浅论预应力混凝土空心桥板冬期施工技术

李秋东（湖北水总水利水电建设股份有限公司，湖北武汉430000）

浅论预应力混凝土空心桥板冬期施工技术

李秋东（湖北水总水利水电建设股份有限公司，湖北武汉430000）

预应力混凝土空心桥板以其承重性能高、稳定性好、质量易于控制、施工速度快等优点，在大中型桥梁施工中应用越来越广泛。如何保证冬期预应力混凝土空心桥板质量，是在北方冬季抢抓工程进度必须面临的问题。本文结合工程实际，介绍了预应力混凝土空心桥板冬期施工技术要点，并针对这些要点提出了措施。在保证质量的前提下，提高了施工速度，减短了施工周期，同时还节约了成本。

预应力混凝土；空心桥板；冬期施工技术

引言

我公司承接的南水北调东线一期工程鲁北段七一、六五河二标工程，工程区地处鲁北平原地区，具有明显的季节变化和季风气候特征，冬季寒冷少雪多干燥，多年平均气温在11～14℃之间，极端最高气温41.7℃，极端最低气温-27℃。月均气温1月最低，为-2.2～-3.3℃；7月最高，为26.5～26.8℃。

工程计划工期478日历天，2011年4月正式开工，因种种原因预制场当年9月才投入使用，桥板预制总量近400块，桥板预制冬天不能停工，否则就不能满足进度要求。

在具体操作过程中，由于冬季寒冷条件，再加上施工技术缺陷对施工过程的影响，导致空心桥板在进行施工的时候经常出现塌陷、裂缝等严重影响施工质量的问题。如何有效地解决这些问题，保证预应力混凝土空心桥板在冬季寒冷条件下的施工质量，是工程得以顺利实施的关键。

1 冬期施工技术要点

1.1 材料选择

在冬季混凝土施工中，应优先选用水化热比较小的普通硅酸盐水泥，因此，我们选用的是聊城山水水泥有限公司生产的PO42.5散装水泥。细骨料选用东平湖运来的优质湖砂，硬度中等，级配优良，细度模数控制在2.96左右。粗骨料选用硬度较高的连续级配的碎石，选用5～31.5mm的连续级配，同时添加适量的DM120减水剂。在保证混凝土足够强度的前提下，应尽量减少水泥的使用，水胶比1：0.35。

1.2 浇筑及养护

一般情况下，冬季施工要做好充足的准备工作。清除模板和钢筋上的泥水是必不可少的步骤。为了防止结冰的反复性，不能使用蒸汽法融化冰雪。

为了防止冻融破坏，在施工现场配备了加热锅炉和水箱。锅炉的型号为CLSG型，这种锅炉的排烟温度仅为80℃。混凝土的搅拌温度不需要太高，一般为60～80℃。这样可以预热配料，溶解砂石里的冰晶。同时，避免了热水与水泥直接接触，造成混凝土强度不高的问题。

为了防止混凝土温度、坍落度的损失，混凝土的浇筑速度越快越好，最好控制在1h之内。浇筑时混凝土的温度不能低于5℃。混凝土浇筑完成以后，立即养护，养护温度不能太低。养护完成之后，立即采取保温措施，覆盖塑料薄膜甚至棉被等保温材料，尤其在结构比较薄薄弱处。待混凝土达到要求强度之后，方可将保温措施去除。如果大风天气施工，在施工场地周围，应采取防风措施，以减少水分的流失。

1.3 暖棚的搭设

考虑到历年气温变化规律，项目部在11月初就启动了暖棚的搭建工作，11月中旬完成，并安装了锅炉等设施，配备了毛苫等覆盖材料。11月底、12月初就迎来了一次较强的寒潮，最低温度到了零下11℃，暖棚及时发挥了作用。

暖棚的搭建用钢管焊接骨架，顶部采用厚实透明的塑料薄膜，顶部采用毛苫、棉被覆盖。白天能保证阳光的射入，晚上覆盖以保证暖棚的温度。同时，在暖棚设置了几个火炉，使暖棚内的温度在6～15℃范围内。两端是模板、钢筋安装及施加预应力的进出通道，采用可掀开的加厚布帘，不得封死。

此外，暖棚中还安装了循环热水管。利用循环热水管中的热水，对预制桥板实施浇洒养护。洒水之后，值班人员要勤加巡视，注意桥板上不能形成积水，更不能出现结冰现象。

2 冬期施工技术措施

2.1 模板工程施工

桥板底模采用20cm厚C20混凝土浇筑，表面原浆收光处理，预留模板加固拉结筋的孔道，桥板预制前铺一层塑料薄膜，养护时可起到保水作用，拆模时也便于脱模。

外模板和端模板利用专业模板厂加工制作的组装式钢模，芯模采用定制充气式橡胶气囊。

模板安装时，先安装钢筋骨架和端模板，再安装波纹管及两侧模板；底板混凝土浇至设计高度，并充分振捣密实后，由外模板一端将刷涂好滑石粉的芯模快速牵引到钢筋笼内，并使纵向接缝朝上。

在安装模板的时候，用M12mm的螺栓紧固固定。模板与模板之间的间隙，用双面胶密封，并保证粘接牢固。外侧通过边长为100mm的方木实施固定，同时通过花篮螺栓和地锚进行紧固。模板安装应严格按放样进行，支撑和地锚应避开冻土，确保安装位置准确、支撑牢固。

芯模使用前，首先检查钢筋笼钢丝接头及扎丝头不得朝内径方向弯曲，以免扎伤芯模，形成漏气现象。为保证板梁钢筋的保护层及板梁空腔部分尺寸符合设计及规范要求，避免空心板橡胶芯模在浇筑混凝土的过程中上浮，使用定位环箍钢筋进行固定，间距50cm，定位钢筋与板梁钢筋骨架焊接牢固，定位钢筋内径尺寸与空腔尺寸相同。

2.2 钢筋工程

钢筋加工棚进行围挡封闭处理，以防风挡雪。钢筋加工、焊接均应在棚内进行，并有取暖、保温措施，保证温度不低于5℃，刚焊接好的钢筋应等接头温度冷却到与加工棚内温度一致时再送出绑扎，避免刚焊接的部位立刻接触冰雪或极低的气温环境，避免在负温下用水冲洗钢筋，以免附着水结冰。

钢筋绑扎时按照图纸设计要求确定钢筋间距，并在模板上面进行弹线，用来确定绑扎钢筋的位置，确保交接点处的紧固连接。在钢筋骨架与模板间垫上50mm厚水泥砂浆垫块，垫块间距80cm左右，以保证混凝土保护层厚度。

波纹管严格按照设计位置安设，并与钢筋骨架连接固定，直线段每间隔1m设置定位钢筋一道，曲线段每间隔30cm设置一道，使定位后的管道轴线偏差梁长方向不大于3cm，梁高方向不大于5mm。尽量不留接头，如有接头要采用套接处理，再用胶带缠绕密封好，保证浇筑混凝土时不会因漏浆堵塞孔道。

2.3 混凝土工程

天气晴朗时对砂石料进行晾晒，或用装载机对当天要用的砂石料进行翻晒，在午后和雨雪天气用篷布覆盖砂石骨料，确保砂石料中没有冰雪和冻块。搅拌混凝土时，首先要对拌和用水加热并对搅拌机实施温水冲洗，然后根据规定的顺序将骨料、热水、水泥和外加剂依次投入，同时进行搅拌，搅拌时间在2.5min以上。

混凝土搅拌后，尽量在最短的时间内入仓。混凝土罐车包裹保温材料，以减少混凝土运输过程中的热量损失，确保混凝土的出机温度在12℃以上，入模温度在5℃以上，浇筑全部安排在白天气温高的时段进行。浇筑混凝土时，按照一定的顺序由一端向另一端逐渐浇筑。首先浇筑空心板底部，芯模固定好后再对其侧面进行浇筑，最后浇筑顶部。浇筑完成之后，对其表面进行收浆、拉毛处理。

浇筑时应保证混凝土的密实性，振动捣实的速度要均匀并且充分，尤其是在狭小的结构位置、波纹管周围及板端钢筋致密处，同时要保证波纹管及芯模的位置不能发生变化。

浇筑完成后及时覆盖保温层，形成一个密闭的空间以减少热量的损失，6h之后，用与暖棚内温度相适应的温水对混凝土实施表层养护，浇水次数以保证混凝土表面湿润为准。

混凝土浇筑完毕24h后即可拆除所有模板，拆模时严禁碰撞混凝土。

2.4 施加预应力

张拉设备应经过校验后才能使用。当桥板混凝土强度达到设计强度的90%才能对预应力钢绞线进行张拉锚固。张拉顺序应按设计规定进行，张拉方式采用两端同时对称张拉，须保持两端同步进行，还应保证千斤顶张拉力作用线与钢绞线轴线一致。对张拉力和伸长量进行双控，以张拉力控制为主，伸长量作为校核。张拉时，及时进行测量、记录，并与设计的理论值进行对比，伸长率不得超过6%。

对钢绞线施加预应力两天后，进行压浆处理，压浆前用蒸汽对孔道进行预热，使孔道内温度在5℃以上，拌浆用水为40～60℃的热水以提高水泥浆的入孔温度，压浆完成后用土工布和塑料布包裹进行孔道保温。

水泥浆的强度要不低于40MPa，水泥浆自拌制到压入孔道的延续时间，应控制在45min之内。压浆时应缓慢均匀进行，同一孔道压浆一次完成不得中断。

使用HB-3活塞式压浆泵，压力控制在0.7MPa。压浆应达到排气孔排出与规定稠度相同的水泥浆为止。关闭出浆孔后，应保持0.5MPa压力2min以上，再封闭压浆孔。

预应力张拉设备和仪表应设置在暖棚内，保证油压表的工作环境不低于10℃，油压仪表采用抗冻油。

2.5 封端施工

首先对封端位置的钢筋进行绑扎，然后再装设封端部位的钢模板，同时利用支撑零件稳固，合格之后，用C40混凝土浇筑端部。封端之后的桥板长度应控制在合理范围内，同时注意每块桥板端部的角度要与设计一致。

3 冬期施工的质量保证措施

建立冬期预应力混凝土空心桥板施工质量体系，将责任分解、落实到班组和个人。加强质量监督检查，对原材料采购、存放，拌和、浇筑及养护的全过程进行标准化管理，试验室根据气温、施工计划及原材料的含水率等提出实际的配合比，及时拿出试验数据与设计进行比较，实时调整技术措施。同时有专人及时跟踪天气变化及趋势，并据此调整预制计划，确定拌制和养护水温，在保证质量的同时，最大限度地降低成本。

4 结束语

在寒冷的冬季进行预应力混凝土空心桥板施工，确实会面临诸多困难。实践证明，当环境温度低于5℃以下时，只要采取适当的技术和组织措施，不仅可以使混凝土在低温下不受冻害，还可以加快混凝土强度的增长，缩短预制周期，降低施工成本，达到加快工程进度的目的。

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