浅谈桥梁上部构造混凝土的冬期施工

林漫亚

浅谈桥梁上部构造混凝土的冬期施工

林漫亚

由于我国北方进入冬期相对较早，加上工期的要求，桥梁上部结构的施工往往在冬期进行，这样必然增加了桥梁上部构造施工的困难。对此，本文结合多年大桥的施工实践，提出桥梁上部构造冬期施工的一些经验，以供参考。

桥梁；构造；混凝土；冬期施工

一、冬期及临界强度的界定

1、冬期的界定。冬期的界定是建设工程冬期施工中需要明确的一个重要问题。根据公路桥涵施工规范中的表述：室外日平均气温连续5天稳定低于5℃即进入冬期施工。但是，在自然条件下，水在0℃结冰，给工程施工带来很多困难，甚至无法作业。水结冰后，可能对硬化中的混凝土产生冻害，损害其一系列物理力学性能。所以，冬期施工界定的第一个原则应该是：当气温降低到0℃时要采取特殊措施进行施工。

2、冬期施工混凝土受冻临界强度的界定。按照采取较高规范标准的原则，采用公路桥涵施工规范中关于对冬期施工混凝土受冻临界温度的界定：用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥配置的混凝土，在抗压强度达到设计强度的40%前不得受冻。掺加防冻剂的混凝土，在室外最低气温不低于-15℃时不得小于4.0兆帕，当室外最低气温不低于-30℃时不得小于5.0兆帕。

二、冬期施工方案优化

对于桥梁上部构造，混凝土工程是冬期施工中最重要的工程项目。冬期混凝土施工可选择的方案比较多，根据混凝土的热工计算，可采取以下方案。

1、箱梁砼施工方案。经过混凝土的热工计算，在集料和水泥采取保温措施的条件下，在混凝土拌合过程中加热水即可满足混凝土的入模温度和蓄热法初始养护温度的要求（其他材料的保温措施详见下节“冬期施工工艺”）。一般的箱梁配合比中，水泥用量相对较大，水灰比较小，坍落度亦较小，若采用蒸汽养护法，将会造成水分过快散失，导致容易出现干缩裂缝。故当气温还未降至-15℃以下时，应优先采用蓄热法养护；当气温骤降过低时，应考虑采用蒸汽内部通气法养护。

2、护栏及桥面附属结构混凝土施工方案。护栏及桥面附属结构混凝土外露面积较大，并且对强度增长无特殊要求，则只需掺入防冻剂，并采用负温养护法进行养护即可。若气温骤降过低，使混凝土内部温度降到防冻剂规定温度之下，混凝土的抗压强度达不到混凝土受冻的临界温度，则考虑采用蒸汽法养护。

3、气温骤降应急方案。施工单位需准备几台锅炉并调试安装就绪，当室外气温骤降，蓄热法和负温法无法施行或不能满足要求时，采用蒸汽养护法保证混凝土的养护温度。

三、冬季施工工艺

为了预防意外冷空气造成的突然降温，施工单位要提前做好冬季施工的准备工作，并与当地气象部门随时联系，做好气温观测工作。根据混凝土的热工计算，箱梁混凝土采取热水拌合、蓄热法养护的施工方法，对护栏和桥面附属工程混凝土采取掺加防冻剂、负温法养护的施工方法，当室外气温骤降，蓄热法和负温法无法施行或不能满足要求时，采用蒸汽养护法保证混凝土的养护温度。以下是桥梁上部构造混凝土冬期施工中各道工序的施工工艺及实施细则：

1、原材料要求。所采用的混凝土配合比中，水泥种类、水泥用量、水灰比应满足混凝土的冬期施工要求。拌制混凝土所采用的集料应采取覆盖保温措施，使其处于正温状态，新进场的集料应严格检查，不得含有冰、雪、冻块及其他易冻裂物质，若含有以上物质，则应加温予以清除。

2、拌合水要求。对混凝土拌和用水进行加温，根据混凝土热工计算，加热到50℃即可满足混凝土施工的各项温度指标。采用直接对水箱加热的方式使水升温，水箱覆盖草帘进行保温，尽量加快冷热水循环，以使水箱内的水温保持平均。

3、搅拌要求。配置混凝土时，要严格控制混凝土的配合比和坍落度。投料前，先用热水冲洗搅拌机，投料顺序为骨料加水搅拌，再加水泥搅拌，时间应较常温时延长50%。混凝土拌合物的出机温度不能低于10℃，入模温度不能低于5℃。

4、浇注要求。混凝土的运输时间应尽可能缩短，在浇筑前应清除模板、钢筋上的冰雪和污垢。冬期施工接缝混凝土时，在新混凝土浇筑前应加热使结合面有5℃以上的温度，浇筑完成后，应采取措施使混凝土结合面继续保持正温，直至新浇混凝土获得规定的抗冻强度。浇筑预应力混凝土构件的湿接缝时，应采用热混凝土，并应适当降低水灰比。浇筑完成后应加热或连续保温养护，直至接缝混凝土达到设计强度要求。混凝土浇筑完成后，在混凝土表面覆盖一层彩条布，再覆盖一层草帘进行保温。

5、护栏及桥面附属结构。护栏及桥面附属结构混凝土外露面积较大，不易加热保温，并且对强度增长无特殊要求，采用掺加防冻剂、负温养护法进行养护。在混凝土拌和时掺加热水，保证混凝土浇筑后的起始养护气温不低于5℃，并根据浇筑完成一周的预计日最低气温来选用防冻剂掺量。浇筑完成后，裸露表面采用彩条布覆盖保护，当混凝土内部温度降到防冻剂规定温度之前，混凝土的抗压强度应达到3.5兆帕。掺用防冻剂的混凝土在负温下严禁浇水，外露表面必须覆盖养护，养护温度不得低于防冻剂规定的温度，当达不到规定温度且混凝土强度小于3.5兆帕，要采取加热保温措施。当拆模后混凝土的表面温度与环境温度差大于l5℃时，混凝土表面要覆盖保温养护。

6、应急方案。当室外气温骤降，蓄热法和负温法无法施行或不能满足要求时，采用蒸汽养护法保证混凝土的养护温度。对于箱室结构采用内部通气法，在箱室内部预留孔道，通蒸汽加热养护；对于护栏和桥面铺装采用棚罩法，将护栏和桥面外露面扣罩覆盖，内部通蒸汽养护混凝土。由于高标号混凝土的水泥用量、水灰比和坍落度都已超出蒸汽养护法的适用条件，容易造成混凝土失水过快，导致出现干缩裂缝，故保证蒸汽加热养护混凝土的升降温梯度和湿度是使用蒸汽养护法首先要解决的重要问题。在蒸汽养护过程中，由于现浇箱梁底板和翼缘板模板未拆除，顶板有保温材料覆盖，所以加热温度不需太高。蒸汽养护包括“升温——恒温——降温”三个阶段，各阶段加热延续时间可根据养护终了要求的强度确定，并严格按规范控制升温和降温梯度。具体实施时将锅炉安装于桥面上，为方便施工，管道采用塑料管，并在管壁刺孔做为蒸汽喷嘴。喷嘴和混凝土外露面的距离不得小于30cm。在浇筑时，在腹板上预留孔洞，以便于管道走线。桥面铺装和护栏施工时，用彩条布和草帘双层覆盖，在内部通蒸汽进行加温养护。在蒸汽养护过程中，需委派专人负责温度和湿度控制，避免由此引发的干缩裂缝。

7、拆模要求。模板和保温层在混凝土达到要求强度并冷却到5℃后可拆除。拆模时混凝土温度与环境温度差大于20℃时，拆模后的混凝土表面应及时覆盖，使其缓慢冷却。

四、混凝土质量控制及检查

检查外加剂质量及掺量；检查混凝土从入模到拆除保温层或保温模板期间的温度。

加强温度观测，检查水、骨料温度，配合混凝土热工计算确定混凝土出机温度并与混凝土出罐及浇筑时温度及时复核。冬期施工测温的项目与次数应符合表l所列规定（见表1）。

表1 测温项目的测温次数规定

混凝土养护期间温度测量应符合下列规定：蓄热法养护从混凝土入模开始至混凝土达到受冻临界强度，或混凝土温度降到0℃以前，应至少每隔6小时测量一次；掺防冻剂的混凝土在强度未达到受冻临界强度之前应每隔2小时测量一次，达到受冻临界强度以后每隔6小时测量一次；采用加热法养护混凝土时，升温和降温阶段应每隔1小时测量一次，恒温阶段每隔2小时测量一次；全部测温孔均应编号，并绘制布置图，测温孔应设在有代表性的结构部位和温度变化大、易冷却的部位，孔深宜为10～15 cm，也可为板厚的1／2，测温时，测温仪表应采取与外界气温隔离措施，并留置在测温孔内不少于3分钟。

检查混凝土质量，除应按国家现行标准规定留置试块外，尚须做下列检查：检查混凝土表面是否受冻、粘连、收缩裂缝，边角是否脱落，施工缝处有无受冻痕迹；检查同条件养护试块的养护条件是否与施工现场结构养护条件相一致；采用成熟度法检验混凝土强度时，应检查测温记录与计算公式要求是否相符，有无差错。

总而言之，为了避免工程发生冻害，减少经济损失，确保工程质量和保证工期，施工单位应提前做好冬季施工的准备工作，认真落实冬施措施。根据国家规范规定，结合施工地区特定的气候条件以及工程施工中的实际情况，制订出详细的冬期施工组织方案。

（责任编辑：于飞）

TQ 172·79

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1007-3922（2016）04-0052-03

林漫亚（1969～），女，满族，辽宁沈阳人，毕业于沈阳工业大学，沈阳近海开发区城建工程处从事技术研究管理工作。