高寒区域预制梁冬季施工保温及养护措施浅论

摘要：为确保高寒区域桥梁预制梁的冬季施工顺利进行，保证预制梁施工质量，以某高速公路工程案例为研究切入点，提出关于高寒区域预制梁冬季施工的防冻、升温、保温措施，探讨预制梁冬季施工工艺流程和预制梁冬季养护措施。

关键词：高寒区域预制梁；冬季施工；保温

0 引言

高寒区域冬季施工条件非常复杂，在面对寒冷天气时要想避免风雪、冰冻等可能给正常施工造成的影响，必须采取科学的升温和保温措施。近年来，如何在高寒区域的冬季保质保量完成施工任务，渐已成为广大施工单位关注的重点。预制梁作为一种混凝土预制件，在高寒区域冬季施工中只有采取相应的升温与保温措施，才能保证施工的质量和进度。

1 工程概况

吉林省龙井至大蒲柴河公路建设项目第LPTJ08标段起止里程为K133+300～K150+000，线路全长16.704km，公路等级为高速公路，设计时速100km/h。该项目采用沥青混凝土路面，包括1处分离式立交、1处互通式立交、6座大桥，计长1622m，2座中桥计长169m，隧道为两江隧道和其他构造物工程等。

本项目工期为1461d，施工工期非常紧张，部分预制梁的制作需要在冬季低温时期进行[1-3]。由于本项目的工期较短，在吉林这样的高寒区域冬季制作预制梁，须采取科学的防冻、升温和保温措施。

2 预制梁冬季施工防冻及保温总体构思

本项目在进行预制梁施工的过程中，将施工机械、施工原材料等作为防冻处理的重点。对施工机械和施工原材料的防冻，采用覆盖或使用防冻剂的方式。施工现场温度过低，难以发挥覆盖设施和防冻剂作用时，将施工机械、施工原材料等转移到室内，通过升温方式消除普通防冻措施存在的不足，降低冰冻因素可能给正常施工带来的阻碍。

本项目采取的主要升温方式为燃煤锅炉加热水产生水蒸气，利用蒸汽管道输送热量，将蒸汽管道布置在需要升温加热的部位。为了有效控制温度，采用温度传感器实时对温度进行监测。

施工单位可根据环境温度、预制梁产量、蒸汽有效利用率和蒸汽最大用量等参数，在梁厂设置一定数量锅炉。本项目在冬季施工时采用了两台4t卧式内燃链条炉，锅炉最大压力为1.25MPa，基本满足本工程所在区域预制梁冬季施工对升温及温度控制的要求。

3 施工准备

施工单位要根据吉林省冬季气候特点提前编制冬季施工方案，合理安排冬季施工任务和做好施工部署，制定详细的升温和保温计划。同时要明确冬季施工的安全生产和消防工作要点。施工单位要根据施工方案确定关键技术措施，确定好单项工程的施工方案和技术要求。

要提前准备预制冬季施工所需的机械设备、原材料等，组织施工人员进行技术交底，加强与设计单位的交流工。按照施工计划组织各类施工原材料、保温材料进场。施工单位要提前准备保温材料，设置保温装置，如锅炉、烧煤炉、棉帐篷、保温仓等。

在运输混凝土前，施工单位在采取保温措施的同时还要提前规划运输路线，尽量缩短运输混凝土消耗的时间[4-5]。施工前要先将钢筋、模板上的污垢和冰雪清除，在低温条件下施工时必须对模板进行升温和保温，除了覆盖棉篷布外还可以设置烧煤炉、蒸汽管道等，尽量将棉篷布内部的温度升高至5℃左右。

4 防冻保温工艺选择

吉林地区冬季严寒，极寒天气可达到-30℃以下超低温。因此必须结合当地冬季低温气候状况和本工程的实际情况选择防冻、升温与保温措施。

4.1 混凝土原材料升温与保温措施

4.1.1 砂石料升温与保温

该项目在梁场设置用于存储集料的保温仓，保温仓数量根据每天生产预制梁来决定。每个保温仓内部设置隔墙，将保温仓内部划分为两个区域。保温仓建议设置为钢架结构，保温仓采用夹心墙的形式，内外叶板用临时的钢板设置，内置聚苯板保温层，以提升保温仓的保温效果。保温仓的顶部和四周可以设置一定数量的玻璃窗户，引入外部自然光线和热量，以此降低锅炉燃烧负荷，实现节能环保施工。

冬季施工过程中，由于高寒区域的环境温度很低，在对砂石料升温时要先进行热工计算，根据计算所得以及混合料出机温度，严格控制砂石料升温的温度。在燃气送热无法满足仓内升温要求时，还可以采用暖气片进行加热。每个加热区都要设置控制蒸汽流量的阀门和温度传感器，以便及时检查砂石料和室内温度。

4.1.2 拌和水加热

设置锅炉房前，先确定水井和供水设置的位置。将给水管道和蒸汽管道捆绑布置，采取埋设的方式保证给水管道的温度，尽量减少给水管道与外部环境的接触。拌和站要设置一个水罐，水罐同时支持燃煤和蒸汽加热，并根据预制梁施工的要求控制好水罐内的水位。

水罐上要设置温度传感器和水位指示器，以便实时对水罐内的水温和水位进行监测。在升温时优先采用蒸汽送热的方式，在温度达不到施工要求时引入燃煤加热的辅助升温手段。当水温达到施工要求后可以关闭或适当调节蒸汽量，以避免升温过高影响正常施工。

4.1.3 外加剂保温

存储外加剂的储罐设置在保温仓内，要保证保温仓密封严实。输送外加剂的各类管道采用保温岩棉进行包裹，实时监测温度传感器的读数，一旦温度低于施工标准要立即进行加热，避免外加剂的性能被冷冻破坏，同时为外加剂水泵的正常运行提供保障。

4.1.4 后续温控管理

浇筑好混凝土后，施工单位要先进行覆盖蓄热。水泥水化会释放大量热量导致混合料温度升高，为此要先覆盖混凝土面使水化热量蓄积，以减少损失热量。混合料养生采用蒸汽养生的方式，直接用锅炉烧水生成热蒸汽，利用提前设置的管道将高温蒸汽水力送入预制梁。

混凝土终凝时可以通过蒸汽升温的方式来养护，将升温的速度控制在8℃/h左右，避免升温过快导致构件受热后膨胀变形。施工单位在加热时，要尽量保证构件受热的均匀性。安排技术人员严密观测棚内温度，确保棚内温度处于相对理想的状态，并将室内外温度控制在15℃左右。

拆模前要及时停止通气，在棚内温度开始降低后拆模的同时使用棉篷布覆盖预制梁。蒸汽养生时间一般要在3d以上，拆模后继续使用棉篷布覆盖预制梁，并采取相应的升温、恒温和降温等措施，以提高预制梁的整体质量。

4.2 机械设备保温措施

4.2.1 搅拌设备保温

预制梁施工中的各类机械设备都要布置在保温仓内，在放置搅拌机等机械设备时严格检查保温仓的密封性，利用保温仓内的蒸汽管道和暖气片等升温装置，提升搅拌设备的温度，避免搅拌设备温度过低加快物料热量损失速度，同时防止油路、电路等因冷冻被损坏。

4.2.2 运输设备保温

运输混合料的车辆要用棉篷布包裹罐体，在运输时控制好混合料的温度。运输混合前合理规划运输路线，尽量缩短物料运输的时间。

4.2.3 台座保温

制作预制梁的台座模板腹板采用空心砖砌筑而成，墙体与模板间要预留3cm左右宽的空隙。在施工时，使用毛毡将空隙填满，减小梁体浇筑时因模板振动可能对保温墙产生的影响。

向阳面设置一定规格的透光床，在保证内部采光的同时吸收一定热量。墙外可以涂刷10mm左右的水泥砂浆，在提升墙体强度的同时减少损失的热量。将给水管路引至跨中顶板，以便于顶板浇水养护。

台座端部设置棉篷布进行保温，上部固定在端模板顶部，使用绳子固定好棉篷布和保温墙预留钢筋，以减少热量损失。每个梁场都要设置一定数量的蒸养棚罩，各蒸养棚罩设置4个调换，使用龙门起重机吊装到位，保证蒸养棚罩底部的平整性。制梁平台的模板要有较高严密性，以减少热量损失。

冬季施工过程中，由于施工区域的风力较大，为减少混凝土浇筑时因空气流动导致的钢筋、模板和混凝土热量损失，可以在梁顶高1m范围内设置棉篷布来遮挡，在棉篷布的辅助下减少风量，防范热量损失的问题。

4.3 工程施工保温措施

4.3.1 钢筋保温

施工单位根据预制梁施工要求采购钢筋后，要提前准备棉帐篷。钢筋进场后采用棉帐篷覆盖保温的方式，避免钢筋与冰雪、冻结物接触。放置钢筋前，施工人员要提前清理场地，清除地面的冰雪、碎石。

钢筋加工过程中，用施工石棉瓦围挡加工棚，采用保温材料进行保温。设置钢筋进出的活动门，活动门采用棉布进行覆盖。加工棚内采用燃气管道和暖气片加热，避免采用燃煤升温。在钢筋绑扎区设置挡风墙，采用型钢加工挡风墙支架，使用石棉瓦建造防风挡墙，挡墙高度不低于3.5m，设置在迎风面方向。

4.3.2 预制梁施工保温

在预制梁冬季施工前，施工单位要提前准备保温设施，所有保温设施都由监理单位负责检查验收，必须满足高寒区域冬季施工的要求。浇筑预制梁前，提前安装模板外侧的防护棚，防护棚底板、翼缘板等设置若干蒸汽管道，安排技术人员检查和调试蒸汽管道，保证蒸汽管道送热性能良好。

预制梁施工过程中，施工单位要严格控制好供热温度，综合考虑预制梁初始温度、升温热量消耗、混凝土水分蒸发消耗热量、模板与钢筋等消耗热量、水泥水化放热、预制梁体积、升温阶段热量损耗等参数，准确计算预制梁施工对供热的需求[6]。利用锅炉蒸汽送热、烧煤炉送热、覆盖保温等多种方式合理施工，尽量减少构件内外部温差，防止温度裂缝产生以及冰冻造成构件损坏，最大限度满足桥梁工程对预制梁的需求。

在设置好保温装置后，施工单位需要设置温控系统。浇筑混凝土前，施工单位可以设定模板外侧防护棚内的标准温度，以便将施工环境温度控制在一定范围内。浇筑施工后，操作人员可以在温控系统的操作界面，输入预制梁对应的温度测量单元和测量控制器机号，以便控制各个部位的温度，避免过大温度波动可能给预制梁造成的不良影响。

4.4 模板升温与保温措施

施工单位要认识到模板温度对物料温度可能造成的影响，尽量控制物料的热量损失。在浇筑混凝土前，施工单位要适当升高模板的温度。在吉林龙井至大蒲柴河公路建设项目中，模板升温采取蒸汽管道联合烧煤炉的方式，优先在模板周边布置蒸汽管道，在模板上升温度不达标时布置一定数量的烧煤炉。

在模板的温度达到施工标准后，采用棉帐篷进行覆盖保温。侧模板完成安装后开始升温，在顶板钢筋就位后及时覆盖顶面的保温棚。顶面采用活动和可拆卸的组合保温棚罩覆盖保温，每块保温棚罩的质量控制在50kg以内，以便在浇筑后拆卸保温棚罩。顶面保温棚罩采用加厚的棉帐篷进行覆盖保温。

预制梁冬季施工中，施工单位可以在每片预制梁布置一定数量的温度检测装置。在浇筑浇筑前需设置好梁底板、腹板、顶板位置的温度传感器。浇筑结束后及时将孔道橡胶棒拔除，再次设置一定数量的温度传感器，以便开展后续的养护工作。

4.5 后续养护保温措施

静停养护环节，将棚内温度控制在5～10℃左右。养护3d后开始拔出孔道橡胶管，布置并启动所有温度传感器。静停养护结束后，磁阀控制器自动打开开始进行升温养护[7]。升温后2d内，尽量将升温速度控制在5℃/h左右。随着时间延长可以适当加快升温的速度，但要避免最快升温速度超过一定标准。在后期降温时，施工单位要采取停止供应蒸汽的方式降温。要控制好降温的速度，避免降温速度过快导致混凝土结构损坏。

5 结束语

综上所述，高寒区域冬季施工条件非常复杂，在面对寒冷天气时要想避免风雪、冰冻等可能给正常施工造成的影响，必须采取科学的升温和保温措施，在施工前、施工时、施工后都要做好升温和保温工作。

针对预制梁冬季施工，需要控制好机械设备、施工原材料、预制梁、钢筋、模板等的温度，并实时监测环境温度、材料温度等，根据环境温度变化和预制梁施工对温度的要求，采取多样化的升温和保温措施，最大限度降低寒冷天气可能给正常施工带来的不良影响，提升高寒区域预制梁冬季施工的整体质量。

参考文献

[1] 张涛.预制梁施工技术在高速公路施工中的应用[J].四川建材，2023，49（12）：94-96.

[2] 孟宪达.高海拔高寒地区公路桥梁预制梁施工工艺[J].设备管理与维修，2023（14）：156-157.

[3] 吴德才.公路桥梁施工大型预制梁场规划建设及现场施工管理[J].工程建设与设计，2023（9）：262-264.

[4] 醴娄高速预制梁“温室”养生抵御寒潮[J].中国公路，2022，（24）：12.

[5] 刘传科，唐森，刘伟.高寒山区机制砂在高速公路C50预制T梁中的应用技术研究[J].混凝土，2022（11）：147-151+159.

[6] 满科.高速铁路跨海特大桥预制梁段施工技术[J].价值工程，2022，41（25）：89-91.

[7] 谭万波，雷坚强.贵州高速公路预制梁养生系统应用现状分析[J].城市道桥与防洪，2020（9）：149-153+20.