客运专线铁路900t箱梁耐久性混凝土冬季施工技术分析

1、高速铁路 900t 箱梁耐久性混凝土冬季施工技术分析作者： 程金生 蔡宁 王锡东1、前言本段线处于温带季风型大陆性气候区。 年平均降雨量为 700 毫米左右，年平 均气温6.8 C,最低气温32C，最高气温36.5 C,最冷月平均气温一12C，最 大风速24m/s,封冻期150天左右，冻土深度1.4m左右。全年四季分明，雨量 适中。2、工法特点（1）混凝土搅拌站及砂石材料采用保温措施，满足箱梁冬季施工需要。（2）预制梁采用蒸养方式进行保温加热。3、使用范围本工法适用于预制梁冬期施工，即环境昼夜平均气温连续3d低于5C或最低 气温低于一3C时适用。4、工艺原理1 、采用蒸养方式进行保温加热。 在

2、预制场生产区域内， 包括制梁台座、 搅拌站、 砂石料仓、蓄水池内布设蒸养管道，通蒸汽加热。依据养护测温记录，对箱 梁进行温度监控，保障冬季生产顺利进行，完成箱梁预制。5、施工要点5.1 施工方法5.1.1 一般规定当环境昼夜平均气温连续 3d低于5C或最低气温低于一3C时，即进入冬期 施工。5.1.2 蒸养系统 梁场冬期制梁生产采用蒸养方式进行保温加热。在全场生产区域内，即制梁台座、砂石料仓、蓄水池内布设蒸养管道，通蒸汽加热。梁场主要采用两台4t锅炉进行蒸汽提供。主管道采用 DN80无缝钢管，支管 道采用DN50无缝钢管。管道外覆盖保温层。管道埋深1.5m,布置在冻土层以下。 每两个制梁台座中

3、间设检查井，便于对管道进行检修和维护。1#锅炉主要为17#制梁台座、砂石料棚提供地热蒸汽；2#锅炉主要为814#制梁台座及搅拌站提供蒸汽制梁台座蒸汽养护主管道同样采用 DN80无缝钢管，在制梁台座的外模支撑架 处采用6根DN50管焊接成长30m的排管散热器，分上下两层，在模板两侧分别 布置。每个制梁台座配制阀门，可独立控制供气量。制梁台座两侧采用彩钢板维 护。上部采用蒸养棚覆盖。蒸养棚使用建筑脚手架钢管加工成桁架结构，外部覆 盖篷布。为防止积水和积雪，篷布上部安装彩钢瓦。5.1.3骨料保温骨料仓采用轻型钢结构厂房，人字形坡顶。外覆彩钢板进行围护。底部设置 地热管加热，地热管道采用 DN50钢管

4、焊接。在料仓沿地面明敷。管道与锅炉房 连接，对骨料进行均匀加热，加热温度不得高于 60C。加热过程中，设专人进行测温。随时注意骨料加热情况，发现温度过高或过低随 时进行调整。料仓内留有足够的骨料储备场地，以备新进骨料有充足的预热时间。锅炉房T料仓蒸养管道布置图5.1.4 搅拌站拌合站搭设全封闭彩钢活动板搅拌楼。搅拌楼充分考虑了东北地区风雪的影 响，牢固可靠。采用锅炉供蒸汽，排管散热器供热的方案。主要对外加剂罐、蓄 水池、称料斗和搅拌站主机楼进行保温。( 1) 外加剂罐搭设彩钢活动板房， 对外加剂罐用棉篷布包裹， 安装排管散热器 加温。(2) 搅拌站蓄水池采取直接将蒸汽通入池内的方法。水温不高于

5、80C。将蓄水池划分成 6 个部分，对每个部分单独加热。 水泵房内同样安装蒸汽散热 器进行蒸汽加热，防止水泵冻结。( 3) 为保证称量精度， 在称料斗内采用覆盖棉棚布。 并在靠近传感器的附近安 放电暖器，以保证称料斗内温度能够稳定在零度以上。( 4) 在搅拌机主机楼墙壁上悬挂专用暖气片。( 5) 为更好监控保温效果， 在各个进行保温处理的部位悬挂温度计进行温度监 控。一旦发现异常，可立即发现并采取有效措施处理。5.1.5 混凝土工程5.1.5.1 混凝土拌和试验室选配合适的冬期混凝土施工配合比。可选择水胶比低、单方水泥用量 高，早期强度发展快的配合比， 适当缩短混凝土凝结时间和提高混凝土早期强

6、度， 避免混凝土早期受冻。 混凝土拌合前先用热水冲洗搅拌机。 搅拌时先投入骨料和 水，充分搅拌后再投入水泥、矿物掺合料、外加剂等。搅拌时间以最后一种材料 投入搅拌机内开始计算。搅拌时间一般较正常温度下延长50%左右。混凝土搅拌时，骨料不得带有冰雪和冻结团。出机温度不低于15C，入模温度不低于5C。坍落度控制在120180mm之间。混凝土停止搅拌后，应用热 水冲洗搅拌机鼓筒。5.1.5.2 混凝土输送 混凝土运输采用混凝土罐车。输水管、送料带、混凝土罐车、泵车和管道采取遮蔽、包裹等保温措施，尽量减少中间倒运环节，缩短运输时间，减少混凝土施工过程中的热量散失。5.1.5.3混凝土浇注浇注前，应清除

7、模板及钢筋上的冰雪和污垢。在混凝土浇注前，先泵送热水冲洗混凝土输送管道。混凝土输送管道采用保温材料包裹。混凝土浇注采用水平 分层的方式连续浇注，分层厚度不宜大于 30cm尽量缩短每层浇注的分层长度， 减小混凝土的散热面。5.1.5.4混凝土养护混凝土浇注后，应立即进行防寒保温。在制梁台座上采用蒸汽养护，在存梁台座上采用喷涂养护剂养护蒸汽养护：梁体混凝土采用覆盖棚罩，排管散热器蒸汽加温的养护方法。选用两 台4t/h的锅炉供汽。（1）养护罩骨架为钢管与圆钢焊成的桁架结构。上覆盖篷布和彩钢瓦，混凝土 灌注完毕后应立即盖好养护罩。蒸汽主管道采用DN80m钢管，支管道采用DN50mm 钢管。放汽管道采用

8、DN20mr钢管，其上均匀钻一排 3mm孔眼，在梁体横截面 内的不同位置布设12根蒸汽管道，采用自动测温系统，多点测温。严格控制升 降温度和拆模温度。呢一e呢IXIXIXI蒸养棚大样图制梁台座蒸养管道布置图(2) 养护控制蒸汽养护分静停、升温、恒温、降温四个阶段。各阶段温度和所需时间控 制见下表。各阶段温度控制要求表序号阶段说明1静停养护罩内温度保持5C以上2升温梁体混凝土在灌注完成4h后开始通蒸汽加温，升温速度平均 每小时控制在510C3恒温恒温约18小时左右，养护温度不超过 45C，梁体芯部混凝 土温度应控制在60 C以内4降温降温速度在每小时810C，在升恒降温过程中，梁体混凝 土芯部表

9、面养护棚内温度差异不超过 15C在升温降温和恒温阶段，每隔半小时，观测一次温度并做好记录。根据实测温度确定蒸汽放入量，以调节蒸养温度，防止混凝土表明开裂各环境温度下各阶段所需时间环境温度阶段名称时间（h）环境温度阶段名称时间（h）15C静停45C15C静停4升温3升温3恒温18 （温度 45 2C）恒温18（温度 45土2C）降温4降温45C静停采用蒸汽低温预养，预养温度为 510C制梁混凝土采用蒸汽养护时，静停期间棚温不低于 5C,灌注完4后方可升温。静停时在棚内温度较低情况下可适当延长静停时间至6个小时。升温速度不得大于10C /h，恒温养护期间蒸汽温度不宜超过 45C, 混凝土芯部温度不

10、宜超过60C，个别最大不得超过65C，降温速度不得 大于10C/h。恒温养护时间应根据梁体拆模（放张）强度要求。混凝土 配合比及环境等通过试验确定。(3) 混凝土测温选择箱梁进行测温，合理布置温度测量点，以能测出梁体各部位的温 度为宜。设专人进行混凝土温度的测量。按要求布置测温孔并编号。具体 做法是箱梁两外侧蓬内、内箱、混凝土芯部、混凝土表层各布置两个点。记录并填写升温阶段每0.5 h观测一次，恒温阶段每1h观测一次。及时 绘制温度曲线图，当发现混凝土浇注温度内外温差或升降温速率出现异常 时，立即报告，分析原因，采取措施。根据养护测温记录，推算混凝土强 度增长情况，决定同条件试块试压时间、混凝

11、土拆模时间及拆模后混凝土 外表面的保温措施，拆模时混凝土表面温度和自然温度之差不超过 15C。(1) 喷涂养护剂养护(2) 当环境温度低于5C时，蒸养结束，梁体拆模后即进行喷涂养护剂养护。除箱梁顶板表面覆盖厚毛毡或棉被(当混凝土强度达到1.2MPa以上时)夕卜，其余部位的混凝土表面全部喷涂养护剂。禁止对混凝土表面洒水。养护剂采用聚合物改性水玻璃养护剂， 属液态成膜养护剂的一种。在新成 型的混凝土表面使用该养护剂后， 可起到封闭混凝土表面微孔，保持混凝 土内部水分的作用，达到养护的目的。6、施工材料与机具设备主要施工机械设备详见下表。施工机械设备配置表序号名称单位数量一、混凝土设备1混凝土搅拌机

12、台22混凝土输送泵台4二、金属加工设备1对焊机台32钢筋调直切断机台63钢筋弯曲机台18三、张拉灌浆设备1电动油泵套242压浆机套43张拉千斤顶套24四、计量设备1电子汽车衡台1五、模板132m侧底模套14232m内模、端模套83主筋预扎架套74面筋预扎架套77、质量控制7.1总体要求(1) 原材料应有供应商提供的出厂检验合格证书或质量检测报告，按相关要求检验。检验应符合客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件(铁科技 【2004】120号的要求和其他相关技术标准的规定。(2) 预制梁采用的高性能混凝土应符合 客运专线高性能混凝土暂行技术条件(科技基【2005】101号的要求。(3) 梁体采用泵

13、送混凝土连续灌注，一次成型，灌注时间不超过6h。(4) 预制梁拆模时间依据同条件养护试件强度结果，当试件强度达到设计强度87%寸即可拆模。7.2混凝土耐久性质量控制(1) 预制梁抗冻融循环、抗渗性、抗氯离子渗透性、碱骨料等耐久性应满足规 范要求。即混凝土抗冻试件在冻融循环次数 200次后，重量损失不超过5% 相对动弹性模量不低于60%混凝土抗渗试件的抗渗等级不小于 P20,混凝 土抗氯离子渗透电量不大于 1200C,当处于氯盐环境时氯离子渗透电量不 大于1000C抗碱骨料反应合格。(2) 加强混凝土耐久性施工前检验。对混凝土用水泥、骨料、矿物掺合料、外 加剂、水等原材料加强控制，对原材料出厂合

14、格证及出厂检验报告进行核 查，确保原材料满足技术要求。(3) 加强耐久性混凝土施工过程控制。对混凝土拌合物性能进行抽检，每20000nn混凝土抽取抗冻融循环、抗渗性、抗氯离子渗透性及碱骨料反应进行耐久 性试验。7.3张拉过程质量控制(1) 预应力张拉时梁体混凝土表面温度应在 0C以上。(2) 后张法预制梁的预施应力按预张拉、初张拉和终张拉三个阶段进行。混凝 土张拉时间依据同条件养护试件抗压强度确定。当同条件养护试件抗压强 度达到43.5MPa即达到梁体混凝土强度设计值 87%寸即可初张拉。当同条 件养护试件抗压强度达到53.5MPa同时弹性模量达35.5MPa时即可进行终 张拉。严格控制梁体表

15、面与环境温差，避免出现早期收缩或温差裂纹。张拉压浆保温示意图7.4管道压浆质量控制（1）为防止受冻，压浆前应保证棚内温度在5C以上，确保预应力孔道压浆施工在正温下进行。（2）预应力孔道压浆浆体须不泌水，适当早强。（3）压浆前，孔道及两端封闭，用高压水或高压风将管道吹净，管道内不得存 水。（4）预应力孔道内浆液，其强度达到 25MPa前，不得受冻。8、安全措施（1） 对安全施工技术要求进行交底并进行安全知识培训。坚持定期组织安全学 习。（2）做好防火防寒防滑防爆等工作。 配齐冬季施工安全防护用品以及防寒防冻 等劳动保护用品。（ 3）做好防煤气中毒工作。制定安全管理制度和操作规程，配备足够数量的消 防灭火器材。（ 4）设置安全警示标志。对施工起重机械、临时用品等设施设置明显安全警示 标志。（ 5）配备专职安全管理人员，负责对现场安全进行监督检查。（ 6）加强用电管理。经常检查维护供电线路和电