室内水桶中加水；
对箱梁内的温度进行监控，在箱梁底板、腹板、翼板处放置温度计，记录每日的最高、最低温度情况，并设置专人记录，当发现温度低于最低温度时，及时采取措施。
浇筑完成后前48小时，每隔2小时进行温度观测，并记录，当温度低于10°或温差超过10°时，立即安排养护人员，通过增加热风炮与电暖气，保证暖棚内温度均匀，第三天至第七天，每天2:00、8:00、14:00、20:00进行测温，并记录。
温度达40°时，关闭所有加热设备，温度下降至25°时，开启加热设备。混凝土养护期不少于14天。
2.4.混凝土浇筑质量保证措施
（1）混凝土输送泵运送到位。拌和站的搅拌能力和汽车泵运送能力，以满足在最早灌注的混凝土初凝前灌注完0号块的全部混凝土为控制标准。
（2）混凝土入模与混凝土灌注面保持2m以内，通过在泵车橡胶管端接长6m泵管实现，泵管无法伸入的地方，设置串筒或溜槽。在钢筋密集处断开个别钢筋留作天窗口，待混凝土灌注到此部位时，将钢筋焊接恢复。在钢筋密集处要适当增加导管数量。
（3）对捣固人员要认真划分施工区域，明确责任，以防漏捣。振捣腹板疑土时，振捣人员要从预留“天窗”进入腹板内捣固。在灌筑腹板混凝土时，安排有经验的人在箱内用小锤敲击内模，检查其填充密实情况，对混凝土填充不密实的地方，随时采取措施，确保混凝土填充密实。
（4）混凝土灌注前先将原墩顶混凝土面用水或高压风冲洗干净。灌注前在原混凝土面上铺2cm厚的同配比的水泥砂浆，并摊铺均匀平整。
（5）在顶板混凝土浇注完成后，用插入式振捣器对顶腹板接缝处进行充分的二次振捣，确保连接处密实、可靠。
（6）浇筑混凝土前，仔细检查模板的尺寸和牢固程度。在灌注过程中设专人加固模板，以防漏浆和跑模。混凝土灌注前先将箱内木屑、松散混凝土等杂物用吸尘器或高压风冲洗。
（7）混凝土灌注结束后，要加强对梁体的保温及养护，混凝土浇筑完成后对顶板表面进行收面处理，收面完成后立即对顶板进行棉被覆盖，加铺电热毯。对箱梁顶面进行保温。现场制作的混凝土试块除一部分在标准养护室内养护外，其余的应与混凝土同条件养护。为随时检查混凝土质量和控制端部凿毛、拆模、张拉时间，每100m3混凝土，制作1组试件。
3结束语
大体积混凝土的冬季施工，成本高、安全质量风险大，生产效率低，尤其现浇梁0号块，结构复杂，高度重视冬季施工工艺及关键工序的过程控制是提高大体积混凝土冬季施工质量的关键技术保障，本文仅从暖棚设计、加热保温、施工准备、浇筑、振捣、养护等方面浅谈，未对热工计算、钢筋及预应力安装、张拉及预应力等方面进行说明。通过各项工艺及措施的严格落实，未出现质量问题及常见的质量缺陷，取得了很好的工程效果，该工程已顺利完工，交付建设单位使用，通过本案例，为今后在北方地区进行冬季施工积累经验。
参考文献：
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