浅谈现浇箱梁冬季施工技术与措施

来源:用户上传      作者: 张帅

　　一、概况
　　振连路大连湾位于大连湾街道，起点接一标段（K3+260）,终点接开发区段起点（K7+077），主要穿越大化渣场、大连湾主街区和和尚岛，主线全长3817米，桥梁总面积152833m2，引堤总面积6670m2，道路总面积19.65万m2。主线采用高架桥形式穿越大连湾主街区，高架桥下设辅助路，全线设六处匝道。
　　振连路大连湾二标段工程，主线桩号K4+825--K5+948，全长1123m，主线为双向八车道，断面全宽34米；本段还包含A线匝道（AK0+067--AK0+519.731）、B线匝道（BK0+177.831 --BK0+612.5）、C线匝道(CK0+229--CK0+562.926)、D线匝道(DK0+129.551--DK0+484.403)及4条匝道，采用双向两车道，断面全宽8米。
　　二、实施目的
　　为了保证本标段工程质量、确保工期，制定冬季施工方案。
　　三、适用范围
　　本方案适用于大连湾振连路桥梁工程第二标段冬期施工。
　　四、总则
　　在冬季施工时必须提前作好各项施工准备，并采取可靠的技术保证措施，组织原则为除桩基外，其它结构砼尽量避免冬季施工，冬季主要进行墩柱及灌注桩砼施工。
　　施工计划安排：根据动迁情况具体安排施工计划
　　五、冬季施工要求
　　（1）气温要求：当日平均气温连续5天稳定低于5℃，要求进行冬季施工（根据大连地区气温实际统计资料，冬季施工期通常考虑在11月15日至来年3月15日之间）。如气温低于-15℃时，停止施工。施工前后，密切注意天气预报。
　　（2）硅酸盐水泥的标号不应低于P.0.42.5R号，砼骨料不得含有冰、雪等冻结物及易冻裂的矿物质。
　　（3）砼出机温度由规范要求当在-10℃时，出机最低温度为25℃，并且拌合物的温度不能超过35℃。条件允许，砼出机温度应根据气候条件、材料温度、保温方法、运输过程的热量损失等因素，通过试算和试验确定。
　　（4）砼入模温度要求控制在5℃或5℃以上。
　　六、冬季施工技术措施
　　1.钢筋冬期施工
　　（1）钢筋焊接尽量在室内进行。风力超过四级时，应采取挡风措施。环境温度低于-20℃时，焊接不能保证质量，停止焊接作业。
　　（2）钢筋加工按规范操作，在运输、加工过程中要轻拿轻放，以避免造成刻痕，撞击凹陷。
　　（3）浇筑混凝土前将钢筋上的冰雪冻块清理干净。
　　（4）钢筋负温焊接，采用电弧焊焊接方法。当环境温度低于20℃时不得施焊。
　　（5）雪天或施工现场风速超过5.4m/s（3级风）焊接时，采用遮蔽措施，焊接后冷却的接头不要碰到冰雪。
　　2.砼冬期施工
　　2.1砼配制和搅拌的技术要求
　　2.1.1原材料的选用及保温措施
　　1）灌注桩水泥标号为普通硅酸盐水泥P.O.42.5R，每天注意收听天气预报，在雨雪来临前对粗、细骨料采取土工布覆盖措施，使得粗、细骨料在-3℃以上不会出现冻结。为保证混凝土入模温度满足相关要求（≥5℃）。主要措施应以加热拌合水为主，辅以骨料、外加剂保温；骨料保温主要以搭设保温棚，整体覆盖保温棉措施进行保温。
　　2）加热措施，水箱周围用保温棉两层覆盖，同时水箱周边安置加热棒（间距1米），保证拌和水温，同时控制水温不高于70℃，水泥不能直接加热。当拌制的混凝土出现塌落度减小或发生速凝现象时，应重新调整拌合料的加热温度。
　　3）砼搅拌时采用二次投料法，先向搅拌机投入全部粉料（水泥、掺和料等）和细骨料，搅拌均匀，至少30S，再投入拌合水，至少30S，最后投入全部粗骨料搅拌60S至均匀。搅拌时间满足混凝土和易性要求。
　　4）当施工期处于0℃时，可在混凝土中添加早强剂，掺量应符合使用要求及规范规定，且应注意在添加前做好模拟试验，以核实有关技术措施；对于有限期拆模要求的混凝土，还应适当提高混凝土设计等级。
　　5）热工计算
　　为便于以下热工计算，暂对拌合水、水泥、砂和骨料的温度进行假定（均为可实现温度），现以tw=60 、tc=12℃、ts=12℃、tg=12℃分别表示，其中水泥、砂和骨料的温度为暖棚内预热温度。混凝土配合比强度取振连路二标段墩柱混凝土C40（水泥：砂：骨料：水=1:1.70:3.25:0.46）其中 胶凝材料质量为362kg，砂为615kg，碎石1180kg，水165kg。
　　砼出机温度按下式计算：
　　T1=T0-0.16（T0-Td）
　　砼拌合温度按下式计算：
　　T0=｛0.92×（mceTce+msaTsa+mgTg）+4.2Tw（mw-wsamsa-wgmg）+c1×（wsaTsa+wgmgTg）-c2（wsa×msa+wgmg）｝÷｛4.2mw+0.92×（mce+msa+mg）｝
　　T1―砼拌合物出机时温度（℃）；
　　T0―砼拌合物的温度（℃）；
　　Td―拌合棚内的温度（℃）；
　　mw、mce、msa、mg―水、水泥、砂、石的用量（kg）；
　　Tw、Tce、Tsa、Tg―水、水泥、砂、石的温度（℃）；
　　wsa、wg―砂、石的含水率（%）；
　　c1、c2―水的比热容（kj/kg・K）及冰的溶解热（kj/kg）；当骨料的温度＞0℃时，c1=4.2，c2=0；当骨料的温度≤0℃时，c1=2.1，c2=335
　　混凝土由出机到灌注过程中的温度损失，因运输工具、倒运次数、运输时间、出机温度和室外温度的变化而异，混凝土经过运输和成型后的温度（入模温度）可按下式计算：
　　T2=T1-(at+0.032n)（T1-Ts）
　　式中T2―混凝土经过运输和成型后的温度（℃）；
　　t―混凝土自运输至成型的时间（h）；平均取1h
　　n―混凝土倒运的次数；取2次
　　Ts―室外气温(℃)；平均取5℃
　　温度损失系数（h-1）；取0.25
　　当用混凝土运输车时a=0.25，开敞式自卸车时a=0.20，用封闭式自卸车时a=0.10，用手推车时a=0.50。
　　当暖棚内水泥和骨料的温度都为12℃，不同温度的拌合水所拌制的混凝土的理论、出机及入模温度见下表：
　　混凝土施工不同时段温度计算表
　　水温（℃） 理论温度T0（℃） 出机温度T1（℃） 入模温度T2（℃） 备注
　　10 10.86 10.86 9.02 细则要求：冬季混凝土施工时入模温度不低于5℃，负温时不低于10℃
　　20 12.53 12.45 10.11
　　30 14.20 13.85 11.07
　　40 15.87 15.25 12.03
　　50 17.54 16.65 12.99
　　60 19.21 18.06 13.96
　　
　　2.1.2配合比变更
　　冬季施工的砼配合比必须掺入防冻剂，并且增加水泥的用量，保证砼的强度满足设计要求。
　　2.1.3拌合物温度和砼出机温度的施工措施
　　1）现场设一台1立方拌合站，水管、风机泵等砼搅拌设备采用保温棉包裹或用碘钨灯取暖，确保各处正常运行。
　　2）用热水拌和时，先将热水与粗骨料搅拌。在砼搅拌时，要求试验室派专人测量温度，防止温度高产生假凝现象及有效控制砼出机温度。
　　2.1.4砼的运输保温措施
　　用棉被或保温棉等保温材料包裹混凝土运输车的水泥罐，将混凝土运输过程中的热量损失降至最低。
　　2.2砼浇筑的技术要求
　　2.2.1对砼输送泵管用保温棉包裹保温。
　　2.2.2砼在浇筑前应清除钢筋上的冰雪和污垢。
　　2.3砼养护的技术要求

　　墩柱混凝土养护采用保温材料包裹法，即在浇注砼前用棉被或保温棉将墩柱整体包裹严实，而后采用草帘子对其进行二层包裹，最后采用土工布进行第三层包裹，用绳子每50cm一道将其整体缠紧；待砼浇注完成后，进行上口密封，保证内部温度。质检人员按每天室外最低气温与最高气温时间测量墩柱内部温度，及时全面做好相关记录。
　　3.机械设备冬季防寒、防冻、防火、防滑工作措施
　　（1）在进入冬季前对所有机械设备做全面的维修和保养，作好油水管理工作，结合机械设备的换季保养，及时更换相应牌号的润滑油；对使用防冻液的机械设备确保防冻液符合当地防冻要求；未使用防冻液的机械设备要采取相应的防冻措施（采取停机后排放冷却水）
　　（2）各种车辆使用的燃油，要根据环境气温选择相应的型号，冷车起步时，要先低速运行一段路程后再逐步提高车速。
　　（3）冬季车辆启动发动机前，严禁用明火对既有燃油系统进行淤热，以防止发生火灾。
　　（4）冰雪天行车，汽车要设置防滑链；司机在出车前检查确认车辆的制动装置是否达到良好状态，不满足要求时不得出车，遇有六级以上大风、大雪大雾不良气候时停止运行。
　　（5）严格执行定机定人制度，机械保管人员要坚守岗位，看管好设备，并作好相应的记录。
　　七、质量保证措施
　　（1）混凝土工程冬施期间除按照常温的施工要求检查外，还应检查外加剂的质量和掺量；水和骨料加热温度；混凝土出机入模及养护过程中的温度。
　　（2）混凝土外加剂的掺量由试验室确定，其使用、配置及掺加均设专人负责，并认真做好记录，严格按计量要求掺入，保证混凝土在硬化初期不受冻。
　　八、冬期施工安全保证措施
　　（1）入冬前组织职工和各工区作业班组进行冬施安全教育。
　　（2）注意掌握天气情况，按方案做好冬施各项准备工作。
　　（3）冬期施工做好防滑措施，雪后及时清理施工平台的积雪和冻冰块。
　　（4）加强用火管理，现场禁止使用裸线，不得私架电线，加强线路检查，防止漏电及电路失火，尤其是要在大风雪后对供电线路进行检查，防止断线造成触电事故。
　　（5）不得以棉帽代替安全帽，海上作业穿好救生衣，穿好防滑鞋。
　　（6）保温材料必须符合环保及消防要求，妥善保管，设专人负责。
　　（7）高空作业时，做好钢结构的防滑措施，并采取可靠的防风措施。
　　（8）在冬季施工进行钢结构焊接时，应采取相应的焊接工艺，确保焊接质量。
　　（9）冬季施工期间加强对机械设备的保暖维护工作，保证设备能正常运转。
　　（10）在大风、大雪、雾天应停止施工。
　　（11）冬季施工注意冬季“五防”工作的落实。
　　九、冬期施工技术保证措施
　　（1）认真进行现场准备、技术准备和材料准备，保证各项工作满足冬期施工的要求。
　　（2）各技术人员在冬期施工前结合本工序冬期施工特点，编制技术交底，在作业前向工人交代清楚。
　　（3）严格执行规范和工艺标准要求，作好工序自检、工序交接检。
　　（4）做好冬期施工的中间检查，保证施工各项工作的保证能力达到要求。
　　

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