关于铁路连续梁冬期施工方法研究

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摘要：根据《铁路混凝土工程施工技术规程》（Q/CR 9207-2017）规定，当室外日平均气温连续3d低于5℃或者最低气温低于0℃时，混凝土（含砌体）施工应按照冬期施工办理。为满足工程建设的进度需要，有时不可避免地要进行冬期施工。针对北方地区铁路连续梁冬季施工，结合现场实际本文详细介绍大跨度连续梁采用暖棚法冬季施工工艺。

Abstract： According to the "Technical Regulations for Railway Concrete Construction" （Q/CR 9207-2017）， when the daily average temperature is lower than 5℃ for 3 consecutive days or the minimum temperature is below 0℃， the concrete （including masoy） construction should be done according to winter construction. In order to meet the progress requirements of the construction of the project， it is inevitable to carry out winter construction. In view of the winter construction of railway continuous beams in North China， combined with the actual site， this paper introduces in detail the winter construction technology of large-span continuous beams using the warm shed method.

關键词：混凝土冬期施工;蓄热法;暖棚法;大体积混凝土

Key words： concrete winter construction;thermal storage method;warm shed method;mass concrete

中图分类号：TV544+.91                                文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2019）11-0079-03

0  引言

目前铁路建设市场普遍存在工期紧，开通压力大的情况，铁路连续梁工期目标制约工程进度，这就要求部分连续梁需在冬季低温形势下进行施工。混凝土施工保温养护工作关系到铁路桥梁安全质量，本文主要从冬期施工暖棚法施工工艺以及施工安全性进行分析和探讨。

1  工程概况

周家村跨横河特大桥跨204国道连续梁工程为“40+64+40”m双线箱式连续梁，梁全长均为145.6m。全桥共9个节段支架现浇，其中第一现浇段为2×23m，第二现浇段为4×19.5m;第三现浇段为为2×9.7m;1个中跨合龙段，合龙段长度为2m。为确保铁路全线开通目标顺利实现，现浇连续箱梁需在冬季进行施工作业。

该工程地处山东省青岛市，青岛市属寒冷地区，又濒临黄海，兼备季风气候与海洋气候特点，冬季气温偏高，春季回暖缓慢，夏季炎热天气较少，秋季降温迟缓。青岛市年平均气温12.3℃，最热月出现在8月，月平均气温为25.3℃，极端最高气温为38.9℃;最冷月出现在1月，月平均气温为-0.9℃，极端最低气温为-16.9℃。最大冻土深度为0.7m。

根据青岛地区冬季气温情况，现浇连续梁采用暖棚法结合蓄热法进行梁体混凝土保温。

2  暖棚法结合蓄热法施工工艺

2.1 连续梁保温养护

连续梁混凝土养护采用顶面搭设暖棚、箱室内部设取暖器，侧模和底模外侧喷涂聚氨酯泡沫进行保温养护。连续梁模板顶板、腹板及底板分别埋设测温芯片，以电子测温仪进行测温，浇筑完成后开始测温，每4小时测温1次。

2.1.1 暖棚拼装

①暖棚顶面材料采用防火透光塑料板。暖棚框架采用镀锌方管，方管壁厚大于1mm，强度、刚度及稳定性满足要求。镀锌方管安装牢固，不晃动、不倾斜。

②暖棚安装形式为中间高2m两侧高1m圆弧形。

③镀锌方管布置间距纵向不得大于4m，横向不得大于2m。

④防火透光塑料板搭接长度不小于10cm。暖棚顶面防水透光塑料板拼接无错台、无缝隙。

⑤镀锌方管纵向与横向交叉处、竖向与横向交叉处焊缝必须饱满。

安全要求：

①安装保温棚前必须检查起重设备的吊钩、钢丝绳等，确认符合要求及进行试吊后，方可进行吊装作业。

②在保温棚安装过程中应派安全员全程盯控，并派专人指挥。当吊起、转向、走行、接近人员、下落时，必须鸣铃示警。吊装过程中保温板上严禁站人。吊装机械旋转半径下禁止站人。

③严禁在5级以上大风天施工。

④在施工现场严禁火种，并配备好相应的灭火器材。

⑤暖棚禁止重物撞击。

⑥搭设暖棚时，保证暖棚空气畅通，防止煤气中毒，暖棚搭设绑扎牢固。施工中经常检查，并采取可靠的防火，建立严格防火制度。

2.1.2 安装加热设备

①梁体顶部：选择桥梁自动养护蒸汽机放置梁顶面加热加湿，以保证棚内温度和湿度;

②箱室：在箱梁端头悬挂棉塑料布堵头，箱室内设4台取暖器+1台加湿器，以保证箱体内温度和湿度，专人检查保湿器中水位情况，箱内温度不得低于5℃，当低于5℃时增加取暖器数量。

安全要求：

①使用前应检查线路，发现可能引起火花、短路、发热和绝缘损坏等情况时，必须立即修理。②加热过程中派人看守，避免火灾发生。③养护蒸汽机安装牢固，禁止出现倾翻、漏水漏电现象。④在养护蒸汽机3m范围内禁止堆放易燃物品，并配备好相应的灭火器材。

2.1.3 喷涂聚氨酯泡沫

①外侧：两边侧模和底板外侧喷涂10cm厚聚氨酯泡沫。

聚氨酯具有较高的抗折断、抗撕裂强度和较好的耐磨性能和抗冲击性能，并具有良好的保湿隔热、保温性能和优良的耐化学腐蚀性能。聚氨酯保温材料与模板之间的粘结力大小直接影响其保温性能。聚氨酯作为一种强度极高的粘合剂，与水不发生反应。

②施工工艺直接关系着聚氨酯保温材料各项性能指标是否正常。在聚氨酯保温材料施工中，采用了双组分涂料喷涂系统。

③施工过程遵循的原则：喷涂聚氨酯保温材料前，应对喷涂的模板表面进行清理和干燥处理，并根据施工地区的气候条件、聚氨酯材料的特性进行喷涂工艺试验。

a）喷涂顺序。在喷涂聚氨酯材料时应按照自上而下或者自下而上的顺序进行施工，有效的控制喷涂质量。

b）分层喷涂。聚氨酯保温材料喷涂厚度为10cm。在施工中严格控制喷涂厚度，第一层喷涂厚度为15mm，第二～四层每层喷涂厚度20mm，第五层喷涂厚度25mm，喷涂分5层完成。聚氨酯泡沫每层喷涂完成后用钢针或直尺检查，厚度允许偏差为±5mm。施工过程中检查喷涂质量，外观平整、无脱落、无发脆、无开孔等现象。喷涂完的硬质泡沫禁止机械损坏，锐器损伤，重物撞击。

c）均匀喷涂聚氨酯材料。

d）聚氨酯泡沫材料在从原料桶内通过输送泵直到喷枪喷出前，需要将其控制在最佳反应的温度范围之间。

e）施工过程中要和化学品接触，在喷涂时还必须保持一定的压力和温度，施工人员必须遵循“安全第一”的原则。

2.1.4 温控量测

①混凝土内部温度监测选择埋设测温线，使用电子测温仪进行温度监测。大体积混凝土施工时，安排专人进行测温线的埋设。

②监测点的布置，应以能真实反映出混凝土浇筑体内最高温升、芯部与表层温差、降温速率及环境温度为原则。监测点的布置范围以所选混凝土浇筑平面图对称轴線的半条轴线为测试区，在测试区内监测点的布置应考虑其代表性按平面分层布置;布置应充分考虑结构的几何尺寸。

③连续梁每个现浇段设2个观测断面（梁端向内1m处，现浇段长度1/3处），每个断面6个测温芯片，分别在顶板、腹板和底板各设2个测温芯片。芯片埋设与混凝土面下5cm处、混凝土结构中心处。

④混凝土浇筑体芯部与表层温差、降温速率、环境温度及应变的测量：在浇筑混凝土结束初凝后每2小时量取梁体砼芯部温度、梁体表面温度、暖棚内环境温度;入模温度的测量，每工班不少于2次。

⑤混凝土浇筑体表层温度，宜以混凝土表面以内50mm处的温度为准。

⑥施工时，安排专人负责测温线的埋设、调试、保护、监测及数据分析工作，制定管理办法，落实责任人，绑扎钢筋时，固定测温线，并调试完毕，混凝土初凝后，即开始测温，每2小时测温一次。

⑦测温时按编号进行测设，做好记录。

⑧通过分析测温数据适当调整梁体内温度。

2.2 混凝土浇筑质量控制要求

①混凝土浇筑前，首先要去除模板和钢筋上的杂物，尤其是竖向构件底部的积雪和冰，必须再次在混凝土浇筑前检查是否已经清除干净，浇筑时间最好控制在9：00-15：00，确保入模的温度。

②浇筑混凝土前让暖风机开始工作，待混凝土与钢筋、模板介质间温差不大于15℃方可施工。灌注前，对混凝土接茬面、模板、钢筋进行适当覆盖保温，保证混凝土灌注环境温度。

③混凝土输送采用泵管，需用阻燃保温棉包裹严密，确保入模温度不低于5℃。

④混凝土分层浇筑，中途不得间断，每层浇筑厚度不得小于20cm，用振捣棒振捣严密。混凝土施工缝处浇灌前应用温水润湿冲洗干净。

⑤新浇筑混凝土与邻接的已硬化混凝土或岩土介质间的温差不得大于15℃，与混凝土接触的地基面温度不得低于2℃。

⑥混凝土养护期间，混凝土芯部温度不宜超过60℃，混凝土芯部温度与表面温差、表面温差与环境温度之差不宜大于15℃。

⑦结构或构件芯部混凝土与表面混凝土之间的温差、表面混凝土与环境之间的温差大于15℃时不得拆模，温差在10-15℃时，拆模后混凝土表面应采取临时覆盖措施。

⑧采用外部热源加热养护的混凝土，当养护完毕后的环境气温仍在0℃以下时，应待混凝土冷却至5℃以下且混凝土与环境温差不大于15℃时，方可拆模。

⑨冬期施工期间，混凝土强度达到设计强度的40%之前不得受冻;拆模后，不得影响和中断混凝土养护工作。当养生混凝土强度达到2.5MPa时松开内摸支撑，松开内模，拆除端模。按立模的逆过程进行，对称缓慢分级卸载，拆模时严禁剧烈冲击，损伤模板和混凝土棱角。拆模选择晴好天气，尽量避免选择恶劣天气和气温急剧变化的时间。

2.3 预应力张拉、压浆工程

张拉作业时采取在梁体上覆盖塑料布以及火炉加热进行预温，保证梁体及钢绞线温度不低于0℃，并提前准备好张拉设备机具，张拉设备的液压油更换为防冻液压油，张拉前提前预热张拉油泵油管，张拉前检查油表的灵敏性和读数的可靠性，刚开始张拉时缓慢送油，两端要同时进行张拉。张拉完成后在两天内进行管道压浆，水泥浆搅拌结束至压入管道时间间隔不超过40分钟。

纵向预应力管道较长，压浆前用养护蒸汽机辅助升温，提前对水加热到30℃左右，控制浆体温度在15℃以上，并防止温度过高对浆体造成影响。

综上所述，连续箱梁冬季大体积混凝土施工，在暖棚法和综合蓄热法结合养护的情况下，连续梁混凝土在5天内养护期内能够达到设计强度，混凝土冬期施工质量得到保证，满足质量目标要求。

3  冬季施工安全保证措施

为保障冬季施工的安全，在成立施工架子队时，设立专职安全人员，对施工现场的全部工作进行监督、检查，确保施工过程中无安全事故。将危险及隐患消除在萌芽中。

3.1 冬期施工安全教育

①开工前加强技术安全教育。根据批准的方案，有针对性的进行技术交底。

②对工人必须进行安全教育和操作规程的教育。

③特殊工种须持证上岗，定期复审。

④采用新设备、新机具。新工艺应对操作人员进行机械性能、操作方法等安全技术交底，培训合格后方可作业。

3.2 现场安全管理

①高空作业防滑、防坠落保证措施，严格按照要求做好临边防护。

②对现场易燃易爆物品（如氧气瓶、乙炔瓶）统一管理存放，并设立专人进行管理。

③划分安全区域，充分和正确使用安全标志，布置适当的安全标语和标志牌，各种施工机械均需挂设安全操作规程。各类材料按照事先规划的位置进行摆放。

3.3 冬期电气安全管理

①在冬季施工期间，应定期对现场所有动力照明线路，供配电电器设施进行检查，对存在线路老化、安装不良、瓷瓶裂纹、绝缘降低以及漏电等问题，必须及时更换处理。

②暖棚内由于有加湿器必须做好潮湿环境下用电设备的防水工作。

③配电箱及开关箱中至少设置一个到两个漏电保护器。

④在总配电箱及每个分级配电箱旁设置至少一个灭火器。

⑤所有的接电及用电检查工作必须由专职的电工进行作业，其他人严禁违规接电。

⑥专职电工加强每天对用电及线路的巡护，并做好记录。

⑦當天的施工结束时，应由专职电工负责对现场用电进行检查，并切断电源。

3.4 冬季机械设备管理

①进入冬季施工前应对机械设备全面进行一次检查，机械车辆防止受冻。对机械传动部位应及时检查，如有缺陷，及时维修、调整。

②对使用防冻液的机械、车辆，选择合适的防冻液和润滑油，及时更换、做好预防措施。

③冬季启动机械设备要确保慢速运转，待机械的各项指标正常后方能带负荷运转。

④现场手持电动设备要及时检修，加强覆盖。

⑤检查发电机有无漏油现象，发现异常及时更换。

⑥现场应备有备用机械，当机械无法正常启动或使用时，应及时更换上备用机械，防止关键施工部位中断施工。

3.5 消防安全

①工地建立防火责任制，职责明确。由项目部经理领导成立消防小组，确保24小时在岗，一旦出现问题，以最快速度赶往现场，将损失降到最小。②工地内易燃易爆仓库或场所应设置明显标志，严禁吸烟，对不再使用的易燃易爆物品应及时清理和处理。③仓库及宿舍严禁明火取暖，并应有防火监护措施。④在工地现场指定地点设置灭火装置（包括灭火器、消防沙、消防铲、消防桶等）由项目部安保部指定专人维修、保养，定期检查，如发现损坏应及时更换。⑤施工现场应布置专用的消防疏散通道，绘制消防疏散图贴在明显部位，并有专人监督检查。

3.6 其它安全措施

①冬季施工时，在上人梯及走道、坡道等地方要采用麻绳或防滑条等防滑措施。②现场施工用水完成后，及时清扫周围地面的积水，防止地面冻结;雪天后，立即组织人员扫雪，防止现场结冰。③成立专门应对冬季施工的安全检查队，由项目部及施工队的安全员组成，加强冬施期间各方面工作的安全措施情况的检查，消灭隐患。④现场做好对气温、风速的监测工作，恶劣天气严禁作业。

4  结束语

随着连续梁在铁路桥梁工程中的普遍应用，连续梁施工工艺越来越成熟，大体积混凝土冬期施工中也越来越多的使用暖棚法和蓄热法结合养护，同时也在实践中证明混凝土质量得到了保证。关于大体积混凝土冬期施工质量和安全控制仍需要不断的实践分析论证。

参考文献：

[1]于洪银.冬期施工暖棚法的应用[J].神华科技，2016，14（05）：67-68.

[2]夏勇.冬季施工监理工作探讨[J].四川水泥，2018（12）：269.

[3]王春艳，韩聪，周荷.谈混凝土冬期施工的质量控制[J].安徽建筑，2013，20（02）：85，131.

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