高寒地区超重载高速公路箱梁预制冬季施工技术

江水清

（中铁电气化局集团西安铁路工程有限公司，云南 昆明 650200）

1 工程概况

乔家梁大桥位于神木县境内的神木-榆林高速公路入口处。该桥上部构造为30m后张法预应力箱梁先简支后连续结构。箱梁高160cm，底板宽100cm，顶板厚度为18cm。每跨布置箱梁10片，全桥共150片。本桥合同工期为8个月。工期跨越冬季，需进行冬季施工。神木地区属高寒风沙地区，冬季时间长。一般在4个月，极端最低气温在零下33℃。在这样极恶劣的环境下进行预制箱梁施工相当困难，而它又是控制全桥工期的关键工序，必须给予高度重视。

2 施工方案

通过研究设计文件和现场调查勘测，借鉴以往冬季施工经验，结合本工程特点，根据蓄热法原理和混凝土成熟度理论，本着“实用、可靠、经济”的原则，初步确定30m箱梁的冬季施工方案如下：固定台座，暖棚蓄热，蒸汽采暖，砂、石、水加温，锅炉蒸汽养生。预制箱梁冬季施工工艺流程见图1。

3 施工技术

3.1 施工准备

在桥梁附近选择约200m×35m的空地，并平整压实，用来制梁和堆放施工材料。场地旁设置拌和站和锅炉房，场地内设置钢筋加工棚。根据冬季施工的工程任务、箱梁尺寸及工作需要确定蒸汽养护棚的平、立面尺寸。

3.2 蒸汽养护棚

用钢管(φ40mm普通脚手架)扣件搭设弧形构架，构架顶用φ40mm钢管纵、横向交叉拉设成圆弧状状。屋架顶部及四周用专用篷布覆盖封闭，其上再用铁丝互相攀拉，防止风吹掀顶。蒸养棚建成后，供蒸汽，检查其温度指标是否满足要求。蒸汽养护棚构造见图2。

3.3 暖气及热水池

为确保砼质量，除保证室温外，在施工规范允许的条件下尽量提高砼拌合物的温度。施工时，采取对砂、碎石、水加温的措施，水泥只保温但不加温。具体做法是：在砂石堆放处与拌合机上料斗之间建暖气；拌合机旁安装热水锅炉，砌水池。在深2.6m的地下放置2个可以存储35m3的水罐，高度与地面一致，其上压盖1cm钢板，周围用水泥砂浆填塞抹平，锅炉内水沸腾后接2根保温的软管放至水池里与池内冷水混合。砂、碎石、水的温度一般控制在20℃-50℃。

3.4 台座。制梁台座一梁一座固定布置，安放钢筋，用C25砼浇筑筑。上宽90cm，下宽不大于1.4m。台座关键是控制“三面两线”及“三度”，即：顶面、两侧面、两条上角线；平整度、光洁度、顺直度。此种台座的特点是：成本低，工作面宽广，速度快。当施工场地较宽敞且工期较短时，采用此法效果较好。

3.5 钢筋加工和安装。按照设计图的要求，钢筋分类加工编码堆放。加工成型的钢筋验收合格后运到暖棚内台座处，安放放进绑扎定位架，进行绑扎，安装波纹管定位架，穿波纹管。采用波纹管加芯成孔技术，塑料软管预穿在波纹管中。按图纸和《公路工程质量检验评定标准》检查验收钢筋。注意钢筋的焊接应在暖棚内进行。

3.6 模板安装。将表面清理干净的模板移至台座处，逐节安装固定，校正模内尺寸及轴线使其符合规范要求。

3.7 浇筑箱梁C50砼。采用2台HZS12O型强制式拌合机拌制箱梁C50砼，由混凝土罐车运至梁位，人工配合龙门吊直接倾倒于梁体内。浇筑采用“斜向分段，水平分层”法，由梁的一端向另一端浇筑。当箱梁浇筑成型时立即放置蒸汽养护罩，蓄热保温，直至砼浇筑完成，进行蒸汽养生。

在混凝土浇筑过程中，除严格控制原材料、暖棚内温度外，应对施工中影响砼热量的因素综合考虑。通过试验、统计、分析，确定热工参数，用热工理论验证砼拌合物合成后的温度。

3.8 蒸汽养生。养生是保证箱梁砼质量的关键环节之一。它直接影响箱梁砼强度，表面色泽及龟裂程度等。养生采用蒸汽养生。蒸汽由锅炉通过主管道和制梁台座两侧的泄汽管道送出。根据箱梁的表面系数，确定升温速度不超过1O℃/h，降温速度≤5℃/h。升降温速度由蒸汽闸阀控制供汽量实现。升温时，开始较慢逐步加快；降温时较均匀，当养护棚内温度与外界温度基本一致时停止供汽。其程序是：静停、升温、恒温、降温。

3.9 张拉压浆

张拉压浆同样也是保证箱梁砼质量的关键环节之一，直接影响砼的成品质量。应根据实际使用时的环境温度选用预应力钢材张拉设备以及仪表工作油液，并应在使用的环境温度条件下进行配套校验。张拉时的温度不应低于-15℃。压浆前尤其要做好孔道的清理工作，特别是对已达到强度不需养护的箱梁，除按正常程序两面通风清除孔道内杂物外，还要首先保证压浆前孔道内温度，使孔道内无残冰。压浆是采用真空辅助设备压浆，压浆后仍要蒸汽养护3d-5d。

4 施工注意事项

砼的冬季施工，特别是大体积砼的冬季施工相对来说是一个难度较大、精度要求较高的工作，无论是砼的恒温温度还是升降温温度都有严格的要求。施工从开始备料到砼拌合、运输、振捣、养护都不能有一丝马虎。下面从两个方面来阐述。

(1)由于环境温度的限制，制备砼的各道工序时间相对来说加长，使得砼表面色泽不一，有麻絮状分层，严重者甚至会出现不同程度的蜂窝、麻面，所以，如何紧凑砼施工的各工序，加快砼的施工速度对砼的质量、外观有举足轻重的作用。我们在施工中采用缩短运距，合理配置人力、物力、机具的方法以达到最理想的功效。

(2)箱梁在养护后和压浆前的间歇时间里，如温度降低到0℃以下，虽不影响砼的质量，但在压浆前一定要做好孔道的清理工作。这时孔道内一般有残留的冰块，除要按正常的程序两端通风排渣外，通风前首先要使箱梁处于10℃左右环境温度下一定时间。否则，孔道内的残冰会影响压浆的质量，严重者可能会产生沿孔道的裂纹。

5 经济效益分析

5.1 工程进度。一般来说，只有对于工期要求严格的工程才采用冬季施工。采用“固定台座、蒸汽养护棚”的办法可以缩短工期。这样做具有较大的灵活性，各片梁可分别养护，养护完成后转入下一片梁的施工。

5.2 经济效益。每套蒸汽养护棚的制造费用约为8000元，采用冬季施工共需150片梁，制造6套蒸汽养护棚共需48000元。而且此办法施工简单，在一定的条件下具有推广价值。

[1]中华人民共和国行业标准.公路施工手册《桥涵》（上册）[M].北京：人民交通出版社，2000.

[2]中华人民共和国国家标准.建筑工程施工质量验收统一标准[S].（GB50300-2001）.

[3]中华人民共和国行业标准.公路桥涵施工技术规范[M].（JTJ041-2000）.北京：人民交通出版社，2000.