大体积连续箱梁混凝土冬季施工技术

1、大体积连续箱梁混凝土冬季施工技术 中铁十四局五公司 杨 勇 刘治宝 陈祥龙 王可用本文介绍了了大体积积连续箱箱梁冬季季施工技技术的制制定和实实施的成成功经验验，全面面叙述了了箱梁冬冬季施工工的控制制指标、热热工计算算以及保保证措施施，对于于类似工工程的冬冬季施工工具有一一定的指指导和借借鉴意义义。一、工程概概况及气气候条件件天津滨海快快速轨道道交通一一期工程程全长445.4409kkm，自自天津市市区中山山门起，途途经市区区、东丽丽开发区区、发电电厂、军军粮城等等重要经经济控制制点并最最终到达达天津滨滨海新区区休闲娱娱乐区。该该交通工工程设计计为城市市轻轨形形式，为为天津市市重点工工程，是是联

2、系天天津市区区和滨海海新区重重要的交交通命脉脉。其中中我单位位负责XQk标段的的施工任任务，本本标段里里程为DK44+1005DK111+0055.6，主要要分为桥桥梁工程程和车站站工程等等。全标标段共有有桥梁79联，钻钻孔桩13775根，桥桥墩209个，承承台217个以及及两个车车站和部部分停车车场出入入线的施施工。其其中桥梁梁共计47229.775延米，根根据已到到位图纸纸统计共共有圬工工数量760000余方。由于本项目目工期短短受制约约因素多多、技术术含量较较高，为为力保全全线按期期通车，业业主要求求本项目目冬季安安排部分分箱梁和和桥墩施施工。箱箱梁高11.5mm，每联联75mm，混凝凝

3、土3668m33；桥墩墩高度110m左左右，每每个桥墩墩砼方量量40mm3左右右。混凝凝土拌制制采用自自建拌和和站，拌拌和站每每小时供供应能力力40mm3/h以上，混混凝土运运输采用用搅拌运运输车，运运输距离离3公里以内内，混凝凝土灌注注采用汽汽车泵灌灌注。箱箱梁模板板为大块块钢模板板，底模模为1.4cmm竹胶板板。天津地区冬冬季最低低气温在在零下15左右，风风力按5级考虑虑，冬季季气温一一般在-10以上。就本工程概概况和气气候情况况看，本本项目冬冬季施工工难度较较大，其其主要需需要解决决难题和和控制点点如下：1、箱梁单单位工程程量较大大，施工工时间长长且难度度相对较较大，从从而更不不利于冬冬

4、季温度度的控制制，且我我公司在在北方地地区冬季季施工大大体积混混凝土梁梁尚属首首次，没没有可借借鉴的经经验和成成熟的工工艺。2、预应力力箱梁由由于其受受力的特特殊性以以及压浆浆、张拉拉等工序序较多，对对环境温温度的要要求更高高，因此此，在温温度控制制上更增增加了控控制难点点。3、如何保保证大规规模、大大体积的的冬季混混凝土施施工质量量稳定、措措施可行行、工艺艺成熟是是本项目目冬季施施工确保保质量的的关键。二、冬季施施工控制制目标根据建筑筑工程冬冬季施工工规范（JGJ104-97）和铁路桥梁施工规范结合本项目特点，当工地昼夜气温连续3d低于5或最底气温低于-3应采用冬季施工措施，并能满足以下目标

5、：1、冬季施施工的混混凝土在在入模后后，混凝凝土强度度未达到到设计强强度30%以前不不得受冻冻。2、混凝土土出厂及及入模温温度在55以上。3、箱梁砼砼入模时时，模板板温度不不低于22。4、从施工工工艺及及工期考考虑，砼砼在10天内达达到设计计强度和和弹模。5、孔道压压浆必须须保证在在正常温温度下进进行，其其强度在在25MMpa前不得得受冻。6、预应力力钢筋张张拉温度度不宜低低于-115。7、雪天或或施焊现现场风速速5.44m/ss(3级风)焊接时时，应采采取遮蔽蔽措施，焊焊接后冷冷却的接接头应避避免碰到到冰雪。8、钢筋焊焊接、加加工、张张拉工艺艺应按建建筑工程程冬期施施工规程程办理理。三、冬季

6、施施工有关关计算（一）、混混凝土搅搅拌、运运输、浇浇筑温度度计算1、假定天天津地区区冬期外外界温度度-5，混凝凝土入模模温度按按要求不不低于55，混凝凝土运输输采用搅搅拌车运运输，则则混凝土土在运输输过程中中的温度度损失：ts=（aat1+0.0322n）（T1-Ta）ts运输输过程温温度损失失a温度损损失系数数，采用用损失系系数为0.225t1运输输到浇筑筑的时间间，取0.3小时n拌和物物运转次次数，取取2T1拌和和物出机机温度Ta运输输时环境境温度，取取-5所以，TSS=（0.0075+0.0064）（T1+5）=0.1399T1+5故：混凝土土浇注时时温度（5）T2即：-.3-55 .6

7、10111.6取111.66、计算混混凝土拌拌和物温温度根据以上计计算，取取11.6由公式：-.（）得：（-.）.11.9式中：T00混凝土土拌和物物温度T1混凝凝土出机机温度，取取11.6Ti拌和和机棚内内温度，取取103、假设水水加热至至60，砂石石料0，根据据配合比比每m3混凝土土用水泥泥、水、砂砂，石用用量分别别为5443Kgg、1900Kg、6399Kg、10888Kgg，假定定砂子含含水量4%，石子1%，根据据公式：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 （能满满足要求求）式中T0混凝土土拌合物物温度（）；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水的的温度（）；Tce水水泥的温温度（）；Tsa砂砂子的温温度（）；Tg石子子的温度度（）；Wsa砂砂子的含含水率（）；Wg石子子的含水水率（）；C1水的的比热容容（KJ/kgK）;C2冰的的溶解热热（KJ/kg）。当骨料温度度大于00时，C1=4.2，C2=0。同以上计算算，当环环境温度度为-110时，T0应不小

9、小于188.8，此时时假定水水、砂石石料加热热温度分分别为770、5、，根据据公式计计算，得得T0=188.918.8 满足要要求（二）砂石石料暖棚棚耗热量量计算 假定砂石石料保温温棚温度度为10，暖棚棚设计为为40mm40mm5m。Q=MbKK(tbb-ta)=MMbKt Q每立方方米暖棚棚的耗热热量Mb-表面系系数，即即冷却面面与外部部度量暖暖棚的体体积之比比；为0.3。K暖棚围围护结构构的平均均传热系系数（W/mmK）tb棚内内温度（）ta棚外外大气温温度（）,取-10。k=1/0.0043+a1/1+a2/2+a3/3=22.9式中：a11、a2、a3分别是是棉棚布布、单棚棚布和棉棉毡

10、的厚厚度，1、2、3分别是是各种材材料的导导热系数数，取0.006。 Q=00.32.99200=177.4WW暖棚每小小时耗热热量Qh=QaVV=177.41.225（40405）=17740000W （相当当于15000000大卡）（三）箱梁梁保温棚棚的计算算同砂石料暖暖棚的计计算（暖暖棚体积积为100m2m880）: QQ=MbbK(ttb-ta)=MMbKt=1116WW式中Mb为为1，K为2.9，t为30。Qh=QaVV=699.61.225（102880）=13392000W(相当于11996866大卡)（四）拌合合用水用用锅炉的的选择根据拌合站站施工能能力，每每小时需需要热水水8

11、吨，每每次施工工需要70吨热水水，采用用预先加加热并储储存一定定数量（20吨）的的办法，每每小时需需供热水水5吨，选选用CLHHS0.47MMW-995/770Y型常压压热水锅锅炉可满满足要求求。（五）桥墩墩养生热热量计算算同箱梁暖棚棚耗热量量的计算算，按桥桥墩高度度12mm计算(暖棚4mm4m13mm)：Q=MbKK(tbb-ta)=MMbKt=887W式中Mb为为1，K为2.9，t为30。Qh=QaVV=8771.25（444133）=2226200W(相当于194449大卡)四、混凝土土施工技技术保证证措施1、混凝土土的搅拌拌：（1）在混混凝土中中掺加广广州西卡卡天津分分公司生生产的HE

12、-2000-C型防冻冻剂，C25、C30砼的掺掺量为1.55522.0%（-5，对搅搅拌站主主机采取取挡风和和保温措措施，采采用棉蓬蓬布对砂砂石料进进行覆盖盖，避免免砂石料料结冰。注：防冻剂剂经天津津24站检验验符合GB1185888-220011标准。砼的配合比比如下：砼标号水泥砂子石子水防冻剂C50500676110417012.5C4040573111441658.1C3547268611191708.5C3044769711361706.7C2539571611691705.5（2）、搅搅拌站蓄蓄水池用用保温材材料覆盖盖并密封封，热水水采用40万大卡卡热水锅锅炉（每每小时出出热水8吨）

13、直直接加热热，加热热温度控控制在660以内（环环境温度度-5以上时时），当当环境温温度低于于-10，可将将水加热热到70，但此此时混凝凝土搅拌拌时应将将水和砂砂石料搅搅拌均匀匀后方可可投入水水泥，避避免水泥泥和热水水直接接接触。（3）、砂砂石料场场地分为为保温棚棚和存料料场两部部分，保保温棚采采用大型型军用帐帐篷，计计划40405m大小小，确保保存混凝凝土15500mm3以上的的原材料料，帐篷篷内采用用煤炉加加热保温温，确保保环境温温度5以上，每每次混凝凝土施工工前5小时，对对砂石料料加热。环环境温度度-5以下时时，砂石石料加热热到0，环境境温度-5-10时，砂砂石料加加热到55），存存材料场

14、场4040mm，直接接用帐篷篷覆盖。（4）、搅搅拌站蓄蓄水池用用保温材材料覆盖盖并密封封，热水水采用锅锅炉直接接加热，加加热温度度控制在在60以内（环环境温度度-5以上时时），当当环境温温度低于于-10，可将将水加热热到70，但此此时混凝凝土搅拌拌时应将将水和砂砂石料搅搅拌均匀匀后方可可投入水水泥，避避免水泥泥和热水水接触。（5）、用用保温材材料对搅搅拌站进进行封闭闭，棚内内利用热热风机配配合暖气气进行保保温，棚棚内温度度控制在在10左右。技技术人员员每小时时测量并并记录温温度一次次。（6）、砂砂石料保保温棚内内在不同同部位放放置不少少于3个温度度计，工工地试验验室，拌拌和站技技术人员员在施工

15、工期间每每小时对对保温棚棚温度、砂砂石料温温度、水水温度、混混凝土拌拌和物温温度测量量一次，环环境温度度-5以下时时确保混混凝土出出料温度度在188.8以上（环环境温度度-5以上出出料温度度应在111.66以上）。（7）、试试验人员员每次根根据采用用蒸气保保温后砂砂石料的的含水量量调整施施工配合合比。（8）、为为确保冬冬季施工工混凝土土的和易易性和流流动性，混混凝土搅搅拌时间间应不小小于2.55minn，但不不宜大于于3miin（9）、为为提高混混凝土的的早期强强度，混混凝土坍坍落度控控制在12ccm114cmm范围内内，并搀搀配高效效减水剂剂。2、混凝土土的运输输混凝土运输输采用搅搅拌运输输

16、车运送送，运送送距离33公里以内内，地泵泵或泵车车进行混混凝土的的灌注，为为减小混混凝土运运输过程程温度损损失，采采取了如如下措施施：（1）、施施工时间间应尽量量避免交交通高峰峰期，缩缩短混凝凝土运输输时间。（2）、沿沿途十字字路口、拐拐弯处提提前和交交警联系系，并设设专人指指挥、协协调疏导导车辆。（3）、加加强调度度协调，避避免运输输车在施施工现场场等待时时间过长长。（4）、混混凝土输输送泵尽尽量采用用直管，不不宜铺设设过长，以以免发生生堵管现现象，发发生堵管管时，维维修时间间不宜过过长，必必要时及及时采用用备用管管道。（5）、对对输送管管道用保保温材料料进行包包裹。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脚脚手架做做骨架，外外套采用用棉棚布布、单 棚布一一层。棉棉棚布按按暖棚布布尺寸及及相互搭搭接减小小漏风的的要求进进行特殊殊加工，棚棚布中均均夹杂毛毛毡，毛毛毡厚度度为1.5cmm，棚底底为现浇浇支架的的木板、铁铁皮共同同构成的的保温层层组成。箱梁混凝土土浇筑前前，需对对暖棚进进行预热热，始终终保证棚棚内最低低温度不不低于110，同时时除了对对混凝土土输送管管道进行行加热外外，用采采用温度度不低于于10的砂浆浆润湿管管道，清清理模板板内杂物物，用温温水清洗洗，模板板、钢筋筋、管道道经过预预热，表表面温度度在5以上。混混凝土灌灌注应分分层分段段进行，桥桥面应根根据

18、混凝凝土灌注注顺序及及时进行行覆盖。采采用插入入式振捣捣器时，特特别注意意钢筋密密集的底底层跟部部的振捣捣，避免免管道碰碰坏。已浇筑层的的混凝土土在未被被上一层层混凝土土覆盖前前不应低低于2，采取取加热养养护时，养养护前的的温度也也不得低低于2。混凝凝土温度度控制由由质检工工程师和和试验室室共同分分工负责责。（2）桥墩墩砼灌注注桥墩施工时时，保温温棚由棚棚布和脚脚手架共共同组成成，其温温度控制制和砼施施工工艺艺可参照照箱梁砼砼的施工工。4、混凝土土的养生生及温度度测试（1）混凝凝土养生生混凝土浇筑筑完后，及及时覆盖盖暖棚，通通过燃烧烧无烟煤煤火炉对对梁底、腹腹板加热热进行保保温养护护，无烟烟煤

19、炉的的布置根根据暖棚棚空间所所需的热热量进行行计算。根根据计算算，我们们在侧模模下方共共放置了了20个炉子,同时根根据温度度变化增增减取暖暖设备（炉炉子或者者热风机机）。由于大气温温度较低低，棚内内外温差差悬殊，棚棚内底部部与顶部部温差也也较大，按按设计要要求棚内内温差不不大于110，为达达到此目目的，可可在棚内内空间设设置两道道温度屏屏障，以以减弱空空气在竖竖向的对对流速度度，。当混凝土强强度大于于30%设计强强度后，方方可停止止供热保保暖，但但大棚内内降温应应满足冬冬季施工工规范的的要求，即即降温速速度每小小时不大大于10。混凝土拆模模时，环环境温度度与梁体体温度差差应小于于15。桥墩的养

20、生生中的升升温-恒温-降温参参照箱梁梁的养生生要求，根根据目前前钻孔桩桩及征地地拆迁进进度，预预计共有有70个桥墩墩需冬季季施工，桥桥墩强度度达到设设计强度度30%以上后后（养护护两天），桥桥墩暖棚棚按照降降温要求求降温，当当暖棚内内温度与与环境温温度差小小于10时拆除除暖棚，当当桥墩温温度与环环境温度度差小于于15后，拆拆除桥墩墩模板并并用塑料料薄膜包包裹继续续养生。（2）温度度测试混凝土冬季季施工过过程中，由由试验室室（负责责搅拌站站、混凝凝土）和和质检工工程师（负负责梁体体温度控控制）按按时测量量水、骨骨料，混混凝土出出罐、入入模测量量四周的的温度以以及混凝凝土温度度变化情情况，尤尤其注

21、意意混凝土土养生期期的温度度观测：测温仪器器：外界界气温和和棚内气气温均用用自动温温度计记记录仪观观测，混混凝土出出罐、入入模温度度用旁通通温度计计测试，箱箱梁内各各观测点点温度用用多头温温度仪测测试。观测点设设置：在在浇筑后后的混凝凝土上设设测温孔孔，测温温孔位置置设在腹腹板通风风孔和梁梁底泄水水孔位置置，每联联箱梁设设12个测温温点。分分别设在在腹板、底底板、顶顶板。要要求各侧侧点温度度接近。测温时间间大棚内各观观测点，自自混凝土土浇筑完完毕时间间算起，每每隔2小时测测一次温温度，外外界气温温在每天天7时、12时、16时和24时4个时间间进行记记录。具体做法法A、对测温温孔进行行编号，并并编制测测温孔布布置图以以备查。B、测温时时，温度度计与外外界气温温隔离，避避免冷空空气影响响，温度度计在孔孔内停留留时间在在3miin以上。C、设专人人负责测测温工作作，当发发现温度度发生异异常变化化时，立立即向有有关人员员汇报，