高墩大跨桥梁冬期组合式保温体系施工技术

严 杰

（中国建筑第七工程局有限公司，河南 郑州 450004）

1 工程概况

该桥梁桥位区属于黄土丘陵-黄土梁地貌，桥区地形起伏不平，冲沟、沟谷发育，地形条件复杂，桥梁整体位于丘陵与河谷之间。桥梁全长3177m，主桥全长1134m，采用87m+6m×160m+87m预应力砼刚构-连续组合体系梁桥。具有深长桩基、大体积承台混凝土、高墩大跨等特点。最大设计桩长93m（实际施钻深度达101m）且位于湿陷性黄土区域，裂隙陷穴频发，最大承台为5198.2m3的大体积混凝土，最大墩高126.5m，桥梁最大高度为137m，最大跨径为160m。受特殊的地形条件影响，加之冬期大风、高寒天气频发，对冬期高墩大跨径桥梁施工造成一定的影响，特别是存在冬期混凝土保温养护难度大、安全风险高等问题。

2 组合式保温体系技术原理

该保温体系采用桥梁模板+XPS高分子保温板+PUR喷涂硬泡体聚氨酯隔热层，在进入冬期施工前，将模板取下，平置于厂区地面。将XPS高分子保温板铺设在模板背楞之间，保温板铺设厚度为8cm。保温板铺设完毕后喷涂PUR喷涂硬泡体聚氨酯隔热层。PUR喷涂硬泡体聚氨酯隔热层主要由多元醇（polyol）与异氰酸酯（MDI）组成，采用无氟发泡技术，在一定状态下发生热反应，产生闭孔率不低于95%的硬泡化合物，即聚氨酯硬泡体，常温下导热系数在0.024W/(m·K)左右。喷涂完毕后静置20min后可起吊安装模板，施工速度要快。同时，聚氨酯具有较高的抗折断、抗撕裂强度和较好的耐磨性能和抗冲击性能，并具备良好的保湿隔热、保温性能和优良的耐化学腐蚀性能，具有环境无污染、节约能源、操作简单、便于野外施工等优点。聚氨酯本身是一种强度极高的黏合剂，通过发泡后形成泡沫，能较好地与模板黏为一体，并且水对于聚氨酯基本没有溶解腐蚀作用，与水不发生反应。

3 组合式保温体系施工技术

3.1 施工工艺流程

施工工艺流程：施工准备→模板制作与清理→XPS高分子保温板安装→喷涂聚氨酯→钢筋、模板安装→混凝土浇筑→混凝土养护→进入下一节段施工。

3.2 施工准备

（1）施工过程中应根据现场施工作业计划合理安排桥梁保温体系施工，确保施工安全可靠；（2）喷涂聚氨酯硬泡体时应保证现场作业环境满足施工要求，必要时采取相应的防护措施；（3）聚氨酯材料应保证密封储存，避免受潮；（4）施工前，根据现场施工需求进行喷涂试验，保证施工喷涂质量满足要求。

3.3 模板制作及清理

喷涂聚氨酯保温材料前，首件将桥梁模板采用塔吊取下，平置于厂区地面，清理干净需要喷涂的模板表面，并保证模板表面干燥。为保证聚氨酯材料喷涂厚度、比例、环境适应性等满足要求，施工前进行聚氨酯的试喷作业。

模板拆除吊装前，检查锁紧螺栓及穿墙螺杆是否拆卸干净，确认无误且模板与混凝土完全脱离后方可起吊。模板拆除时，应先挂好吊钩，系紧绳索，再行拆除销杆。吊钩应垂直模板，不得斜吊，以防碰撞相邻模板和墙体。摘钩时手不离钩，超过障碍物以上的允许高度，才能行车或转臂。模板就位和拆除时，必须设置缆风绳，以确保模板吊装过程中的稳定性。在大风情况下，根据安全规定，不得作高空运输，以免拆除过程中发生模板间或与其他障碍物之间的碰撞。

模板拆除后其面板不可直接放在地面上，需在地面上先垫方木，再将模板放置在方木上，以保证模板的周转次数。模板整个单元在拆卸或安装吊装时吊钩一定要吊于主背楞上部的吊具上，不得吊于模板的吊钩上。

3.4 XPS高分子保温板安装

模板清理完成后，安装XPS高分子保温板，根据现场情况裁割XPS板，XPS板大小以现场模板的檩条宽度为宜，如宽度不够可以搭接。将XPS高分子保温板铺设在模板背楞之间，保温板铺设厚度为8cm。保温板铺设完毕后喷涂PUR喷涂硬泡体聚氨酯隔热层进行包裹，无需额外采取措施进行粘贴。

3.5 聚氨酯硬泡体喷涂施工

（1）聚氨酯硬泡体配合比控制。聚氨酯硬泡体配合比经试验室进行试验确定，并经监理工程师验证满足要求后实施，一般聚氨酯硬泡体白料（多元醇）∶聚氨酯硬泡体黑料（二异氰酸酯）按照1∶1的体积比采用高压无气喷涂机在大于10MPa压力条件下混合喷出。

（2）喷涂顺序。在喷涂聚氨酯材料时应按照自上而下或者自下而上的顺序施工，以此有效控制喷涂质量。

（3）喷涂前准备工作。①由于现场地处山岭重丘区河谷之间，冬期大风天气频发，施工过程中必须采取相应防护措施，避免喷涂过程中受周边环境的影响，从而破坏施工效果。②施工前，对作业机器设备进行调试，确保满足施工要求。

（4）模板喷涂施工。①对需要喷涂聚氨酯材料的模板表面喷涂聚氨酯硬泡体。喷涂时，要求喷涂均匀，厚度、平整度等质量满足要求。②分层喷涂。聚氨酯保温材料喷涂厚度为30mm。施工中分三次喷涂，每次喷涂厚度按照10mm控制，既保证聚氨酯喷涂厚度满足要求，又保证模板表面喷涂均匀。同时，通过多次喷涂聚氨酯保证产生闭孔率不低于95%，从而提高后续保温性能。③聚氨酯材料在喷涂过程中，首先根据试验确定的配合比利用发泡机进行喷涂作业，为保证喷涂效果，一般采用专用喷枪作业，并对发泡机喷涂压力、喷枪喷头选用等进行调试，确保喷涂后泡沫厚度、平整度等均匀一致，保证喷涂外观质量满足要求。④在喷涂聚氨酯材料的过程中，应保证环境的温度在合适的温度范围内，以保证聚氨酯硬泡体喷涂效果。

（5）技术指标及检查验收。泡沫平整度均匀，色泽一致，表面无空鼓。需要注意，发泡聚氨酯硬泡体施工后20min内禁止人在上面行走。检查时用螺丝刀检查，发现不实之处及时修补，不得留任何隐患，现场施工员、质检员必须跟班检查，检查合格后方可进入下一道工序施工，特别要注意平立面交接处、转角处、阴阳角部位的做法是否正确。待自检合格后报请监理按照《硬泡聚氨酯保温防水工程技术规程》（GB 50404—2017）对其进行检查。

3.6 模板安装

模板喷涂聚氨酯硬泡体施工完成20min后，及时检查喷涂质量，检查合格后方可吊装模板，进行墩柱混凝土施工。安装模板时，将模板内表面清理干净，涂刷脱模剂，根据设计图纸安装好预埋件；合理解决模板拉杆孔的位置与钢筋冲突的位置；模板底口贴紧混凝土表面；穿好套管、拉杆，拧紧每根对拉螺杆；现场测量人员复查模板位置；浇筑混凝土。现场模板安装采用塔吊、卷扬机等设备进行吊装，吊装时需做好现场安全防护作业，并指定专人现场指挥起吊作业，保证施工安全。

3.7 混凝土浇筑及养护

混凝土采取对称分层浇筑，分层厚度控制在30cm以下，浇筑时保证连续作业，并采用振捣棒及时进行按照规范要求进行振捣。为了保证冬期混凝土养护质量，必须重点关注采取组合式保温体系后冬期混凝土的养护温度，并采取在混凝土内侧布置温度测量装置。混凝土温度检测采用热电偶作温度传感器，模板安装前将电缆线根据测点位置均匀、牢固安装在钢筋上，并避免安装在振捣棒接触部位。模板安装后，在模板上根据测点位置设置相应测温孔，并将电缆线与数字显示巡检仪连接，以达到温度测量的目的。在混凝土浇筑过程中，下料时不得直接冲击测温线；振捣时，振捣器不得触及测温线，做好测温装置的保护工作。

4 质量保证措施

（1）发泡聚氨酯保温层的厚度应符合设计要求，表面应平整，不应有鼓起、断裂、渗漏等现象。（2）施工中随时检查产品质量，发现问题马上修补，做到当日问题当日解决。（3）喷涂时，步调一致，走枪均匀，保证厚度和质量，平面必须平整，检验值应在±3㎜，如发生积聚故障应排除后方可施工。（4）聚氨酯白料、黑料应在干燥、通风、阴凉的场所密封存放，白料存放温度宜控制在15～20℃，不得超过30℃，不得曝晒。黑料存放温度以15～35℃为宜，不得超过35℃，最低存放温度不得低于5℃。聚氨酯白料、黑料的存放期为6个月。（5）合理选择模板安装顺序，一般情况下，模板应自下而上地安装。在安装过程中，可设临时支撑稳住模板，待安装完毕且校正无误后再固定。（6）模板在安装过程中应确保垂直度、标高及构件尺寸等满足要求，同时保障模板接缝应紧密。

5 安全、环保保证措施

（1）所有进场的电气材料，防护设施必须有合格证，电工试验合格后，方可投入使用；

（2）由于施工过程中要接触化学品，因此在喷涂时必须保持一定的压力和温度，且施工人员必须遵循安全第一的原则。（3）喷涂硬泡聚氨酯的施工风力不应大于4级，风速不宜大于4m/s，应有防风措施，严禁雨雪天施工，雨雪季施工应采取防风、防冻措施。（4）施工场地选择应尽量减少施工对居民生活的影响，减小噪声的强度和敏感点受噪声干扰时间。（5）施工产生的废料和废弃物应统一收回处理，严禁乱扔。（6）根据现场情况，将不需进行聚氨酯硬泡体喷涂的材料，采用彩条布和胶带进行缠绕保护，防止污染。（7）根据天气情况进行防护，由于现场地区刮风较多，因此在模板四周采用彩条布进行遮挡以防止污染。

6 结束语

综上所述，采用模板+XPS高分子保温板+喷涂硬泡体聚氨酯隔热层技术，施工效率高，操作方便，安全可靠，材料性能优越，保温效果良好，无能耗，整体环保性能优异，符合绿色建筑导向。在工程实施过程中可建立完整的温控监测措施，经过验证，文章所提出的组合式保温体系的成熟度和可靠性均符合相关要求。