高寒地区桥梁冬季施工技术措施

张维明

摘要：本文以哈齐客专桥梁下部结构冬季施工为研究对象，通过改良炉火升温系统和保温棚搭设形式。降低了冬季施工成本，解决了哈齐客专极寒地区冬休期长，有效施工期短、冬季混凝土施工质量控制困难等难题。本文阐述的冬季施工措施对类似工程提供了有益的参考。

关键词：桥梁；冬季施工；措施

前言

随着我国高铁陕速的发展，高铁施工技术逐渐成熟，已达到世界水平。目前客运专线的特点为施工标准高，工期紧，所以对于开展冬季施工技术研究，缩短冬休期或无冬休期，是加快施工进度，保证按期完工的必要措施。但铁路路基施工作业面较大，机械设备较多，冬施填筑质量保证困难。桥梁下部结构以每个墩为一个单位，施工作业面小，冬季保温防护可实施，所以对桥梁下部结构采取有效的冬季施工措施是缩短工期的主要因素。以往桥梁下部结构冬季施工保温措施，采取蒸汽、火炉、电及红外线加热等方法，其中蒸汽加热是采用蒸气的温度和湿度养护混凝土，此法比较简单且易控制，使温度均匀。但需要专门锅炉设备和场地。热损失大，费用高，移动施工不方便；电及红外线加热比蒸气加热要方便灵活，但耗电量大，费用高，而且大空间升温困难；普通的火炉散热小，升温慢，室温不会很高且较干燥，炉内明火和聚集烟放出的CO2会使新浇混凝土表面易碳化，影响表面光洁，是一种较原始的方法。因此根据以往冬季施工技术的研究，针对黑龙江省新建的哈齐客专冬休时间长、极端最低温度一36.8%～-39.3%，风大积雪厚等特点，采取改良传统火炉加热方-式，与保温棚结合，制定了有效的桥梁下部结构冬施措施。解决了极寒地区冬休期长，有效施工期短、冬季混凝土质量控制困难等问题，为类似工程建设积累了经验。

1.工程概况

本项目位于黑龙江省哈尔滨至齐齐哈尔线属于中温带亚湿润～亚干旱大陆性季风气候区。冬季严寒干燥漫长，夏季多雨凉爽，春、秋季干旱多风。由于沿线最冷月平均气温均低于-15℃，属严寒地区，年平均气温4.1℃～4.7℃，极端最低温度-36.8℃-39.3%。年平均风速2.9～4.0m/s，最大定时风速21.7～24.7m/s，最大积雪厚度13～24cm，最大季节冻土深度189-272cm。

根据《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》6.1.17规定，当结构物所处环境的昼夜平均气温（最高和最低气温的平均值或当地时间6时、14时及21时室外气温的平均值）连续3d低于5℃或最低气温低于3%时，应按冬季施工处理。

冬季施工时间初定为每年10月下旬，安排试验人员在每日6h、12h、21h，对温度进行监控，并及时做好记录工作。根据温度监控记录，确定冬季施工具体开始时间，

拌合站采用封闭料仓，蒸汽锅炉加热、布设管道和暖气片进行冬季保温措施已基本成熟。桥梁下部结构是否能够进行冬季施工，现场浇筑混凝土过程和混凝土后期养护两个阶段的温度保证措施才是关键。

2.桥梁混凝土浇筑保温措施基本原理

本桥梁冬季施工措施以黑龙江省哈齐客专铁路为背景，以实践为依据，研究出了承台采用钢筋骨架，墩身以绳索为主要骨架，厚塑料布覆盖的保温棚；室内采用油桶自制火炉，沿结构物四周布置炉筒，增加散热面积。火炉上设置水盆自制的简单蒸汽养护设备。并采用鼓风机定时送风，保证室内空气充足，减少浇筑的混凝土碳化等措施，解决了东北冬季桥墩下部结构不能施工或保证施工质量困难的难题。

2.1保温棚的设计

2.1.1承台保温棚设计

因黑龙江省冬季雪大，承台保温棚结构采用φ16mm钢筋搭设构架，可防止雪大压塌保温棚。钢筋链接方式采用电焊焊接，确保保温棚架构整体性好。方便整体吊移。节省下一个承台棚架搭设时间，加快施工进度。

覆盖棚架的保温材料采用厚塑料布，面积大、搭接缝少、密闭性强、透光度好、保温，白天中午时段基本不用生火炉，通过阳光照射室内温度就能达到零上，节省施工成本。承台保温棚搭设形式详见图1、2。

2.1.2墩身保温棚设计

哈齐客专铁路桥梁墩身为实体桥墩，墩身超过6m，冬季施工保温棚搭设困难，炉筒太长施工安装不方便，太短会使墩身上部温度达不到理想状态，所以本冬季施工措施为桥梁墩身不大于6m时的保温措施。桥墩保温棚搭设骨架与承台不同，因墩身拔地而起，远高出原地面，搭设塑料布的坡度大，墩顶仍采用φ16mm钢筋焊接搭设，墩身模板周边采用从墩顶斜拉绳索至原地面锚固方式作为保温棚骨架结构。因坡度大，塑料布存雪几率小，即使下雪也好清除，不至于压塌棚架。保温棚以绳索作为主要搭设骨架，施工成本低，施工方便简单，加快了棚架搭设进度。墩身棚架搭设形式详见图3、4。

2.2加热系统的设计

2.2.1桥梁承台砼浇筑施工升温措施

传统火炉加热保温有以下不足之处：一是加热面积小，升温慢；二是靠近混凝土直接烘烤易造成失水发生裂隙。三是炉火干燥，影响混凝土养护。为解决上述问题，哈齐客专桥梁冬季施工采取保温棚内设置2个火炉，沿承台两侧长边布置φ30cm的不锈钢炉筒，加大火炉散热面积。并在2处排烟口与保温膜接触处采用石棉瓦隔离。避免起火。火炉采用空油桶制作，比家用炉子成本低，散热大。并在炉子上设置水盆，自制简单可行的加湿润器，保证混凝土养护质量；同时将炉筒用土覆盖20cm，隔离炉筒与混凝土直接加热，减少混凝土失水量。加热系统布置详见图2、3。承台混凝土浇筑采用溜槽直接滑入模板内，通过此施工方法确保了混凝土在保温棚内温度不低于10%。承台加热系统布置详见图5、6。

2.2.2桥梁墩身砼浇筑施工升温措施

桥梁墩身加热设备与承台一样，只是炉筒安装方式不同，墩身炉筒沿着墩身脚手架外侧固定向上延伸，确保墩身上下温度基本一致。同时采用搅拌均匀黄泥将炉筒接头封堵密实，确保炉内燃烧的烟量充分排出，并且采用鼓风机，每隔一小时送风15分钟，保证保温棚内空气充足。防止混凝土严重碳化。墩身加热系统布置详见图7。

2.3质量保证措施

（1）人模混凝土温度控制措施

混凝土温度双关卡控，首先出站混凝土均需采用红外线测温仪检测，只有减掉运输过程热损失后高于5℃的，才能发料。混凝土入模时，同样全程始终定时采用红外线测温仪检测，如发现混凝土低于5℃时，立即停止浇筑。确保人模混凝土为非冻胀混凝土，从材料上保证施工质量。

（2）保温棚温度监控措施

承台四角各挂设一个温度计，墩身根据高度不同，可以每2m挂设一个温度计，每隔3小时记录一次，夜间根据室外温度可以增加监测记录频次，确保不同位置温度基本一致。防止因温差过大，混凝土开裂。或部分位置温度低于零度，冻坏结构物。

（3）结构物养护措施

采用自制水盆蒸汽设备，保证保温棚内空气湿度，利用混凝土正常养护，

（4）防止CO2碳化混凝土措施

炉筒采用泥土覆盖或黄泥封堵接缝，使炉烟充分排出，同时采用鼓风机定时向棚内送风，降低混凝土碳化。

（5）混凝土强度保证措施

采用回弹仪7天回弹一次，14天回弹一次，28天回弹一次，并检测同条件养护试件的强度是否满足设计及规范要求，确保冬施结构物的混凝土质量。

2.4安全保证措施

每个保温棚四角布设灭火器1个，定期检查棚内施工用电布置，每天定时棚内通风，2人一组升炉火及值班，确保现场施工安全。

3.结束语

保温棚内炉火升温虽然是传统的冬季施工土办法。但是经过改良炉火加热系统和保温棚形式，此措施在哈齐客专项目桥梁承台和墩身施工中得到了广泛的应用，经检测验证了施工质量满足设计及规范要求。此措施降低了冬季施工成本，成功的解决了哈齐客专铁路冬休期长，有效施工期短，混凝土冬季施工质量控制困难等问题。