大體積連續(xù)箱梁混凝土冬季施工技術

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大體體積連續(xù)箱梁梁冬季施工技技術的制定和和實施的成功功經(jīng)驗，全面面敘述了箱梁梁冬季施工的的控制指標、熱熱工計算以及及保證措施，對對于類似工程程的冬季施工工具有一定的的指導和借鑒鑒意義。一、工程概況及及氣候條件天津濱?？焖佘壾壍澜煌ㄒ黄谄诠こ倘L45.4009km，自天津市市區(qū)中山門起起，途經(jīng)市區(qū)區(qū)、東麗開發(fā)發(fā)區(qū)、發(fā)電廠廠、軍糧城等等重要經(jīng)濟控控制點并最終終到達天津濱濱海新區(qū)休閑閑娛樂區(qū)。該該交通工程設設計為城市輕輕軌形式，為為天津市重點點工程，是聯(lián)聯(lián)系天津市區(qū)區(qū)和濱海新區(qū)區(qū)重要的交通通命脈。其中中我單位負責責XQk標段的施工工任務，本標標段里程為DK4+1105～DK11++055.66，主要分為為橋梁工程和和車站工程等等。全標段共共有橋梁79聯(lián)，鉆孔樁1375根，橋墩209個，承臺217個以及兩個個車站和部分分停車場出入入線的施工。其其中橋梁共計計4729..75延米，根據(jù)據(jù)已到位圖紙紙統(tǒng)計共有圬圬工數(shù)量76000余方。由于本項目工期期短受制約因因素多、技術術含量較高，為為力保全線按按期通車，業(yè)業(yè)主要求本項項目冬季安排排部分箱梁和和橋墩施工。箱箱梁高1.5m，每聯(lián)75m，混凝土368m3；橋墩高度10m左右，每個個橋墩砼方量量40m3左右?；炷涟柚撇捎糜米越ò韬驼菊荆韬驼久棵啃r供應能能力40m3/h以上，混凝凝土運輸采用用攪拌運輸車車，運輸距離離3公里以內(nèi)，混混凝土灌注采采用汽車泵灌灌注。箱梁模模板為大塊鋼鋼模板，底模模為1.4cm竹膠板。天津地區(qū)冬季最最低氣溫在零零下15℃左右，風力力按5級考慮，冬冬季氣溫一般般在-10℃以上。就本工程概況和和氣候情況看看，本項目冬冬季施工難度度較大，其主主要需要解決決難題和控制制點如下：1、箱梁單位工工程量較大，施施工時間長且且難度相對較較大，從而更更不利于冬季季溫度的控制制，且我公司司在北方地區(qū)區(qū)冬季施工大大體積混凝土土梁尚屬首次次，沒有可借借鑒的經(jīng)驗和和成熟的工藝藝。2、預應力箱梁梁由于其受力力的特殊性以以及壓漿、張張拉等工序較較多，對環(huán)境境溫度的要求求更高，因此此，在溫度控控制上更增加加了控制難點點。3、如何保證大大規(guī)模、大體體積的冬季混混凝土施工質(zhì)質(zhì)量穩(wěn)定、措措施可行、工工藝成熟是本本項目冬季施施工確保質(zhì)量量的關鍵。二、冬季施工控控制目標根據(jù)《建筑工程程冬季施工規(guī)規(guī)范》（JGJ1004-97）和《鐵路路橋梁施工規(guī)規(guī)范》結合本本項目特點，當當工地晝夜氣氣溫連續(xù)3d低于5℃或最底氣溫溫低于-3℃應采用冬季季施工措施，并并能滿足以下下目標：1、冬季施工的的混凝土在入入模后，混凝凝土強度未達達到設計強度度30%以前不得受受凍。2、混凝土出廠廠及入模溫度度在5℃以上。3、箱梁砼入模模時，模板溫溫度不低于2℃。4、從施工工藝藝及工期考慮慮，砼在10天內(nèi)達到設設計強度和彈彈模。5、孔道壓漿必必須保證在正正常溫度下進進行，其強度度在25Mpa前不得受凍凍。6、預應力鋼筋筋張拉溫度不不宜低于-15℃。7、雪天或施焊焊現(xiàn)場風速5.4m//s(3級風)焊接時，應應采取遮蔽措措施，焊接后后冷卻的接頭頭應避免碰到到冰雪。8、鋼筋焊接、加加工、張拉工工藝應按《建建筑工程冬期期施工規(guī)程》辦辦理。三、冬季施工有有關計算（一）、混凝土土攪拌、運輸輸、澆筑溫度度計算1、假定天津地地區(qū)冬期外界界溫度-5℃，混凝土入入模溫度按要要求不低于5℃，混凝土運運輸采用攪拌拌車運輸，則則混凝土在運運輸過程中的的溫度損失：：ts=（at11+0.0332n）（T1-Ta）ts—運輸過程程溫度損失a—溫度損失系系數(shù)，采用損損失系數(shù)為0.25t1—運輸?shù)綕矟仓臅r間，取0.3小時n—拌和物運轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)次數(shù)，取2T1—拌和物出出機溫度Ta—運輸時環(huán)環(huán)境溫度，取取-5℃所以，TS=（0.0755+0.0664）（T1+5℃）=0.1339T1+5℃故：混凝土澆注注時溫度（5℃）T2≤Ｔ１－ｔｓ即： Ｔ１-００.１3９Ｔ１-5℃≥5℃∴０.８6１Ｔ１≥10℃Ｔ１≥11.66℃?。裕保?1..6℃２、計算混凝土土拌和物溫度度根據(jù)以上計算，取?。裕保?1.6℃由公式：Ｔ１＝＝Ｔ０-０.１６（Ｔ０－Ｔ３）得：Ｔ０＝（ＴＴ１-０.１６Ｔｉ）÷０.８４＝11.9℃式中：T0—混混凝土拌和物物溫度T1—混凝土出出機溫度，取取11.6℃Ti—拌和機棚棚內(nèi)溫度，取取10℃3、假設水加熱熱至60℃，砂石料0℃，根據(jù)配合合比每m3混凝土用水水泥、水、砂砂，石用量分分別為543Kg、190Kg、639Kg、1088KKg，假定砂子子含水量4%，石子1%，根據(jù)公式式：T0=[0.992(MceeTce+MMsaTsaa+MgTgg)+4.22Tw(Mww-WsaMMsa-WggMg)+CC1(WsaMssaTsa++WgMgTTg)-C22(WsaMMsa+WggMg)]÷÷[4.2MMw+0.99(Mce++Msa+MMg)]㎏得T0=13..6℃＞11.9℃（能滿足要要求）式中T0—混凝凝土拌合物溫溫度（℃）；Mw—水用量（Kg）；Mce—水泥用用量（Kg）；Msa—砂子用用量（Kg）；Mg—石子用量量（Kg）；Tw—水的溫度度（℃）；Tce—水泥的的溫度（℃）；Tsa—砂子的的溫度（℃）；Tg—石子的溫溫度（℃）；Wsa—砂子的的含水率（℃）；Wg—石子的含含水率（℃）；C1—水的比熱熱容（KJ/kgg·K）;C2—冰的溶解解熱（KJ/kg）。當骨料溫度大于于0℃時，C1=4.2，C2=0。同以上計算，當當環(huán)境溫度為為-10℃時，T0應不小于18.8℃，此時假定定水、砂石料料加熱溫度分分別為70℃、5℃、５℃，根據(jù)公式式計算，得T0=18.99℃＞18.8℃滿足要求（二）砂石料暖暖棚耗熱量計計算假定砂石料保保溫棚溫度為為10℃，暖棚設計計為40m×440m×5mm。Q=MbK(ttb-ta)=Mb·K·ΔtQ——每立方米暖暖棚的耗熱量量Mb---表面面系數(shù)，即冷冷卻面與外部部度量暖棚的的體積之比；；為0.3。K—暖棚圍護結結構的平均傳傳熱系數(shù)（W/m·K）tb—棚內(nèi)溫度度（℃）ta—棚外大氣氣溫度（℃）,取-10℃。k=1/[0..043+aa1/λ1+a2/λ2+a3/λ3]=2.99式中：a1、aa2、a3分別是棉棚棚布、單棚布布和棉氈的厚厚度，λ1、λ2、λ3分別是各種種材料的導熱熱系數(shù)，取0.06。∴Q=0.33×2.9××20=177.4W∴暖棚每小時耗耗熱量Qh=Q×a××V=17..4×1.225×（40×400×5）=1740000W（相當于1500000大卡）（三）箱梁保溫溫棚的計算同砂石料暖棚的的計算（暖棚棚體積為10m×22m×80）:Q=MMbK(tb-ta)=Mb·K·Δt=1166W式中Mb為1，K為2.9，Δt為30℃。Qh=Q×a××V=69..6×1.225×（10×2××80）=1392200W(相當于1196886大卡)（四）拌合用水水用鍋爐的選選擇根據(jù)拌合站施工工能力，每小小時需要熱水水8噸，每次施施工需要70噸熱水，采采用預先加熱熱并儲存一定定數(shù)量（20噸）的辦法法，每小時需需供熱水5噸，選用CLHS00.47MWW-95/770Y型常壓熱水水鍋爐可滿足足要求。（五）橋墩養(yǎng)生生熱量計算同箱梁暖棚耗熱熱量的計算，按按橋墩高度12m計算(暖棚4m×4mm×13m))：Q=MbK(ttb-ta)=Mb·K·Δt=87WW式中Mb為1，K為2.9，Δt為30℃。Qh=Q×a××V=87××1.25××（4×4×113）=226220W(相當于19449大卡)四、混凝土施工工技術保證措措施1、混凝土的攪攪拌：（1）在混凝土土中摻加廣州州西卡天津分分公司生產(chǎn)的的HE-2000-C型防凍劑，C25、C30砼的摻量為1.55~~2.0%（-5，對攪拌站站主機采取擋擋風和保溫措措施，采用棉棉蓬布對砂石石料進行覆蓋蓋，避免砂石石料結冰。注：防凍劑經(jīng)天天津24站檢驗符合GB185588-20001標準。砼的配合比如下下：砼標號水泥砂子石子水防凍劑C50500676110417012.5C4040573111441658.1C3547268611191708.5C3044769711361706.7C2539571611691705.5（2）、攪拌站站蓄水池用保保溫材料覆蓋蓋并密封，熱熱水采用40萬大卡熱水水鍋爐（每小小時出熱水8噸）直接加加熱，加熱溫溫度控制在60℃以內(nèi)（環(huán)境境溫度-5℃以上時），當當環(huán)境溫度低低于-10℃，可將水加加熱到70℃，但此時混混凝土攪拌時時應將水和砂砂石料攪拌均均勻后方可投投入水泥，避避免水泥和熱熱水直接接觸觸。（3）、砂石料料場地分為保保溫棚和存料料場兩部分，保保溫棚采用大大型軍用帳篷篷，計劃40×400×5m大小，確保保存混凝土1500mm3以上的原材材料，帳篷內(nèi)內(nèi)采用煤爐加加熱保溫，確確保環(huán)境溫度度5℃以上，每次次混凝土施工工前5小時，對砂砂石料加熱。環(huán)環(huán)境溫度-5℃以下時，砂砂石料加熱到到0℃，環(huán)境溫度-5℃~-10℃時，砂石料料加熱到5℃），存材料料場40×400m，直接用帳帳篷覆蓋。（4）、攪拌站站蓄水池用保保溫材料覆蓋蓋并密封，熱熱水采用鍋爐爐直接加熱，加加熱溫度控制制在60℃以內(nèi)（環(huán)境境溫度-5℃以上時），當當環(huán)境溫度低低于-10℃，可將水加加熱到70℃，但此時混混凝土攪拌時時應將水和砂砂石料攪拌均均勻后方可投投入水泥，避避免水泥和熱熱水接觸。（5）、用保溫溫材料對攪拌拌站進行封閉閉，棚內(nèi)利用用熱風機配合合暖氣進行保保溫，棚內(nèi)溫溫度控制在10℃左右。技術術人員每小時時測量并記錄錄溫度一次。（6）、砂石料料保溫棚內(nèi)在在不同部位放放置不少于3個溫度計，工工地試驗室，拌拌和站技術人人員在施工期期間每小時對對保溫棚溫度度、砂石料溫溫度、水溫度度、混凝土拌拌和物溫度測測量一次，環(huán)環(huán)境溫度-5℃以下時確保保混凝土出料料溫度在18.8℃以上（環(huán)境境溫度-5℃以上出料溫溫度應在11.6℃以上）。（7）、試驗人人員每次根據(jù)據(jù)采用蒸氣保保溫后砂石料料的含水量調(diào)調(diào)整施工配合合比。（8）、為確保保冬季施工混混凝土的和易易性和流動性性，混凝土攪攪拌時間應不不小于2.5miin，但不宜大大于3min（9）、為提高高混凝土的早早期強度，混混凝土坍落度度控制在12cm~~14cm范圍內(nèi)，并并攙配高效減減水劑。2、混凝土的運運輸混凝土運輸采用用攪拌運輸車車運送，運送送距離3公里以內(nèi)，地地泵或泵車進進行混凝土的的灌注，為減減小混凝土運運輸過程溫度度損失，采取取了如下措施施：（1）、施工時時間應盡量避避免交通高峰峰期，縮短混混凝土運輸時時間。（2）、沿途十十字路口、拐拐彎處提前和和交警聯(lián)系，并并設專人指揮揮、協(xié)調(diào)疏導導車輛。（3）、加強調(diào)調(diào)度協(xié)調(diào)，避避免運輸車在在施工現(xiàn)場等等待時間過長長。（4）、混凝土土輸送泵盡量量采用直管，不不宜鋪設過長長，以免發(fā)生生堵管現(xiàn)象，發(fā)發(fā)生堵管時，維維修時間不宜宜過長，必要要時及時采用用備用管道。（5）、對輸送送管道用保溫溫材料進行包包裹。3、混凝土的灌灌注（1）箱梁砼灌灌注暖棚采用多功能能腳手架做骨骨架，外套采采用棉棚布、單棚布一層。棉棚布按暖棚布尺寸及相互搭接減小漏風的要求進行特殊加工，棚布中均夾雜毛氈，毛氈厚度為1.5cm，棚底為現(xiàn)澆支架的木板、鐵皮共同構成的保溫層組成。箱梁混凝土澆筑筑前，需對暖暖棚進行預熱熱，始終保證證棚內(nèi)最低溫溫度不低于10℃，同時除了了對混凝土輸輸送管道進行行加熱外，用用采用溫度不不低于10℃的砂漿潤濕濕管道，清理理模板內(nèi)雜物物，用溫水清清洗，模板、鋼鋼筋、管道經(jīng)經(jīng)過預熱，表表面溫度在5℃以上。混凝凝土灌注應分分層分段進行行，橋面應根根據(jù)混凝土灌灌注順序及時時進行覆蓋。采采用插入式振振搗器時，特特別注意鋼筋筋密集的底層層跟部的振搗搗，避免管道道碰壞。已澆筑層的混凝凝土在未被上上一層混凝土土覆蓋前不應應低于2℃，采取加熱熱養(yǎng)護時，養(yǎng)養(yǎng)護前的溫度度也不得低于于2℃?；炷翜販囟瓤刂朴少|(zhì)質(zhì)檢工程師和和試驗室共同同分工負責。（2）橋墩砼灌灌注橋墩施工時，保保溫棚由棚布布和腳手架共共同組成，其其溫度控制和和砼施工工藝藝可參照箱梁梁砼的施工。4、混凝土的養(yǎng)養(yǎng)生及溫度測測試（1）混凝土養(yǎng)養(yǎng)生混凝土澆筑完后后，及時覆蓋蓋暖棚，通過過燃燒無煙煤煤火爐對梁底底、腹板加熱熱進行保溫養(yǎng)養(yǎng)護，無煙煤煤爐的布置根根據(jù)暖棚空間間所需的熱量量進行計算。根根據(jù)計算，我我們在側(cè)模下下方共放置了了20個爐子,同時根據(jù)溫溫度變化增減減取暖設備（爐爐子或者熱風風機）。由于大氣溫度較較低，棚內(nèi)外外溫差懸殊，棚棚內(nèi)底部與頂頂部溫差也較較大，按設計計要求棚內(nèi)溫溫差不大于10℃，為達到此此目的，可在在棚內(nèi)空間設設置兩道溫度度屏障，以減減弱空氣在豎豎向的對流速速度，。當混凝土強度大大于30%設計強度后后，方可停止止供熱保暖，但但大棚內(nèi)降溫溫應滿足《冬冬季施工規(guī)范范》的要求，即即降溫速度每每小時不大于于10℃?；炷敛鹉r，環(huán)環(huán)境溫度與梁梁體溫度差應應小于15℃。橋墩的養(yǎng)生中的的升溫-恒溫-降溫參照箱箱梁的養(yǎng)生要要求，根據(jù)目目前鉆孔樁及及征地拆遷進進度，預計共共有70個橋墩需冬冬季施工，橋橋墩強度達到到設計強度30%以上后（養(yǎng)養(yǎng)護兩天），橋橋墩暖棚按照照降溫要求降降溫，當暖棚棚內(nèi)溫度與環(huán)環(huán)境溫度差小小于10℃時拆除暖棚棚，當橋墩溫溫度與環(huán)境溫溫度差小于15℃后，拆除橋橋墩模板并用用塑料薄膜包包裹繼續(xù)養(yǎng)生生。（2）溫度測試試混凝土冬季施工工過程中，由由試驗室（負負責攪拌站、混混凝土）和質(zhì)質(zhì)檢工程師（負負責梁體溫度度控制）按時時測量水、骨骨料，混凝土土出罐、入模模測量四周的的溫度以及混混凝土溫度變變化情況，尤尤其注意混凝凝土養(yǎng)生期的的溫度觀測：：①測溫儀器：外外界氣溫和棚棚內(nèi)氣溫均用用自動溫度計計記錄儀觀測測，混凝土出出罐、入模溫溫度用旁通溫溫度計測試，箱箱梁內(nèi)各觀測測點溫度用多多頭溫度儀測測試。②觀測點設置：：在澆筑后的的混凝土上設設測溫孔，測測溫孔位置設設在腹板通風風孔和梁底泄泄水孔位置，每每聯(lián)箱梁設12個測溫點。分分別設在腹板板、底板、頂頂板。要求各各側(cè)點溫度接接近。③測溫時間大棚內(nèi)各觀測點點，自混凝土土澆筑完畢時時間算起，每每隔2小時測一次次溫度，外界界氣溫在每天天7時、12時、16時和24時4個時間進行行記錄。④具體做法A、對測溫孔進進行編號，并并編制測溫孔孔布置圖以備備查。B、測溫時，溫溫度計與外界界氣溫隔離，避避免冷空氣影影響，溫度計計在孔內(nèi)停留留時間在3min以上。C、設專人負責責測溫工作，當當發(fā)現(xiàn)溫度發(fā)發(fā)生異常變化化時，立