悬灌梁挂篮冬季施工
1．前言
随着我国西部开发交通基础建设力度 的 不断加强,大 跨度 箱形连续梁悬灌技术已在西部公路、铁路桥梁中得到较多应用.因工程建设的 需要,有些悬灌桥梁需要在冬季进行施工,在西部高原地区,冬季时间长、气候寒冷,如何做好悬灌梁冬季快速施工是一个需解决的 问题.雅江1号特大 桥是** 铁路控制性工程之一,主跨为72米+120米+72米单箱单室预应力混凝土连续梁,连续梁总长264米,单跨最大 长度 120米.施工中采用挂篮悬灌施工,实现了 冬季快速施工、梁体质量一两的 目标,探索出了 一套采用挂篮悬臂灌筑大 跨度 箱形梁冬季快速施工的 方法,取得了 显著的 经济和社会效益.
2．工法特点
挂篮冬季施工采用结构简单的 暖棚,节段箱梁底板及侧模钢模板面喷射覆盖具有阻燃隔热保温性能聚氨酯泡沫,模板外侧采用彩钢瓦进行封闭阻止外部冷空气直接与模板接触,挂篮及连续梁顶面采用棉被包裹防止冷空气进入及热量流失,箱梁空间内部采用火炉加热及蒸汽管路加温补充热量及增加湿度 .
3．适用范围
本工法适用于预应力混凝土连续梁、连续刚构桥悬臂浇筑冬季施工.
4．工艺原理
挂篮冬季施工采用结构简单的 暖棚,箱室内部布设蒸汽管路及其它加热设施,保证箱梁混凝土冬季施工所需的 温度 、湿度 等条件.
5.施工工艺流程及操作要点
5.1工艺流程
挂篮移动、调整、固定 进入下一梁段施工隔热模板移动就位，钢筋、预应力管道安装 混凝土浇注 保温棚内加热，梁体及保温棚内温度控制在15℃～25℃，混凝土养护7天 预应力筋张拉、压浆 封 锚 否 梁段施工完毕
5.2混凝土原材料：本连续梁混凝土由集中拌合站供应.原材料的 存放有专门的 储存暖棚,暖棚有帆布密封,棚内生火炉升温,棚内温度 不低于10℃,新进来的 粗细骨料直接运进暖棚内预热达到适宜温度 ,在拌合站旁边修建水池,水池中的 水利用电加热管加热,随着温度 的 变化,及时调整拌合水温,水温由热工计算确定,加热后的 水温不高于80℃.外加剂容器进行包裹保温.
5.3混凝土的 生产和运输：(1)原材料保温是第一步,混凝土施工前,必须根据热工计算结果进行试拌,确定水和骨料需要预热的 最高温度 ,保证混凝土的 入模温度 符合要求,满足混凝土的 出机温度 不低于15℃.拌制混凝土时水泥不能与热水直接接触,搅拌机投料顺序为先将沙、石、水,充分搅拌后,再投水泥搅拌,搅拌时间在120-150s,根据热工计算和实测的 出机温度 ,调整拌合用水的 加热温度 ,确保混凝土的 出机温度 不低于12℃.满足混凝土设计强度 及使用性能的 条件下;应优先选用较小 的 水灰比和较小 的 塌落度 ,定时进行混凝土出机温度 ,拌合水温及骨料温度 的 检测控制,并做好记录以便及时调整.(2)采用有保温罩的 混凝土搅拌罐车运输混凝土,混凝土的 所有输送环节都要考虑保温效果,控制混凝土的 入模温度 不低于5℃.
5.4箱梁保温
紧贴梁体侧面、底面模板外表面设置保温隔热层(喷射20厘米厚聚氨酯硬泡),使模板与外界空气形成一隔离层,起到隔热保温的 效果;再用保温帘布包裹整个箱梁节段形成保温棚,混凝土浇筑完毕后,密封严实,向保温棚内输入蒸汽,进行蒸汽养生;
LSS型燃油（气）锅炉 已拆模段， 采用塑料布包裹，外侧 覆盖棉被 彩钢瓦 菱形挂篮各操作平台 均设篷布挂点 钢管均布ф3～5mm出气孔 菱形挂篮蒸汽暖棚设置纵断面图 梁体模板焊接钢筋，作为挂设支点
彩钢瓦 菱形挂篮蒸汽暖棚设置横断面图
箱室内用火炉加温,确保温棚内温度 稳定在15℃～25℃.在悬灌梁箱室内使用火炉,因箱室内没有可燃物,不会出现火灾情况,相比其他加热设施费用较低,煤块炉的 烟筒顺着泄水管伸出梁面约1.5 米左右,既保证了 箱室内温度 又不会散失热量.
挂篮保温棚外形图
箱梁顶面保温：梁顶面用土工布或者棉被覆盖,尽可能减少热量损失,在箱室内用火炉加温,设专门值班人员测量控制梁顶面、保温棚内温度 ,火炉加热时为避免可能导致的 空气干燥、梁面出现裂纹,根据情况加水在土工布上养护.
梁体侧面、底面的 保温：在底模及侧模外表面喷20厘米 厚的 聚氨酯硬泡保温隔热层.该材料特点：导热系数低、隔热保温及防水性能好,阻燃性好,无氟发泡,环保;粘结能力强,能在混凝土、钢材等表面粘结牢固;无空腔、无接缝,将外围护结构完全包裹,实现完全密封,抗风性能好;尺寸稳定,具有一定的 弹性变形能力;聚氨酯是惰性材料,与酸和碱都不发生反应 ,可保持材料性质及保温性能恒定;聚氨酯硬泡隔热层施工效率高、进度 快、质量好.
聚氨酯硬泡 喷射聚氨酯硬泡模板
5.5孔道压浆
当梁体混凝土强度 和弹性模量达到设计要求,才能进行预应力的 施工.预应力张拉完成后尽快压浆.一般在上午大 概十点左右进行孔道压浆施工,施工时间一般一个多小 时,中午是一天气温最高的 ,浆体容易凝固.箱室内用火炉加温,梁顶面用棉被覆盖防止浆体受冻.
制浆要求：要减少浆体泌水,水泥浆的 技术条件要求为：水灰比采用0.3—0.35,一般控制在0.33 以下;采取水温30 度 左右的 热水制浆;水泥浆流动度 应控制在14～18 秒之间;浆体泌水率最大 不得超过2%;压浆时浆体温度 控制在30度 左右;冬季施工,在浆体内添加高效减水剂,降低水灰比,也可增加浆体内的 保水材料如粉煤灰和矿粉,减少浆体泌水率.
制浆设备要求：减少浆体泌水率对压浆设备进行选用,使浆体具有很好的 流动性和低泌水率,搅拌采用能制备具有胶稠状水泥浆的 搅拌设备,搅拌转数不小 于1400 转/分钟.
5.6防止混凝土开裂
西藏地区冬季施工时由于环境气温过低,混凝土表面散热速率加快,从而导致混凝土内外温差急剧增大 ,中心温度 高,表面温度 低,容易造成混凝土表面与内部形成的 温差裂缝,甚至形成贯通裂缝.因此混凝土内部及环境温度 的 监控是关键,需要对温度 进行监控,温度 监控主要对保温棚内温度 、混凝土入模温度 、混凝土芯部温度 和表面温度 的 监控.保温棚内温度 的 监控,混凝土施工前提前在保温棚内升温,刚浇筑完混凝土必须每一个小 时对棚内的 温度 测一次;混凝土入模温度 的 监控,对每盘混凝土记录出机温度 ,运输到灌注点再进行温度 测量,在满足混凝土入模温度 的 要求下,不要太高,有利于降低混凝土芯部温度 ;为了 测量混凝土芯部温度 和表面温度 ,在箱梁混凝土腹板位置设二个测温断面,根据混凝土芯部和表面温度 ,调整棚内温度 将混凝土芯部、表面温差控制在15 度 以内,确保混凝土不出现裂纹.
5.7温度 检测及监控
⑴气温的 测量,每昼夜8、12、14、20点共测4次. ⑵对拌和材料和防冻剂温度 的 测量,每工作班不少于3次. ⑶对出搅拌机的 时砼拌和物的 温度 ,至少每2h测量一次. ⑷对灌筑前和振捣完毕的 温度 ,至少每2h测量一次.
⑸对养护期间砼温度 的 测量：在终凝前,前三天每2h测一次,以后每昼夜进行2次测温. ⑹在超过养护期后,砼温度 可以在气温发生大 变化时抽测.
⑺为了 测量砼内部的 温度 ,应在浇灌砼时预埋一些一端封的 闭温管,并立即加以覆盖,以免受外界气温影响,温度 计在管中停留5分钟,然后取出,迅速记下温度 .
⑻测温孔应设在砼温度 较低和有代表性的 地方.
⑼所有测温孔应编号,应绘制测温孔布置图.测温人员应同时检查覆盖保温情况,并了 解结构的 灌筑日期、养护期限,以及砼的 允许最低温度 .如发现问题,应立即通知有关人员,以便及时采取措施,加强保温或局部进行短时加热.
6.材料与设备
6.1保温材料 1) 保温材料的 选择
冬季施工所用的 保温材料要求其保温性能好、价格便宜、就地取材.常用保温材料,根据其使用部位大 致分为：
a、模板的 保温：使用质轻、防火、保温性能好的 聚苯乙烯泡沫板、岩棉等. b、混凝土表面覆盖保温：选用隔气性能好的 塑料薄膜、保温性能好的 棉被. c、风挡、暖棚保温：选用彩钢瓦及泡沫板. 2) 保温材料数量 序号 1 2 3 材料名称 水箱 蒸汽锅炉 彩钢瓦 单位 个 个 米2 数量 4 6 650 规格 备注 挡风
4 5 6 7 再生塑料布 岩棉被 温度 计 泡沫板 米2 米2 个 米2 1200 1200 50 650 0.2米米厚 1.0米×2.0米 -20~100℃ 2000瓦 覆盖保温 覆盖保温 测温 隔热保温 6.2热源设备
蒸汽锅炉、管道;电加热管;火炉.
7．质量控制
7.0.1落实施工过程各环节的 防寒保温措施,严格温度 监测制度 ,认真落实质量责任制. 7.0.2准备充足的 防寒保温物资设备,供暖用设备要有足够大 的 功率,要有备用的 能源和电源.
7.0.3加强施工设备的 维护保养,确保施工各环节顺利进行.施工前对搅拌设备、运输罐车、混凝土泵及管道用热水或蒸汽进行预热,施工完毕后,进行认真清洗并将余水排放干净.
7.0.4经常检查暖棚的 密封情况,检查供暖设备的 完好情况,检查施工设备的 防寒保温情况,发现问题及时处理.
7.0.5加强混凝土养护工作,保证混凝土养护环境足够的 湿度 ,保持混凝土表面湿润,防止混凝土失水过快引起混凝土表面裂纹.
7.0.6严格控制混凝土水灰比,掺入减水剂等外加剂,加强振捣,提高混凝土结构的 致密性,控制养护过程中混凝土结构内外温差(小 于15℃),防止水分转移造成混凝土结构疏散.
7.0.7冬季施工钢筋焊接质量的 好坏直接关系到工程结构的 安全.冬期进行钢筋焊接影响因素较多.钢筋焊接前必须根据当地施工条件、气温状况进行试焊.试焊时先根据气温状况调整焊接参数及焊接气.焊接参数和气确定后再进行试焊,试焊的 焊件送试验室试验,合格后再进行批量焊接.风力超过四级时,应采取挡风措施.焊后未冷却的 接头应避免碰到冰雪.
7.0.8砼灌注前,对模板进行加热,使模板温度 不低于5℃.
7.0.9拌合站暖棚内生火炉保温,保证棚内室温不低于10℃.水泥只保温,不加热.拌制混凝土前,用热水洗刷拌和机鼓筒.当加热水不能满足拌和温度 时,可再将骨料均匀加热,砂石材料加热以满足混凝土灌注初温为前提,以热工计算来确定加热的 材料及其温度 ,砂石骨料的 加热温度 控制在50℃以内,水的 加热温度 控制80℃以内.加热后的 水和砂石先拌均匀,再加水泥,以免水泥与热水直接接触.拌和时间较常温施工延长50%左右.
7.0.10混凝土罐采用特制材料包裹保温.
7.0.11混凝土入场温度 不低于10℃,入模温度 不低于5℃.
7.0.12养护：悬灌段单侧各配置一台LSS型燃油锅炉,悬灌端蒸汽暖棚采用彩钢瓦封闭覆盖;悬灌段混凝土浇筑完毕后,封闭连接部位的 缝隙,进行蒸汽养生;混凝土强度 达到张拉强度 后,打开上层篷布,进行张拉、注浆作业,然后封闭上层棚布,继续进行蒸养,加快注浆养生;对于已拆模段,采用塑料布包裹,外侧覆盖棉被继续养生.
7.0.13混凝土拆模：拆除模板,砼强度 必须满足抗冻要求,同时要求达到设计强度 40％以上;冬期拆除模板时,砼表面温度 和自然气温之差不应超过20℃.
7.0.14混凝土试件和强度 检验：砼浇筑过程中,预留砼试块,注意保温防冻,通过检测砼试块3d、7d强度 来推算施工现场砼强度 .
大跨度箱形悬灌梁挂篮冬季施工方案[优质工程案例]
