支架现浇连续梁冬季施工保温技术

何三燕

(中铁大桥局集团第四工程有限公司，江苏 南京 )

支架现浇连续梁冬季施工保温技术

何三燕

(中铁大桥局集团第四工程有限公司，江苏 南京 )

CHINA ZHONG-TIE MAJOR BRIDGE ENGINEERING GROUP CO.,LTD

津秦铁路客运专线是铁道部客运专线建设的重点工程，为确保工期目标的实现，冬季施工不可避免。结合津秦铁路客运专线丰南跨津山铁路特大桥连续梁桥从保温的原材料、养护方法、施工工艺等方面介绍津支架施工连续梁冬季施工技术。

连续梁；冬季施工；保温技术

1、前言

1.1 工程概况

丰南跨津山铁路特大桥跨丰南新城区西六路连续梁跨度为(60+100+60)m，全长为221.7m，主墩墩高为6.5m，主墩处梁高为7.85m，梁端及主跨跨中梁高为4.8m，连续梁为单箱单室箱梁。箱梁桥面宽度为12.0m，直腹板梁底宽度为6.7m，翼缘板厚度从20cm变化到56cm，顶板厚度除梁端为60cm外均为40cm；底板厚度为40～80cm，全联在端支点、中跨跨中及支点处共设3个横隔板，横隔板设有孔洞，供检查人员通过。

连续梁采用支架大节段现浇施工，连续梁共分9个节段4个批次浇注，最大节段为跨中A2节段，节段长度为64.5m，各节段分节长度及编号如下图所示。

图1 (60+100+60)m连续梁节段划分

1.2 、冬季施工方案的确定

为了提高施工质量和工厂化作业要求，客运专线大量采用预制、架设箱梁，由于预制架设箱梁工期长，部分位于制梁场附近先架方向的连续梁首当其冲要在短期内完工满足运、架设备通过条件。因此，由于工程开工工期等原因，此类连续梁往往要在克服一些不可避免的困难尽快完工，甚至诸如冬季进行混凝土浇注施工。

1.3 、冬季施工要求

连续梁在冬季现浇施工不同于普通混凝土结构施工，它是一个位于高空很大空间内混凝土结构，不仅施工难度大，技术要求高，而且风险也很大。根据唐山地区的历年气候资料，结合客运专线连续梁结构特点，决定采用外部热源加热与蓄热保温相结合的办法施工，在箱梁翼缘板等结构薄弱易散热部位采用外部热源加热法养护，确保混凝土结构不受冻害且保证内外温差控制15℃之内，混凝土不开裂。当室外气温高于-10℃时，优先采用蓄热法；根据现场实际气温，在箱梁顶板表面抹面后用保温材料（如苫布和棉被等）严密覆盖，保温材料的层数和厚度根据现场混凝土的温度进行热工计算后确定，使混泥土早期强度处于正常状态。并确保混凝土入模振捣成型开始养护时仍具有不低于5℃的温度，利用混凝土材料预加的热量及水泥的水化热量，使混凝土缓慢冷却，并在冷却过程中硬化。当混凝土温度降到0℃以前，使混凝土强度达到或超过设计强度的30%，且内外温差不大于15℃。

2、冬季施工保温技术

2.1 混凝土浇注前预热升温

（1）连续梁外部保温利用现浇支架在外层支架上挂设保温棉布，在支架内地面、翼缘板下作业平台上等不同地点设置中眼蜂窝煤炉，专人看管更换煤球，为了加强热循环和有一定的湿度，部分蜂窝煤炉上放盛满水的铁锅，以形成水蒸汽，通过水蒸汽上升将热量带到箱梁各部位。

（2）箱梁内采用热风喷气式养生加热机供热加温。养生热风机使用电热式，机型小巧灵活，移动方便，可通过风管向箱梁内供热。热风机在混凝土浇注前可作为钢筋、模板等混凝土接触介质的加热升温。

（3）连续梁端面采用棉被卷帘，以保证箱梁内的温度。卷帘在进行预应力张拉、灌浆操作时或有人进出时卷起，无人进出时放下，以防止热量过度散失。

（4）连续梁大节段浇注后，梁面保温采用先铺一层塑料布，再用棉被覆盖的方法，以加强对新浇梁段及已浇梁段顶板的保温。

（5）针对箱梁翼缘板处结构较薄容易散热受冻，翼缘板顶面在梁段混凝土浇筑后将棉被放在防撞墙及电缆槽竖墙钢筋上架空，可确保翼缘板顶混凝土与外界隔离，在架空范围内的翼缘板顶加装发热电缆，然后覆盖棉被，以加强翼缘板部位保温。

2.2 混凝土浇注后梁段保温措施

预应力张拉及压浆均要求外界温度不低于5℃，所以节段施工完成，在预应力张拉时及后续压浆过程中，还需对梁体进行保温，对于箱梁腹板及底板部位由于混凝土较厚，热量不易散发，外侧模板尽量不拆除，在箱梁内部仍采用加热机加热，翼缘部位由于结构较薄，下面采用发热垫粘贴在混凝土表面，上部仍采用棉被覆盖并加发热电缆。

（1）电热发热垫施工

预应力张拉后，需进行预应力钢束灌浆作业，要求混凝土环境不低于10℃、否则会延长硬化时间，甚至会出现表面结冰，使混凝土出现裂缝，这些问题会严重影响到桥体的强度和质量。模板脱模后，立即喷涂混凝土养生液浆梁体表面封闭，然后在翼缘板底侧有预应力孔道范围粘贴发热垫，防止梁体混凝土散热受风，突然受凉，影响混凝土质量。

①系统原理

发热垫—保温层系统的保温原理是利用特质发热电缆通电后发热提供热量，以补充箱梁翼缘板部分在低温环境下散失的热量，维持整个梁体的恒定温度。

保温层粘贴于发热垫上以减少热量的散失，降低整个系统的电能消耗，有利于减少整套系统的造价和运行费用。

该系统由温控器自动控制需要保温部分的温度，单温度达到设定温度即停止加热，当温度低于设定温度时开始加热。该控制系统属于智能自动控制，不但可以减少温度误差，而且能切实降低后期的系统运行费用。

②系统特点

a、可靠性高：由智能温控器定点定温控制、能自动控制系统的通断，提供稳定的温度环境；b、节约资源：温控器自动控制，避免了持续加热带来的电能浪费；c、节约施工周期：该系统能根据建筑材料的特性提供最佳的养护温度，加快硬化速度，节约时间，保证工程的质量；d、方便灵活：可根据不同的形态进行建设，适应性强。

③主要设备及材料

保温系统在工厂内定做，由发热垫和保温层粘络而成

④安装方法

a、清理桥面需要做保温的位置，保证无浮灰和其他附着物；b、将电源线甩出来后把发热垫—保温层（粘胶型）的成型体粘贴于桥体表面。确保粘贴平顺，并测量发热垫的参数保证产品完好，同时选择点黏贴温控探头，以探测内部温度；c、拼接缝要严密，并用胶带进行密封处理，同时将电源线留在保温层外面；且连接电源并接至温控箱。

（2）由于连续梁的特殊结构，满堂支架上的连续梁部位于空中状态，底腹板处支架密集，人员上下困难，支架内部空旷，需要加热保温的空间大，煤炉等升温设施只能设置于地面和翼缘板下作业平台处。

2.3 直线现浇段保温措施

直线段现浇段采用满堂支架发和钢管支架进行浇注，保温措施同中间节段，外模保温利用支架外层挂设耐火保温棉，箱梁内部采用热水机送风升温，箱梁顶面采用塑料薄膜和棉被或苫布覆盖，翼缘板部位予以加强保温。

3、冬季混凝土施工

3.1 、混凝土配合比设计

高性能混凝土不宜使用防冻剂和早强剂。在冬季施工期间，每立方混凝土中胶凝材料的用量根据需要宜适当提高，最低水泥用量不宜低于300kg/m3。另外，对于箱梁大体积混凝土，粉煤灰的掺量宜为15%左右，最大不宜超过20%。

3.2 、混凝土的搅拌

冬季拌制混凝土，首先用锅炉将水加热，加热水通过管道进行循环进入拌合机，利用煤火炉在料斗下部将骨料均匀加热，水泥不得与热水直接接触，投料顺序为：先投入骨料和加热的水，然后再投入水泥、掺合料和外加剂。同时应将混凝土的搅拌时间比常温延长50%，要求混凝土的出机温度达到15℃以上，尤其要适当提高混凝土温度，应控制在10℃以上，另外，应尽量采用较近的拌合站混凝土。

3.3 、混凝土的浇筑

混凝土浇筑前，当环境气温低于-15℃，应用手持式暖风机对直径≥25mm的钢筋和预埋件加热至正温。

已浇筑的混凝土，在未被上一层混凝土覆盖前不应低于5℃，采取加热养护时，养护前的温度也不得低于5℃。混凝土温度控制由施工队安排专人监测，并做好记录。

3.4 、混凝土各阶段的温度检测与质量检查措施

（1）测温仪器：外界气温和混凝土内气温均用自动温度计记录仅观测，混凝土出灌、入模温度用旁通温度计测试，箱梁内各观测点温度用多头温度仪测试。并用温度 测量每车混凝土入模温度。

（2）外界气温测定时间：工地环境气温每昼夜定时，定点观测4次，分别在每天5：00、12：00、16：00和24：00，4个时间进行记录。

（3）观测箱梁温度观测点布置：在箱梁没设7个观测点，自混凝土浇注完毕时间起，综合储热法养护期间至少每6h检测1次混凝土温度，并随时记录。

（4）冬期施工的混凝土，除拌制制作标准试件外，还应根据养护、拆模和施加预应力的需要，增加与向量同条件养护的施工试件不少于5组。

3.5 、箱梁拆模

混凝土强度和弹性模量达到设计允许值才能进行预应力张拉，然后放松模板，对于不影响张拉或后续节段施工的模板，暂不拆除或脱离，可延续至冬期过后温度回升后再拆模，模板脱离或拆除后应对箱梁进行保温养护，环境温度与梁体温度差应小于15℃。

4、施工总结

津秦客运专线连续梁自2009年11月15日进入冬季施工后，严格按支架现浇连续梁冬季施工方案进行施工，每个节段施工周期为8-12d，混凝土浇注7d后达到设计张拉强度，满足规范及工期要求，实践证明，采用外部热源加热与蓄热保温相结合的方法进行支架现浇连续梁冬季施工，蓄热保温效果显著，梁体混凝土质量有保障，达到了快速施工的目的。

[1]TZ213-2005，客运专线桥涵工程施工技术指南[S]

[2]TB 10203-2002，铁路桥涵施工规范[S]

[3]铁建设[2005]160号文，客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准[R]北京：中国铁道出版社 2006

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