混凝土箱梁冬季施工及养护论文

1 混凝土箱梁冬季施工及养护 摘要摘要：通过对混凝土连续箱梁冬季施工实践，结合热工计算理论；论证冬季混凝土施工养 护的必要性和可靠性。 关键词：关键词：混凝土箱梁热工计算 冬季施工 一、工程概况 黄龙村大桥主桥上部结构为纵、横、竖三向预应力钢筋混凝土连续 T 构，位于河南省三 门峡市，共设计 3 跨。跨径组合为 48m+80m+48m。变截面连续箱梁，跨中梁中心高 3.85m， 支点梁中心高 6.65m，单幅宽 13.4m，节段长度为 2.7m、3.1m 和 3.5m 三种，箱室宽 6.7m， 顶板厚度 40-50cm，按折线变化，底板厚 40-100cm ,按直线线性变化，腹板厚 90cm-60cm、 60cm-48cm 按折线变化，为单箱单室型式。利用菱形挂蓝逐块悬臂施工。为保证工期，上部 箱梁部分要经过冬季施工期，因此必须采取可靠的冬季施工养护措施。 二、混凝土的冻害 冬季施工中，新浇混凝土如果遭冻，由于拌和水结冰，其体积增加约 9。同时，水泥 的水化作用也停止。 在恢复正常温度以后，水泥浆体中的孔隙率将比正常凝结的混凝土显著 增加，从而使混凝土的各项物理力学性能全面下降。有时冬季浇筑的混凝土块体，措施不利 时，顶面可能早期受冻，在浇筑上一层混凝土时，下面的受冻混凝土处理不彻底，也能形成 受冻夹层。此外，混凝土早期受冻对其抗拉强度、抗压强度、抗渗性能、以及钢筋与混凝土 的粘结强度、后期抗冻融能力等都有一定影响。因此，混凝土的耐久性受到严重损害。 三、混凝土的抗冻要求 混凝土的强度降至 0前，其抗压强度不得低于抗冻临界强度。所谓抗冻临界强度是指 新浇筑混凝土在受冻前达到某一个初始强度值，然后遭到冻结，当恢复正温养护后，混凝土 强度仍会继续增长，经 28 天标准养护后，其后期强度可达设计标准值的 95以上。具体规 定为：硅酸盐水泥或普通水泥配制的混凝土抗冻临界强度为其设计强度的 40，矿渣水泥 配制的混凝土为其设计强度的 50。 四、混凝土的防冻措施 一、原材料质量控制 1.水泥。 水泥选用普通硅酸盐水泥， 注意到其中掺合材料对混凝土抗冻、 抗渗性能的影响， 采用 425 号水泥。 2.骨料。粗细骨料放置于防风、防雨的棚内，保证骨料清洁，不得含有冰雪冻结物及易冻 裂的矿物物质，其他指标满足客运专线高性能混凝土暂行技术条件的要求。粗细骨料拌 合前置于暖棚内，暖棚内温度不低于 5。 3.外加剂。 在冬期施工期间， 选用具有防冻性能复合减水剂， 其各项品质指标均应满足 客 运专线高性能混凝土暂行技术条件的要求。严禁使用含氯盐类防冻剂，严禁施工单位在施 工现场自行将减水剂与防冻剂混合使用。 2 二冬期施工混凝土配合比 冬期施工期间，由于环境温度较低，根据施工环境条件选择合理的冬期施工配合比，可 采取适当降低混凝土水胶比； 掺加有利于混凝土早期强度发展的掺合料 （如适当降低粉煤灰， 增加矿粉掺量） ，使用复合型防冻减水剂等技术措施。 三混凝土拌合和运输 1.混凝土搅拌在暖棚内进行，棚内设取暖措施，棚内温度不低于 10。 2.混凝土原材料使用时的温度根据热工计算和实际试拌情况确定， 确保混凝土入模温度 满足相关要求（5） 。主要措施采取以加热拌合用水为主，辅以骨料、外加剂保温，水的 加热温度控制在 80，以防止水泥发生假凝现象。 混凝土出机温度的分析计算公式 混凝土出机温度T1的确定，是根据已确定的混凝土浇筑温度Tp，再考虑混凝土出机后 在运输，倒运和浇筑过程中产生的温度损失，从而确定出混凝土出机温度。由于混凝土温度 损失随混凝土运输工具类型、运输时间、倒运次数及浇筑振捣时间和环境有关。据实测资料 统计，混凝土出机温度可采用下式计算： 1Pa TTT（1） 式中T1混凝土出机温度，； Tp混凝土浇筑温度，； Ta外界气温，。 为各种温度损失系数， 其值取决于倒运次数、 运输距离和保温条件。 在一般情况下， 装卸倒运一次，取=0.032，运输途中，At，t为运输时间（以 min 计） ，A值如表 1 所示。在浇筑过程中，取=0.003t，t为浇筑时间（以 min 计） 。 表 1A 值表 运输工具混凝土罐车容积（m3）A 自卸汽车1.00.0040 自卸汽车1.40.0037 自卸汽车2.00.0030 矩形吊罐0.30.0022 矩形吊罐1.60.0013 圆筒吊罐1.60.0009 双轮手推车（保温、加盖）0.150.0070 手推车（车身保温）0.750.0100 混凝土出机温度除满足混凝土浇筑温度，保证混凝土不早期受冻和防止产生温度裂缝 外， 也要满足施工上的可能性， 如混凝土出机温度过高或过低， 都会给施工带来不利的影响。 由于混凝土拌和时， 混凝土组成材料的温度一般要高于拌和楼或搅拌站的温度，在搅拌 过程中要有一部分热量损失。按出机温度要求，混凝土拌和温度按式(2)、式(3)计算： （2） 1 tTtt 混混内 3 （3） 式中t混混凝土混合材料混合温度，； t0混凝土出机口温度，； t内拌和楼或搅拌站内气温，； 温度损失系数，取 0.16。 混凝土拌和材料的实际混合温度t混可用热平衡原理计算。 （4） 式中 按施工配合比每立方米混凝土的水泥、 砂、 石、 水的重量， kg； 水泥、砂、石、水的温度，； 砂、石的含水率，%； C1水的比热容值，KJ/ kg K； C2冰的溶解热，KJ/kg； 当骨料（石、砂）温度0时，水的 12 4.2KJ/ kg K ,0CC；当骨料（石、砂） 温度0时，冰的 12 2.1KJ/ kg K ,335KJ/kgCC。 混凝土拌和物温度主要受混凝土出机温度控制。 当混凝土出机温度确定后，再考虑拌和 过程中热量损失，则各种拌和材料温度可按式（4）计算。 3. 搅拌时先投入骨料、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。搅拌时间较正常温度下延长 50%左右。 4. 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. 当拌制的混凝土出现坍落度减小或发生速凝现象时， 应重新调整拌合料的加热温度。 6. 混凝土入模前，采用专用设备测定混凝土的温度、坍落度、含气量及泌水率等工作 性能； 只有拌合物性能符合设计或配合比要求的混凝土方可入模浇筑。混凝土拌和物入模温 度不得低于 5。 四混凝土浇筑 1. 当环境温度低于-10时，不得进行混凝土施工。 2.浇筑前，清除模板及钢筋上的冰雪和圬垢。 3.新、旧混凝土施工缝的清理工作应符合下列规定： 当旧混凝土面和外露钢筋（预埋件）暴露在冷空气中时，应对距离新、旧混凝土施工缝 1.5m 范围内的旧混凝土和长度在 1.0m 范围内的外露钢筋（预埋件）进行防寒保温。 1 1 Tt t 内 混 1 0.924.2 cecesasaggwwsasaggsasasaggg tM TM TM TTMW MW MC W M TW M T 混 2 / 4.20.9 sasaggwcesag CW MW MMMMM cesagw MMMM、 cesagw TTTT、 sag WW、 4 当混凝土不需加热养护且在规定的养护期内不致冻结时， 对于非冻胀性地基或旧混凝土 面，可直接浇筑混凝土。 4. 混凝土浇筑应分层连续浇筑，分层厚度不得小于 20cm。并尽量缩短每层浇注的分段 长度，减小混凝土的散热面。 五保温措施及养生 （1）混凝土浇筑成型后，立即进行防寒保温，防寒保温措施分为蓄热法和外部热源加热法。 当室外最低气温高于-15时， 混凝土结构表面系数不大于 15m -1的工程应优先采用蓄热法进 行养护，但应保证混凝土结构小环境温度不得低于 5（本工程采用蓄热法保温） 。 （2）采用蓄热法时,对模板用保温材料包裹，顶面用保温材料覆盖,同时对结构的边棱角加 强覆盖保温,迎风面采取防风措施。 （3）当混凝土抗压强度达到设计强度的 30%，且高于 5MPa 后方可拆除模板，浸水冻融条件 下混凝土强度不得小于设计强度的 75%。 （4）安排专人对结构物进行温度测量，拆模时混凝土芯部与表面，表面与环境的温差不得 大于 15。当养护完毕后的环境温度仍在 0以下时，应待混凝土冷却至 5以下且混凝土 与环境温之间的温差不大于 15后，方可拆除模板。 （5）拆除模板时，一边拆除模板一边（内用塑料布外用棉被）对拆除部分包裹，包裹时间 自拆除模板时计不得小于 21 天。 （6）冬期施工不得直接洒水养护，宜喷涂养护剂或采取保湿增湿措施。 （7）模板拉杆孔道应进行封堵，防止水进入产生冻胀。 六预应力孔道压浆 1. 采用蓄热法保温，保证梁体温度在 5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要求不泌水，适当早强。浆体搅拌时，适当控制水温，水预热温度 不能影响到浆体稠度以及其他性能。水泥应保温，不得露天存放。浆体应采用 700 转/分钟 的高速搅拌装置，降低水灰比至 0.3 以下；可增加保水性材料（如粉煤灰、硅灰）减少泌水； 可添加高效减水剂降低水灰比，并适当掺加引气剂；应用毛细水泌水试验，检验浆体的泌水 性能。 3. 压浆前，孔道及两端必须密封，用高压水或高压风将管段内吹净，管道内不得存水。然 后进行压浆。 4. 压浆后三天内梁体及环境温度不得低于 5。预应力孔道内的浆液，其强度达到 25MPa 前，不得受冻。 七同条件养护试件制作 冬期施工的混凝土除应按规定制作标准混凝土试件外， 尚应根据养护、拆模和承受荷载 的需要， 增加与结构同条件养护的施工试件不少于 2 组。同条件养护试件的养护条件必须与 结构物的养护条件完全一致。 5 五、结束语 本文通过对黄龙村大桥冬季施工的具体实施过程， 论述混凝土的冻害、抗冻要求以及防 冻措施。结合热工计算分析理论，论述混凝土运输和拌和过程中温度的控制方法，并提出了 几点混凝土冬季施工及养护需注意的问题。希望为其他相类似的工程提供可参考的依据。 参 考 文 献 1 李东升，金正浩，苏加林，,程燕，王常义混凝土冬季施工M北京：中国水利水电出版社，2001.9 2 郑西铁路客运专线冬期施工指导性意见R 2006.11 3 屈高强PC 箱梁冬季施工养护中国公路学会桥梁和结构工程学会 2000 年全国桥梁学术会议论文集 C 北京：人民交通出版社，2000 4汝玉敏，盛焱，刘桢混凝土冬季施工方法及其应用J安徽水利水电职业技术学院学报，2004.6 5 吴均平高架现浇连续箱梁混凝土冬季施工技术J工程质量，2004.1 6杨民混凝土冬季施工应注意的一些问题J建筑与工程，2007 Construction and Maintenance of Concrete Box Beam in Winter Abstract：According to the construction practice of continuous concrete box beam for Zhengzhou Xian passenge