预制箱梁冬季施工质量控制

浅谈预制箱梁冬季施工质量控制
摘要：本文以石武铁路客运专线施工为例，通过分析箱梁冬季施工的特点和难点，阐述了箱梁冬季施工的质量控制注意事项，供相关人员参考。

关键词：石武铁路客运专线；箱梁预制；冬季施工；质量控制中图分类号：o213.1 文献标识码：a 文章编号：
一、工程概况
中铁十一局集团祁家湾制梁场承担石武铁路客运专线湖北段tj ⅱ标箱梁预制任务484榀。

按照合同工期的要求，祁家湾制梁场冬季施工不可避免，必须做好冬季施工质量控制措施，确保箱梁质量满足验标要求。

二、冬季施工的确定
《客运专线预制梁暂行技术条件》规定：“当昼夜平均气温低于5℃或最低气温低于-3℃时，应采取保温措施，并按冬季施工处理”。

祁家湾制梁场位于湖北省武汉市黄陂区祁家湾镇，湖北省境内属北亚热带季风型大陆性半湿润气候，冬季受西北冷气团影响，夏季受东南、西南季风控制，具有冬冷夏热、冬干夏湿、温和多雨、无霜期长、光照充足的特征。

全年平均气温在16～18℃之间，最冷月（一月）平均气温为2～4℃，极端最低气温为-12℃至-18℃。

冬季施工起讫日期大约在12月15日～3月15日，冬季总天数约120天。

三、冬季施工特点及难点
冬季混凝土特点：温度在0～4℃时，混凝土凝结时间比15℃延长3倍。

温度降到0.3～0.5℃时，混凝土开始冻结，反应停止，温度降到-10℃时水化反应完全停止，混凝土强度不再增长。

在负温条件下，混凝土中的水结冰，体积增加9%，硬化的混凝土结构遭到冻胀破坏。

冬季施工安全、质量风险大。

天气寒冷、场地结冰、升温取暖等方面易引发安全事故。

防寒保温稍有疏漏会产生混凝土冻胀、裂缝（纹）、结构疏散、表面泛霜等质量问题，而且质量问题具有隐蔽性和滞后性。

冬季施工成本投入高。

冬季施工需要从混凝土原材料开始至孔道压浆完成的全过程实施防寒保温，这些措施需投入大量的保温材料、设施、设备和能源。

施工生产效率低下。

寒冷气候条件劳动生产率大幅下降，防寒保温消耗工时多，混凝土强度增长慢等因素造成生产效率低下。

四、冬季施工质量控制
（一）原材料
1、砂、石料:冬季施工期间，料源地砂石料无法水洗，质量难以保证，在天气变冷前要多进砂石料，以保证冬季施工的需要，同时，骨料棚采取防风雪措施。

当气温在0℃～-5℃时，在骨料棚生加热炉或混凝土灌注前6小时开始用热水清洗砂石料，使用前测试砂石料的温度，保证在5℃以上。

2、拌合用水:水采用在蓄水池加热，水加温不超过80℃，蓄水池的水不加满，留1m高的空间，同时应保证水温在施工过程中相对稳定以便于施工控制，保证混凝土质量。

3、粉煤灰、矿粉和外加剂：不做加热处理，采取在存储罐外包裹保温棉被等措施，同时避免与加热水直接接触。

4、钢筋和预埋件的焊接:钢筋及半成品存放时必须下垫上盖，禁止将钢筋直接存放在结冰的地面上;钢筋和预埋件的焊接一般在白天气温较高时进行，气温低于-10℃，不得进行钢筋和预埋件的焊接作业;焊接后的接头严禁立刻放到地面上接触冰雪，必须放在下面垫有枕木钢筋加工棚内，等接头完全冷却后才能搬运到外面。

（二）混凝土工程
混凝土原材料使用时的温度可根据热工计算和实际试拌情况确定，对混凝土搅拌站、输水管、送料带、混凝土罐车、混凝土输送泵和布料机管道采取遮蔽、包裹等保温措施，加快混凝土灌注施工速度，减少混凝土施工过程中的热量散失。

1、混凝土搅拌
实施冬季混凝土搅拌工艺，严格控制混凝土的配合比和坍落度，采取防冻保温措施确保混凝土质量。

储料斗每次开盘前均需检查，清除斗内冰雪。

混凝土浇筑完后，将斗内多余的砂石料全部放出，运回砂石料棚。

将混凝土搅拌主楼全部采用彩钢瓦房封闭，防止搅拌机受冻。

冬季拌制混凝土时，先用热水或蒸汽预热搅拌机，加温拌合用水。

搅拌时，先向搅拌机投入细骨料、水泥、矿物掺合料和外加剂，搅拌均匀后，再加入所需用水量，待砂浆充分搅拌后再投入粗骨料，并继续搅拌至均匀为止。

上述每一阶段的搅拌时间不宜少于30s，总搅拌时间不宜少于2min，也不宜超过3min。

试验室定期观测拌和用水加热温度、混凝土出料及入模温度，并观测运输、施工等温度损耗，若入模温度达不到要求，后台调整水温及其他保温措施，确保满足混凝土拌合物的入模温度不得低于5 ℃的规范要求。

2、混凝土输送
混凝土施工过程中，用保温材料包裹搅拌车及混凝土输送管道。

混凝土运输到布料机下，通过混凝土输送泵和布料机输送到下灰点。

泵管每次开盘前均要仔细检查，将磨损大的泵管和管卡、胶垫更换，防止浇筑过程中发生爆管事故。

泵管外先裹一层麻袋片，再用棉被覆盖来保温。

3、混凝土浇筑
浇筑混凝土前，应先清除模板及钢筋上的冰雪和污垢。

如遇气温变化，应及时用篷布遮盖好，并用蒸汽加热，使模板温度不低于5℃，在加热过程中，安排专人观测温度，并详细记录，达不到5℃不得浇筑混凝土；在浇筑过程中，为保持这个温度，一直对模板进行蒸汽加热。

浇筑混凝土应选择在天气暖和的白天进行，一般在上午10点左右进行浇筑， 16点左右结束。

当环境温度低于-10℃时，不得开盘浇筑混凝土。

混凝土浇筑至顶板时采用边浇筑边罩养护罩，防止混凝土受冻，当梁体上部混凝土覆盖时，下部混凝土温度不低于5℃。

（三）混凝土养护
由于武汉地区冬季平均气温偏低，为了满足工期要求，需采用蒸汽养护。

制梁台座保温养护棚采用新制顶面屋架，利用在屋架和外模外覆盖泡沫板的方法将整个箱梁及模板盖住。

梁体混凝土灌注完毕后，立即覆盖养护罩，进行蒸汽养护。

为保持整个箱梁养护温度一致，采用养护罩方案，合理布置蒸汽管道。

蒸汽养护注意以下几点：
1、布置温度测量点，以能测量出梁体各部位温度为宜。

2、安排专人按测温方案连续观测记录，升温阶段每0.5小时观测一次，恒温阶段每0.5小时观测一次并填写记录表。

及时绘制温度曲线图，当发现混凝土浇筑温度、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。

3、蒸汽养护分静停、升温、恒温、降温四个阶段。

混凝土蒸汽养护静停阶段：混凝土浇筑完成后，立即用蒸养棚将混凝土暴露面进行覆盖。

对箱梁端模用篷布包裹严密，同时将蒸汽管路连接好，静停期间，保证混凝土周围环境温度不低于5℃。

混凝土蒸汽养护升温阶段：静停时间达到4小时后，打开送气阀（可以调节送气量），对箱梁顶板、箱内和箱外进行供气。

在供气升温的时候，每0.5小时测量一次箱梁顶板、箱内和箱外的温度。

通过调节供气阀，保证升温速度不大于10℃/h，同时保证箱梁顶板、箱内和箱外之间的温度之差在15℃以内，升温时间为6小时。

混凝土蒸汽养护恒温阶段：在箱内、箱外和顶板的温度升至约33℃后，进入蒸汽养护恒温阶段。

恒温阶段每0.5小时测量一次顶板、箱内、箱外和混凝土的芯部温度，通过调节供气阀，保证顶板、箱内和箱外的温度不大于45℃，混凝土的芯部温度不大于60℃，同时保证箱内和顶板、箱内和箱外、混凝土芯部和表层之间的温差在15℃以内。

（恒温养护时间应根据梁体拆模强度要求、混凝土配合比及环境等通过试验确定）。

蒸汽养护降温阶段：通过调节供气阀，对箱梁顶板、箱内、箱外同时降温，降温阶段，每0.5小时测量一次顶板、箱内、箱外和混凝土芯部的温度，保证降温速度不大于10℃/h，同时保证箱内和顶板、箱内和箱外、混凝土芯部和表层之间的温差在15℃以内。

蒸汽养护期间及撤出保温措施时，保证梁体混凝土芯部与表层，表层与环境温差不超过15℃，从开始升温到降温结束整个过程中，梁体外两端与跨中及两侧，箱梁顶面与底面之间相对温差不宜大于10℃。

蒸汽养护结束后，立即进入自然养护，并按自然养护工艺办理。

蒸汽养护期间，若发现养护温度不能满足要求，立即采取多个电热片加热，以调节养护棚内的温度。

拆除模板时特别注意环境温度与混凝土表面温度差不超过15℃时进行。

4、蒸汽养护的主要设备及设施
a、通过热工计算和蒸养工艺，按每天生产一榀梁来考虑，在梁场配备2台1t/h（1t/h的燃油锅炉额定功率为0.7mw)的蒸汽锅炉。

b、蒸汽管道布置：在混凝土箱梁的翼缘板和腹板外侧各布置1根管道，底板和台座之间布置2根管道共计4根蒸养管道。

c、养护棚：养护棚和支架配合使用形成蒸汽养护空间。

养护罩选择密封性能好，导热系数小，耐高温，不易吸水等性能的材料。

（四）孔道压浆、封锚
终张拉24小时后，切割钢绞线，即进行压浆。

压浆材料为防冻型灌浆剂。

压浆前要清除管道内杂物和积水。

在压浆施工时，设置专门的压浆台位，采用拌合水加热或通蒸汽，压浆的梁体四周采用篷布覆盖。

压浆及压浆后3天箱梁温度不得低于5℃。

压浆后在棚内正温下养护，此间可作封锚工作。

五、结语
针对冬季施工的特点和质量控制的难点，开展科技攻关活动，采取低温条件下质量控制有效技术措，有效避免了混凝土工程的冻胀、裂纹、结构疏散、表面泛霜等质量问题，确保了预制箱梁的施
工质量。