大體積連續(xù)箱梁混凝土冬季施工技術

1、大體積連續(xù)箱梁混凝土冬季施工技術 中鐵十四局五公司 楊 勇 劉治寶 陳祥龍 王可用本文介紹了了大體積積連續(xù)箱箱梁冬季季施工技技術的制制定和實實施的成成功經驗驗，全面面敘述了了箱梁冬冬季施工工的控制制指標、熱熱工計算算以及保保證措施施，對于于類似工工程的冬冬季施工工具有一一定的指指導和借借鑒意義義。一、工程概概況及氣氣候條件件天津濱?？炜焖佘壍赖澜煌ㄒ灰黄诠こ坛倘L445.4409kkm，自自天津市市區(qū)中山山門起，途途經市區(qū)區(qū)、東麗麗開發(fā)區(qū)區(qū)、發(fā)電電廠、軍軍糧城等等重要經經濟控制制點并最最終到達達天津濱濱海新區(qū)區(qū)休閑娛娛樂區(qū)。該該交通工工程設計計為城市市輕軌形形式，為為天津市市重點工工程，是是聯(lián)

2、系天天津市區(qū)區(qū)和濱海海新區(qū)重重要的交交通命脈脈。其中中我單位位負責XQk標段的的施工任任務，本本標段里里程為DK44+1005DK111+0055.6，主要要分為橋橋梁工程程和車站站工程等等。全標標段共有有橋梁79聯(lián)，鉆鉆孔樁13775根，橋橋墩209個，承承臺217個以及及兩個車車站和部部分停車車場出入入線的施施工。其其中橋梁梁共計47229.775延米，根根據已到到位圖紙紙統(tǒng)計共共有圬工工數量760000余方。由于本項目目工期短短受制約約因素多多、技術術含量較較高，為為力保全全線按期期通車，業(yè)業(yè)主要求求本項目目冬季安安排部分分箱梁和和橋墩施施工。箱箱梁高11.5mm，每聯(lián)聯(lián)75mm，混凝凝

3、土3668m33；橋墩墩高度110m左左右，每每個橋墩墩砼方量量40mm3左右右?；炷涟柚浦撇捎米宰越ò韬秃驼?，拌拌和站每每小時供供應能力力40mm3/h以上，混混凝土運運輸采用用攪拌運運輸車，運運輸距離離3公里以內內，混凝凝土灌注注采用汽汽車泵灌灌注。箱箱梁模板板為大塊塊鋼模板板，底模模為1.4cmm竹膠板板。天津地區(qū)冬冬季最低低氣溫在在零下15左右，風風力按5級考慮慮，冬季季氣溫一一般在-10以上。就本工程概概況和氣氣候情況況看，本本項目冬冬季施工工難度較較大，其其主要需需要解決決難題和和控制點點如下：1、箱梁單單位工程程量較大大，施工工時間長長且難度度相對較較大，從從而更不不利于冬冬

4、季溫度度的控制制，且我我公司在在北方地地區(qū)冬季季施工大大體積混混凝土梁梁尚屬首首次，沒沒有可借借鑒的經經驗和成成熟的工工藝。2、預應力力箱梁由由于其受受力的特特殊性以以及壓漿漿、張拉拉等工序序較多，對對環(huán)境溫溫度的要要求更高高，因此此，在溫溫度控制制上更增增加了控控制難點點。3、如何保保證大規(guī)規(guī)模、大大體積的的冬季混混凝土施施工質量量穩(wěn)定、措措施可行行、工藝藝成熟是是本項目目冬季施施工確保保質量的的關鍵。二、冬季施施工控制制目標根據建筑筑工程冬冬季施工工規(guī)范（JGJ104-97）和鐵路橋梁施工規(guī)范結合本項目特點，當工地晝夜氣溫連續(xù)3d低于5或最底氣溫低于-3應采用冬季施工措施，并能滿足以下目標

5、：1、冬季施施工的混混凝土在在入模后后，混凝凝土強度度未達到到設計強強度30%以前不不得受凍凍。2、混凝土土出廠及及入模溫溫度在55以上。3、箱梁砼砼入模時時，模板板溫度不不低于22。4、從施工工工藝及及工期考考慮，砼砼在10天內達達到設計計強度和和彈模。5、孔道壓壓漿必須須保證在在正常溫溫度下進進行，其其強度在在25MMpa前不得得受凍。6、預應力力鋼筋張張拉溫度度不宜低低于-115。7、雪天或或施焊現現場風速速5.44m/ss(3級風)焊接時時，應采采取遮蔽蔽措施，焊焊接后冷冷卻的接接頭應避避免碰到到冰雪。8、鋼筋焊焊接、加加工、張張拉工藝藝應按建建筑工程程冬期施施工規(guī)程程辦理理。三、冬季

6、施施工有關關計算（一）、混混凝土攪攪拌、運運輸、澆澆筑溫度度計算1、假定天天津地區(qū)區(qū)冬期外外界溫度度-5，混凝凝土入模模溫度按按要求不不低于55，混凝凝土運輸輸采用攪攪拌車運運輸，則則混凝土土在運輸輸過程中中的溫度度損失：ts=（aat1+0.0322n）（T1-Ta）ts運輸輸過程溫溫度損失失a溫度損損失系數數，采用用損失系系數為0.225t1運輸輸到澆筑筑的時間間，取0.3小時n拌和物物運轉次次數，取取2T1拌和和物出機機溫度Ta運輸輸時環(huán)境境溫度，取取-5所以，TSS=（0.0075+0.0064）（T1+5）=0.1399T1+5故：混凝土土澆注時時溫度（5）T2即：-.3-55 .6

7、10111.6取111.66、計算混混凝土拌拌和物溫溫度根據以上計計算，取取11.6由公式：-.（）得：（-.）.11.9式中：T00混凝土土拌和物物溫度T1混凝凝土出機機溫度，取取11.6Ti拌和和機棚內內溫度，取取103、假設水水加熱至至60，砂石石料0，根據據配合比比每m3混凝土土用水泥泥、水、砂砂，石用用量分別別為5443Kgg、1900Kg、6399Kg、10888Kgg，假定定砂子含含水量4%，石子1%，根據據公式：T0=00.922(McceTcce+MMsaTTsa+MgTTg)+4.22Tw(Mw-WsaaMsaa-WggMg)+C11(WsaaMsaaTsaa+WggMgT

8、Tg)-C2(WssaMssa+WWgMgg)4.2Mww+0.9(MMce+Msaa+Mgg)得T0=113.6611.9 （能滿滿足要求求）式中T0混凝土土拌合物物溫度（）；Mw水用用量（Kg）；Mce水水泥用量量（Kg）；Msa砂砂子用量量（Kg）；Mg石子子用量（Kg）；Tw水的的溫度（）；Tce水水泥的溫溫度（）；Tsa砂砂子的溫溫度（）；Tg石子子的溫度度（）；Wsa砂砂子的含含水率（）；Wg石子子的含水水率（）；C1水的的比熱容容（KJ/kgK）;C2冰的的溶解熱熱（KJ/kg）。當骨料溫度度大于00時，C1=4.2，C2=0。同以上計算算，當環(huán)環(huán)境溫度度為-110時，T0應不小

9、小于188.8，此時時假定水水、砂石石料加熱熱溫度分分別為770、5、，根據據公式計計算，得得T0=188.918.8 滿足要要求（二）砂石石料暖棚棚耗熱量量計算 假定砂石石料保溫溫棚溫度度為10，暖棚棚設計為為40mm40mm5m。Q=MbKK(tbb-ta)=MMbKt Q每立方方米暖棚棚的耗熱熱量Mb-表面系系數，即即冷卻面面與外部部度量暖暖棚的體體積之比比；為0.3。K暖棚圍圍護結構構的平均均傳熱系系數（W/mmK）tb棚內內溫度（）ta棚外外大氣溫溫度（）,取-10。k=1/0.0043+a1/1+a2/2+a3/3=22.9式中：a11、a2、a3分別是是棉棚布布、單棚棚布和棉棉氈

10、的厚厚度，1、2、3分別是是各種材材料的導導熱系數數，取0.006。 Q=00.32.99200=177.4WW暖棚每小小時耗熱熱量Qh=QaVV=177.41.225（40405）=17740000W （相當當于15000000大卡）（三）箱梁梁保溫棚棚的計算算同砂石料暖暖棚的計計算（暖暖棚體積積為100m2m880）: QQ=MbbK(ttb-ta)=MMbKt=1116WW式中Mb為為1，K為2.9，t為30。Qh=QaVV=699.61.225（102880）=13392000W(相當于11996866大卡)（四）拌合合用水用用鍋爐的的選擇根據拌合站站施工能能力，每每小時需需要熱水水8

11、噸，每每次施工工需要70噸熱水水，采用用預先加加熱并儲儲存一定定數量（20噸）的的辦法，每每小時需需供熱水水5噸，選選用CLHHS0.47MMW-995/770Y型常壓壓熱水鍋鍋爐可滿滿足要求求。（五）橋墩墩養(yǎng)生熱熱量計算算同箱梁暖棚棚耗熱量量的計算算，按橋橋墩高度度12mm計算(暖棚4mm4m13mm)：Q=MbKK(tbb-ta)=MMbKt=887W式中Mb為為1，K為2.9，t為30。Qh=QaVV=8771.25（444133）=2226200W(相當于194449大卡)四、混凝土土施工技技術保證證措施1、混凝土土的攪拌拌：（1）在混混凝土中中摻加廣廣州西卡卡天津分分公司生生產的HE

12、-2000-C型防凍凍劑，C25、C30砼的摻摻量為1.55522.0%（-5，對攪攪拌站主主機采取取擋風和和保溫措措施，采采用棉蓬蓬布對砂砂石料進進行覆蓋蓋，避免免砂石料料結冰。注：防凍劑劑經天津津24站檢驗驗符合GB1185888-220011標準。砼的配合比比如下：砼標號水泥砂子石子水防凍劑C50500676110417012.5C4040573111441658.1C3547268611191708.5C3044769711361706.7C2539571611691705.5（2）、攪攪拌站蓄蓄水池用用保溫材材料覆蓋蓋并密封封，熱水水采用40萬大卡卡熱水鍋鍋爐（每每小時出出熱水8噸）

13、直直接加熱熱，加熱熱溫度控控制在660以內（環(huán)環(huán)境溫度度-5以上時時），當當環(huán)境溫溫度低于于-10，可將將水加熱熱到70，但此此時混凝凝土攪拌拌時應將將水和砂砂石料攪攪拌均勻勻后方可可投入水水泥，避避免水泥泥和熱水水直接接接觸。（3）、砂砂石料場場地分為為保溫棚棚和存料料場兩部部分，保保溫棚采采用大型型軍用帳帳篷，計計劃40405m大小小，確保保存混凝凝土15500mm3以上的的原材料料，帳篷篷內采用用煤爐加加熱保溫溫，確保保環(huán)境溫溫度5以上，每每次混凝凝土施工工前5小時，對對砂石料料加熱。環(huán)環(huán)境溫度度-5以下時時，砂石石料加熱熱到0，環(huán)境境溫度-5-10時，砂砂石料加加熱到55），存存材料場

14、場4040mm，直接接用帳篷篷覆蓋。（4）、攪攪拌站蓄蓄水池用用保溫材材料覆蓋蓋并密封封，熱水水采用鍋鍋爐直接接加熱，加加熱溫度度控制在在60以內（環(huán)環(huán)境溫度度-5以上時時），當當環(huán)境溫溫度低于于-10，可將將水加熱熱到70，但此此時混凝凝土攪拌拌時應將將水和砂砂石料攪攪拌均勻勻后方可可投入水水泥，避避免水泥泥和熱水水接觸。（5）、用用保溫材材料對攪攪拌站進進行封閉閉，棚內內利用熱熱風機配配合暖氣氣進行保保溫，棚棚內溫度度控制在在10左右。技技術人員員每小時時測量并并記錄溫溫度一次次。（6）、砂砂石料保保溫棚內內在不同同部位放放置不少少于3個溫度度計，工工地試驗驗室，拌拌和站技技術人員員在施工

15、工期間每每小時對對保溫棚棚溫度、砂砂石料溫溫度、水水溫度、混混凝土拌拌和物溫溫度測量量一次，環(huán)環(huán)境溫度度-5以下時時確?；旎炷脸龀隽蠝囟榷仍?88.8以上（環(huán)環(huán)境溫度度-5以上出出料溫度度應在111.66以上）。（7）、試試驗人員員每次根根據采用用蒸氣保保溫后砂砂石料的的含水量量調整施施工配合合比。（8）、為為確保冬冬季施工工混凝土土的和易易性和流流動性，混混凝土攪攪拌時間間應不小小于2.55minn，但不不宜大于于3miin（9）、為為提高混混凝土的的早期強強度，混混凝土坍坍落度控控制在12ccm114cmm范圍內內，并攙攙配高效效減水劑劑。2、混凝土土的運輸輸混凝土運輸輸采用攪攪拌運輸輸

16、車運送送，運送送距離33公里以內內，地泵泵或泵車車進行混混凝土的的灌注，為為減小混混凝土運運輸過程程溫度損損失，采采取了如如下措施施：（1）、施施工時間間應盡量量避免交交通高峰峰期，縮縮短混凝凝土運輸輸時間。（2）、沿沿途十字字路口、拐拐彎處提提前和交交警聯(lián)系系，并設設專人指指揮、協(xié)協(xié)調疏導導車輛。（3）、加加強調度度協(xié)調，避避免運輸輸車在施施工現場場等待時時間過長長。（4）、混混凝土輸輸送泵盡盡量采用用直管，不不宜鋪設設過長，以以免發(fā)生生堵管現現象，發(fā)發(fā)生堵管管時，維維修時間間不宜過過長，必必要時及及時采用用備用管管道。（5）、對對輸送管管道用保保溫材料料進行包包裹。3、混凝土土的灌注注（1

17、）箱梁梁砼灌注注暖棚采用多多功能腳腳手架做做骨架，外外套采用用棉棚布布、單 棚布一一層。棉棉棚布按按暖棚布布尺寸及及相互搭搭接減小小漏風的的要求進進行特殊殊加工，棚棚布中均均夾雜毛毛氈，毛毛氈厚度度為1.5cmm，棚底底為現澆澆支架的的木板、鐵鐵皮共同同構成的的保溫層層組成。箱梁混凝土土澆筑前前，需對對暖棚進進行預熱熱，始終終保證棚棚內最低低溫度不不低于110，同時時除了對對混凝土土輸送管管道進行行加熱外外，用采采用溫度度不低于于10的砂漿漿潤濕管管道，清清理模板板內雜物物，用溫溫水清洗洗，模板板、鋼筋筋、管道道經過預預熱，表表面溫度度在5以上。混混凝土灌灌注應分分層分段段進行，橋橋面應根根據

18、混凝凝土灌注注順序及及時進行行覆蓋。采采用插入入式振搗搗器時，特特別注意意鋼筋密密集的底底層跟部部的振搗搗，避免免管道碰碰壞。已澆筑層的的混凝土土在未被被上一層層混凝土土覆蓋前前不應低低于2，采取取加熱養(yǎng)養(yǎng)護時，養(yǎng)養(yǎng)護前的的溫度也也不得低低于2。混凝凝土溫度度控制由由質檢工工程師和和試驗室室共同分分工負責責。（2）橋墩墩砼灌注注橋墩施工時時，保溫溫棚由棚棚布和腳腳手架共共同組成成，其溫溫度控制制和砼施施工工藝藝可參照照箱梁砼砼的施工工。4、混凝土土的養(yǎng)生生及溫度度測試（1）混凝凝土養(yǎng)生生混凝土澆筑筑完后，及及時覆蓋蓋暖棚，通通過燃燒燒無煙煤煤火爐對對梁底、腹腹板加熱熱進行保保溫養(yǎng)護護，無煙煙煤

19、爐的的布置根根據暖棚棚空間所所需的熱熱量進行行計算。根根據計算算，我們們在側模模下方共共放置了了20個爐子,同時根根據溫度度變化增增減取暖暖設備（爐爐子或者者熱風機機）。由于大氣溫溫度較低低，棚內內外溫差差懸殊，棚棚內底部部與頂部部溫差也也較大，按按設計要要求棚內內溫差不不大于110，為達達到此目目的，可可在棚內內空間設設置兩道道溫度屏屏障，以以減弱空空氣在豎豎向的對對流速度度，。當混凝土強強度大于于30%設計強強度后，方方可停止止供熱保保暖，但但大棚內內降溫應應滿足冬冬季施工工規(guī)范的的要求，即即降溫速速度每小小時不大大于10?；炷敛鹉Ｄr，環(huán)環(huán)境溫度度與梁體體溫度差差應小于于15。橋墩的養(yǎng)

20、生生中的升升溫-恒溫-降溫參參照箱梁梁的養(yǎng)生生要求，根根據目前前鉆孔樁樁及征地地拆遷進進度，預預計共有有70個橋墩墩需冬季季施工，橋橋墩強度度達到設設計強度度30%以上后后（養(yǎng)護護兩天），橋橋墩暖棚棚按照降降溫要求求降溫，當當暖棚內內溫度與與環(huán)境溫溫度差小小于10時拆除除暖棚，當當橋墩溫溫度與環(huán)環(huán)境溫度度差小于于15后，拆拆除橋墩墩模板并并用塑料料薄膜包包裹繼續(xù)續(xù)養(yǎng)生。（2）溫度度測試混凝土冬季季施工過過程中，由由試驗室室（負責責攪拌站站、混凝凝土）和和質檢工工程師（負負責梁體體溫度控控制）按按時測量量水、骨骨料，混混凝土出出罐、入入模測量量四周的的溫度以以及混凝凝土溫度度變化情情況，尤尤其注

21、意意混凝土土養(yǎng)生期期的溫度度觀測：測溫儀器器：外界界氣溫和和棚內氣氣溫均用用自動溫溫度計記記錄儀觀觀測，混混凝土出出罐、入入模溫度度用旁通通溫度計計測試，箱箱梁內各各觀測點點溫度用用多頭溫溫度儀測測試。觀測點設設置：在在澆筑后后的混凝凝土上設設測溫孔孔，測溫溫孔位置置設在腹腹板通風風孔和梁梁底泄水水孔位置置，每聯(lián)聯(lián)箱梁設設12個測溫溫點。分分別設在在腹板、底底板、頂頂板。要要求各側側點溫度度接近。測溫時間間大棚內各觀觀測點，自自混凝土土澆筑完完畢時間間算起，每每隔2小時測測一次溫溫度，外外界氣溫溫在每天天7時、12時、16時和24時4個時間間進行記記錄。具體做法法A、對測溫溫孔進行行編號，并并編制測測溫孔布布置圖以以備查。B、測溫時時，溫度度計與外外界氣溫溫隔離，避避免冷空空氣影響響，溫度度計在孔孔內停留留時間在在3miin以上。C、設專人人負責測測溫工作作，當發(fā)發(fā)現溫度度發(fā)生異異常變化化時，立立即向有有關人員員匯報，