淺談冬期橋梁施工方案及質量控制要點

阮書影

摘要：本文介紹了宣化街高架體系工程冬季施工實踐，包括橋梁樁基礎施工、冬季混凝土施工要點及注意事項，為其他相似工程提供實際施工依據，為改進工藝積累施工經驗。

關鍵詞：立交橋；冬期；保溫箱棚；

中圖分類號： TU74 文獻標識碼： A

引言

近年來隨著城市建設的快速發展,橋梁工程作為市區主干道對緩解交通起著決定性作用，但在建設橋梁施工期間對百姓出行也造成一定影響，工程在完全不封閉交通的情況下進行鬧市區施工，給施工帶來了極大的不便。宣化街是哈爾濱市的主要干道，街路兩旁商家密集，無論是白天還是夜間人流、車流量川流不息。立交橋冬期施工沒有相關施工及管理經驗可以借鑒和遵循。如何保證冬期施工工程質量成為此項工程的最大難點。

1、工程概況

宣化街高架體系工程橋梁總長為1969m，橋梁面積255007 m2，該工程為哈爾濱市首例鬧市區大型立交橋梁冬期施工，工程于2010年11月開工平均環境溫度在零下10℃-零下25℃之間，標準凍結深度2米。根據工程的實際情況，工程冬期施工作為重中之重，編制了詳盡的施工方案和各種作業指導書。設計制作了多種精巧的符合實際情況的冬施保溫箱棚，施工中嚴格按照施工方案和作業指導書施工，保證了工程冬期施工質量。

2、冬季施工概念及施工術語

2.1冬季施工：當室外日平均氣溫連續5天穩定低于5 ℃ 即進入冬期施工；當室外日平均氣溫連續連續5天高于5 ℃ 時解除冬期施工。當氣溫降低到0℃ 時要采取特殊措施進行施工。

2.2、負溫焊接：鋼筋的焊接連結，在室外或工棚內的負溫下進行，焊接參數與常溫不同。

2.3受凍臨界強度：冬期澆筑的混凝土在受凍以前必須達到的最低強。

2.4蓄熱法：混凝土澆筑后，利用原材料加熱及水泥水化熱的熱量，通過適當保溫延緩混凝土冷卻，使混凝土冷卻到0℃以前達到預期要求強度的施工方法。

2.5綜合蓄熱法：摻化學外加劑的混凝土澆筑后，利用原材料加熱及水泥水化熱的熱量，通過適當保溫，延緩混凝土冷卻，使混凝土溫度降到0℃或設計規定溫度前達到預期要求強度的施工方法。

2.6暖棚法：將被養護的混凝土構件或結構置于搭設的棚中，內部設置散熱器、排管、電熱器或火爐等加熱棚內空氣，使混凝土處于正溫環境下養護的方法。

3、冬季施工準備工作

冬期施工前，明確各分部、分項工程技術負責人員和崗位職責，組織有關人員學習《混凝土冬季施工規程》，對施工程序、防凍、測溫以及質量安全等方面作周密布署，同時做好冬季施工技術交底，確保每個工序按規范和技術措施組織施工。

入冬前,要對現場的技術員、施工員、材料員、試驗員及重要工種的班組長、測溫人員、電焊工、外加劑摻配員進行培訓，掌握有關施工方案、施工方法和質量標準。

冬季施工期間，對外加劑添加、原材料加熱、砼養護和測溫、試塊制作養護、加熱設施管理等各項冬季施工措施都要設專人負責,及時做好各項記錄,并由項目技術負責人和質檢員抽查，隨時掌握實施狀況,發現問題及時糾正,切實保證工程質量。冬季施工期間，應指定專人收看天氣預報信息，做好記錄,并及時傳達有關人員。

4、冬期橋梁施工方案及控制要點

4.1、樁基礎施工

（1）冬季施工且24小時連續作業溫度處于較低狀態，導管及灌注漏斗在使用中有凍結現象，致使在連接導管過程中連接困難、漏斗灌注頭一車混凝土過程中混凝土流動性受凍制約達不到理想效果，考慮其中因素為避免此類現象在施工現場每作業處使用碳爐提前預熱導管接頭處及灌注漏斗，同時用噴燈給導漿管預熱，保證頭一罐封底混凝土導漿及時不外流準備工作就緒后方可進行樁混凝土澆筑作業

（2）下鋼筋籠前必須保證鋼筋表面清潔，人工清除鋼筋籠表面等冰雪附著物，兩節鋼筋籠子之間采用直螺紋連接?；炷凉嘧囟炔辉试S低于5℃，混凝土灌注完成后，馬上用塑料布在樁頂進行覆蓋，回填珍珠巖2米高，表面覆蓋棉苫布。泥漿護壁成孔灌注樁宜在初冬或春融期施工，泥漿溫度不得低于5 ℃，并不得摻氯鹽防凍劑?；炷撂钊肟椎臏囟炔粦陀? ℃。

4.2、承臺施工

承臺開挖完成后，用防凍混凝土施工墊層，綁扎鋼筋完成后，利用鋼管支撐骨架、用塑料布苫蓋一層、棉氈布一層，五彩布一層覆蓋，蒸汽鍋爐提前進行預熱且預熱溫度不小于5℃，做好詳細測溫記錄；混凝土澆注盡量在白天氣溫較高時段進行，用混凝土輸送泵澆注混凝土，完成后，馬上在混凝土表面進行覆蓋養生。隨時監控棚內溫度變化，做好溫控記錄。

4.3、墩柱施工

承臺混凝土強度達到100%后，拆除原有臨時暖棚，按墩柱搭設彩鋼棚，尺寸每側按最大尺寸投影加寬2.0米，高度高于墩柱1米，在運料出入口安裝熱風幕隔絕內外溫度，棚內用蒸汽、碳爐子進行預熱，同時綁扎鋼筋，支立模板。在模板外側布設蒸汽養生管。用蒸汽、碳爐子進行預熱，當棚內溫度高于5℃，開始澆注墩柱混凝土，待澆筑完成后用苫布對墩柱周圍包裹，同時在暖棚四周每5米布置碳爐子一個，保證暖棚內溫度?；炷吝_到50%強度后，在暖棚內人工使用手拉葫蘆拆除模板，待混凝土達到設計強度后吊除。

4.4、現澆預應力蓋梁

墩柱混凝土強度達到100%后，拆除墩柱模板及原有彩鋼棚，支立滿堂紅支架，鋪設蓋梁底模同時搭設蓋梁養生彩鋼棚，在蓋梁四周2米搭設用彩鋼保溫板搭設暖棚，棚內用蒸汽、碳爐子進行預熱，同時綁扎鋼筋，支立模板。在模板外側布設蒸汽養生管。用蒸汽進行預熱，當棚內溫度高于5℃，開始澆注蓋梁混凝土。澆注完成后混凝土表面用五彩布進行苫蓋養生。待混凝土達到100%設計強度后，進行張拉、注漿，注漿完成48小時后，拆除臨時施工暖棚，對結構周圍進行冬季保護，防止施工機械、設備刮碰已形成實物，破壞外觀質量。

4.5、預制箱梁

箱梁預制租用室內車間進行，車間40米寬，165米長，室內制作14個制梁臺座，攪拌站、材料堆碼均在室內，室內采用蒸汽鍋爐、碳爐子加熱，鍋爐2臺，碳爐子每5米一個，滿足冬季施工要求。

（1）準備保溫材料：土工布、塑料布、蓬布、鍋爐、煤塊。

（2）拌和站后臺對施工用水加熱，把砂、石料堆里的結塊料挑揀出來，以免影響拌和料的溫度。

（3）試驗室前后臺安排人員值班，及時掌握施工過程砼狀況，保證砼質量（和易性和坍落度）穩定。定期觀測拌和用水、砼出料及入模溫度，并測出砼各階段損耗，便于及時調整確保砼入模溫度符合規范要求的5℃以上。

（4）澆注砼前先用苫布把整個預制梁模板覆蓋，適當的通入一些熱蒸汽，使箱內溫度在5℃以上。

（5）澆注從梁的一端向另一端推進，需要澆注哪一段就掀開苫布，等澆完頂板后及時覆蓋，確保砼不受凍。

（6）混凝土澆筑后，先覆蓋蓄熱，由于水泥的水化作用釋放出的熱量使混凝土集料溫度上升，土工布和塑料布覆蓋混凝土面使水化熱量蓄保起來，以減少梁面熱量的失散。當室內無法滿足養生要求時，支蓋保溫層進行養生。先覆蓋一層塑料布，最外面再覆蓋一層蓬布，塑料布和蓬布應下垂到地形成一個閉合空間以利于暖氣流通。

4.6、鋼筋工程

1、 鋼筋冷拉不宜低于-20 ℃ 。預應力鋼筋張拉溫度不宜低于-15℃ 。

2、當環境溫度低于-20 ℃ ，不宜進行施焊；雪天或施焊現場風速超過5.4m/s（3級風）焊接時，應采取遮蔽措施，焊接后冷卻的接頭應避免碰到冰雪。

4.7、混凝土工程

1、冬期澆筑的混凝土，其受凍臨界強度應符合下列規定：普通混凝土采用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥配制時，應為設計的混凝土強度標準值的30%。采用礦渣硅酸鹽水泥配制的混凝土，應為設計的混凝土強度標準值的40%，但混凝土強度等級為C10及以下時，不得小于5.0N/mm2。摻用防凍劑的混凝土，當室外最低氣溫不低于-15 ℃時不得小于4.0N/mm2，當室外最低氣溫不低于-30 ℃時不得小于5.0N/mm2。任何情況下，混凝土受凍前的強度不得低于5N/mm2。應注意當施工需要提高混凝土強度等級時，應按提高后的強度等級確定。

2、混凝土冬期施工應優先選用硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥，水泥標號不應低于425號。最小水泥用量不應少于300kg/m3，水灰比不應大于0.6。

3、混凝土原材料加熱、攪拌、運輸和澆筑。水泥不得直接加熱，使用前宜運入暖棚內存放；水泥不得與80 ℃以上的水直接接觸。

4、混凝土在澆筑前，應清除模板和鋼筋上的冰雪和污垢。運輸和澆筑混凝土用的容器應有保溫措施6

5、分層澆筑厚大的整體式機構混凝土時，已澆筑層的混凝土溫度在未被上一層混凝土覆蓋前不應低于2 ℃。采用加熱養護時，養護前的溫度也不得低于2 ℃。

6、混凝土蒸汽養護法

1、蒸汽養護的混凝土，采用普通硅酸鹽水泥時最高養護溫度不超過80℃，采用礦渣硅酸鹽水泥時可提高到85 ℃。但采用內部通氣法時，最高加熱溫度不應超過60 ℃。

2、整體澆筑的結構，采用蒸汽加熱養護時，升溫和降溫速度不得超過結構表面系數。

3、整體結構采用蒸汽養護時，水泥用量不宜超過350kg/m3 。水灰比宜在0.4-0.6，坍落度不宜大于5cm。

4、采用蒸汽養護的混凝土，可摻入早強劑或無引氣型減水劑，但不宜摻用引氣劑或引氣減水劑，亦不應使用礬土水泥。

5、蒸汽加熱養護混凝土時，應排除冷凝水，并防止滲入地基土中。當有蒸汽噴出口時，噴嘴與混凝土外露面的距離不得小于30cm。

4.8、混凝土質量控制要點

混凝土養護期間溫度測量應符合下列規定：

1、蓄熱法或綜合蓄熱法養護從混凝土入模開始至混凝土達到受凍臨界強度，或混凝土溫度降到0 ℃或設計溫度以前，應至少每隔6h測量一次

2、摻防凍劑的混凝土在強度未達到允許強度之前每隔2h測量一次，達到受凍臨界強度以后每隔6h測量一次。

3、采用加熱法養護混凝土時，升溫和降溫階段應每隔1h測量一次，恒溫階段每隔2h測量一次。

4、全部測溫孔均應編號，并繪制布置圖。測溫孔應設在有代表性的結構部位和溫度變化易冷卻的部位，孔深宜在10-15cm，也可為板厚的1/2或墻厚1/2

5、結束語

宣化街高架橋體系工程竣工通車近幾年來各項指標均與設計吻合，定期檢測數據表明，結構受力性能良好，工程運營良好。經歷了近70度的冬夏極端惡劣天氣條件和密集交通流量的考驗。宣化街高架立交橋的如此大規模冬期施工在哈爾濱市區乃至東北地區尚屬首例。是省委省政府、市委市政府城市“中興”戰略的重要組成部分。是當年度哈爾濱市重點民生工程。