九仙庙中桥合龙施工降温技术

俞佳

摘 要：九仙庙中桥为钢筋混凝土拱桥，桥址位于北京市昌平区南口镇，中低山区，上行为居庸关隧道，下行为新八达岭隧道。为减少收缩应力，设计在拱顶设置2m合龙段，且为控制温度变形，要求严格控制合龙温度在7～9℃之间。因主拱浇筑施工正值夏季炎热时节，此时环境温度较高，根据现场实时观测，依靠自然调节环境温度不能满足设计要求。因此在主拱合龙施工时，施工单位通过搭设保温棚，并采用液氮+工业冰的降温措施，严格将温度控制在设计要求的7～9℃范围内，于炎热夏季按照要求完成了主拱合龙施工，在保证施工质量安全的前提下，较原计划工期提前20天完成施工，切实提高了施工功效，避免了不必要的等工误工。

关键词：九仙庙中桥;主拱合龙;降温措施;液氮+工业冰

中图分类号：TU755.6 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2020）02-0140-03

1 工程概况

1.1 项目所处区域

九仙庙中主要跨越一村道及冲沟。村道位于DK59+184处，宽约6m，水泥路面;冲沟位于DK59+200处，村路及冲沟均与线路斜交，约74°。如图1所示。

1.2 工程技术要求

九仙庙中桥中心里程DK59+191.338，全桥长50m，本桥基础形式采用混凝土拱座及扩大基础，孔跨布置1-45m空腹拱桥，拱上结构采用现浇混凝土拱墙，路基段采用现浇混凝土刚性路基。主拱拱肋跨径L=45m，矢高f=10m，矢跨比f/L=1/4.5，用m=1.8的悬链线作为拱轴线，拱肋高度是1.6m。

主拱用支架现浇施工，混凝土浇筑时按从两侧往中间对称浇筑。为减少收缩应力，拱顶设置2m合龙段，合龙段需待拱圈其余混凝土浇筑30天后方可施工，且为控制本桥的温度变形，须严格控制合龙温度在7～9℃之间。在主拱混凝土达到相关要求后可组织拱上结构的施工。最后卸架，卸架应遵循对称的原则。

1.3 施工难点

本桥地处北京市昌平区，夏季雨水丰富天气炎热，冬季天气寒冷空气干燥。由于九仙庙中桥主拱浇筑施工正值夏季炎热时节，此时环境温度较高，根据现场实时观测，依靠自然调节环境温度不能满足设计要求。但是主拱合龙环境温度为必控项，温度控制不到位将直接影响主拱圈温度变形，致使桥梁达不到设计的使用功能。

2 九仙庙中桥主跨拱圈施工方案

桥梁跨径布置如图2所示。

2.1 主拱施工工艺流程

主拱施工流程如图3所示。

2.2 主拱支架体系

支架采用盘扣式脚手架做支撑体系，按照0.6m（纵距）×0.6m（横距）×0.6m（步距）搭设。水平杆采用长0.6m和0.9m的钢管进行布置。在每根柱上均设一个顶托;在立柱底端用50cm的通长型钢铺垫，在顶托上安放分配梁，其上铺竹胶板作为底模板，侧模为定型钢模板。

剪刀撑设置：横向用盘扣式钢管与立杆相连，剪刀撑的间距为3m一道;从上到下外侧以及四周设立总想剪刀撑，间距为4m，与地面夹角为45°～60°，如图4，图5所示。

2.3 支架安装

2.3.1 地基处理

使用工程机械对支架搭设范围内场地进行清理整平、碾压密实，经试验检测合格后再铺设20cm厚C20混凝土进行硬化，地基处理范围超出支架范围不少于1m，并做好排水沟，以防止雨水浸泡基础、出现沉降现象。

2.3.2 支架搭设

支架严格按照搭设方案进行，搭设完毕后现有项目部组织相关部门进行验收，然后邀请监理按照支架方案组织验收。

2.4 支架预压

为确保混凝土的浇筑质量，支架搭设完成后要进行预压，以消除支撑体系的非弹性变形影响。支架预压荷载用沙袋和混凝土预制块完成，按照两边同时、级别分开的原则进行。加载顺序为从两到中间对称加载。预压过程中使用20t吊车辅助人工。预压等级分别为最大施工荷载的60%、100%、110%进行。预压过程中如发生特殊情况应立即停止，待原因查明并消除隐患后方可继续加载。

2.4.1 支架预压的监测

支架预压时进行竖直和水平位移的监测，测量支架的沉降量，确认沉降变化是否稳定，根据观测数据计算出支架的调整量。变形监测点沿纵桥向设5个断面，分别为中点一个，1/4及3/4处各一个，距离两侧端头2m处各一个。每个断面的基础及支架顶面各布置3个监测点，并做好保护工作。用水准仪精确测出测控点高程做好记录。如图6所示。

首先在支架上载前记录个点的初始值;每级加载完成1h后观察支架的变形，然后每隔6小时再记录个点的位移，当相邻两次的变形差值不大于2mm时可进行下一步加载;全部加载完毕后，继续上述观察，当沉降速率小于1mm/天时及48h后，开始卸载。

2.4.2 支架预压的卸载

支架卸载按加载的反顺序即110%、100%、60%分級、对称、分层的方式进行卸载，同时进行监测，卸载过程中严禁集中卸载。支架沉降监测采用精度应符合三等水准测量要求的水准仪进行，同时用全站仪观测平面位移。预压结束后，根据数据确定立模标高并形成形成报告。

2.5 侧、顶模板安装

本工程侧模采用定型钢模板，顶模采用竹胶板，侧模下端固定于底架，顶端在主拱砼顶面采用对拉螺栓进行联结。

2.6 钢筋工程

钢筋进场前要作相应试验，合格后报监理工程师审核通过方可使用。进场后必须按按照相关规定标识码放，在钢筋加工区内加工成半成品，运输到施工现场。

纵向主筋在现场安装时主要采用单面焊。焊接时要保证同心。焊接质量满足相关规范要求。主要接茬钢筋同一截面不能大于50%的规范要求。

2.7 混凝土浇筑

2.7.1 浇筑要求

本桥浇筑从两侧拱脚向拱顶分三次对称浇筑，共5段，分别为两侧拱脚处5m钢纤维混凝土段A、A';钢纤维段与合龙段之间2段B、B';合龙段C。各段的接缝要垂直于拱轴线，各分段点应留间隔槽。浇筑顺序如图7所示。

两侧拱脚5米范围内采用钢纤维混凝土，钢纤维采用铣削型钢纤维，其抗拉强度不小于600MPa，体积率不小于0.8%。混凝土采用插入式振动器振捣，振捣应在混凝土开始泛浆并且不在下沉或者上浮后为止，避免漏振或过振。

2.7.2 拱圈浇筑对称加载控制措施

混凝土由商砼站集中供应，由于路途较远，计划每台泵车配备6台罐车。入模塌落度应控制在14cm为宜。搅拌站配备发电机，现场配备多余泵车用来保障浇筑过程中发生机械故障。泵车布置在跨中位置处，臂长37m，拱脚段较陡，需要边浇筑边加盖模。

第一阶段（压拱脚段浇筑）：泵车浇筑2个拱脚。先浇筑左拱脚再浇筑右拱脚。在左拱脚0.5m段弧长浇筑完成后，泵管转移到右拱脚上游处，完成右拱脚1m弧长段的浇筑，然后再转移到左拱脚。在重复以上程序的过程中要务必保证两侧差异不能过大，浇筑到拱顶时要按照要求安装端头模。待混凝土强度符合要求后脱模并进行凿毛。

第二阶段（拱腰段浇筑）：安排好指挥人员，用对讲机联系。准备工作完成后，泵管从浇筑完的左拱脚段开始，由下至上浇筑，对称、同步浇筑的施工方法与第一阶段相同。在左右拱腰段浇筑到设计高度后，预留拱部2m范围，作为合龙段;并安装垂直于拱轴线的端头模。

第三阶段（拱顶合龙段浇筑）：合龙段需待拱圈其余砼浇筑30天后方可进行施工，为控制温度变形，需严格控制合龙温度，并在气温相对稳定的时候进行。

3 合龙段施工温度控制措施

3.1 本桥合龙降温方法

本桥合龙降温方法，一是于主拱两侧和顺桥向一侧搭设保温棚，保持棚内环境温度的稳定。二是于主拱施工位置两侧搭设排架，排架搭设成货架形式。合龙时在每层排架上放置工业冰，并在冰块上浇灌适量液氮，液氮和工业冰持续吸收环境热量释放冷气，从而降低施工环境温度。棚内各部位悬挂温度计，在混凝土浇筑时安排专人实时对环境温度进行监测，根据温度变化适当进行冰块放置及液氮浇灌量，以对环境温度实时进行控制，保证合龙施工温度。

3.2 方案实施效果

九仙庙中桥主拱合龙施工，通过搭设保温棚，并采用液氮结合工业冰的降温方式，项目部于炎热夏季按照要求完成主拱合龙施工，混凝土浇筑过程中环境温度严格控制在设计要求的7～9℃范围内，施工质量符合要求。

通过本工程的施工，证明高温环境条件下液氮降温措施可行有效。本工程合龙混凝土施工通过采用工业冰+液氮的降温措施，在保证施工质量安全的前提下，较原计划工期提前20天完成施工，切实提高了施工功效，避免了不必要的等工誤工。

4 结语

九仙庙中桥主拱合龙混凝土施工，通过采用液氮结合工业冰的降温方式，我部于炎热夏季以设计要求的7～9℃完成合龙混凝土浇筑，证明液氮降温措施可行有效。为其他相似工程提供了参照经验。