悬臂连续梁桥冬季施工工艺
文章针对京沪高速铁路跨独流碱河北大堤60+100+60m悬臂梁连续梁桥施工,从不同视角,挖掘施工工艺操作细节,为今后类似施工提供可操作性,具有一定的参考价值。
标签:连续梁;冬季;施工工艺
1 工程概况
新建京沪高速铁路跨独流碱河北大堤60+100+60m连续梁采用悬灌法施工,桥梁采用双线设计,线间距5m,梁体为单箱单室、变截面、变高度结构,单“T”构共分13个悬臂浇注节段,梁段最高为0#块处7.85m,最低为直线段处4.85m,箱梁顶宽12m,底板宽6.7m,顶板厚度40cm,底板厚度40~120cm,腹板厚60~100cm。
本桥为标段的控制性工程,依照施工计划安排,桥梁从9#块以后需进行冬季保温养护,以促进混凝土早强,加快节段施工进度。根据天津地区历年气温资料,初步判定11、12两月为本桥的冬季施工期,箱梁在此施工期间,需采取切实可行的施工方案确保工程质量、施工安全。
2 拌合站内冬季防护措施
2.1 原材料保温
2.1.1 砂子、石子等骨料必须存放在有遮挡冰雪措施的料区,料区的两侧和背面采用彩钢房板封闭,前面考虑到装载机进出料的需要而使用悬挂式蓬布封闭,存料区内骨料不得混有冰雪、冻块及易被冻裂的矿物质,如生产需要在露天料区直接取料上料,应去除表面结冻层。
2.1.2 盛装外加剂的容器置于拌合楼内部,聚羧酸系列外加剂对温度比较敏感,为防止意外,需在存储罐子及输送管外包裹保温材料,外加剂使用温度应达到20℃左右,注意日常的量测。拌合楼内采用暖气供暖,保持温度在10℃以上。
2.1.3 拌合用水采用锅炉加热,存储于水箱中,考虑到主要靠水温提升混凝土温度,拌合用水温度应不低于60℃,最高水温应根据气温及混凝土的出仓温度调整。
2.2 设备防护
拌合站(包括水箱、减水剂箱、混凝土输送泵)、砂石料斗、称量斗和皮带廊区域采用钢结构框架,彩钢房板搭棚全封闭保温,同时安装暖气片供暖提高棚温;对皮带提升机采用封顶保温;对于砂石集料斗则采用封闭至料斗腰部,并在
内部生炉子或通暖气的措施,从而有效地保证砂石料满足搅拌前的温度要求。砼运输罐车罐体外全部用保温护套包裹,罐车施工结束后必须用热水清洗。
3 混凝土的拌制和输送
3.1 混凝土搅拌
3.1.1 搅拌混凝土前,应先经过热工计算,并经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不低于5℃,环境负温时,混凝土的入模温度不应低于10℃。混凝土拌和温度的计算可根据《建筑工程冬期施工规程》(JGJ 104-97)附录B中的公式:
式中:
T0-混凝土的拌和温度(℃);
Ts、Tg、TC、TW-砂、石子、水泥、拌和用水的温度(℃);
mw、ms、mg-水泥、扣除含水量的砂及石子的重量(kg); c1、c2-分别为水的比热容和冰的比热容(KJ/kg·K),当骨料温度大于0℃时,c1=4.2,c2=0,当骨料温度小于等于0℃时,c1=2.1,c2=335。
根据去年我工区冬季施工经验,混凝土的拌合温度(出仓温度)均能达到20℃以上,能够满足冬期施工要求。
3.1.2 冬期混凝土宜选用较小的水胶比和较小的坍落度。当采用热水拌和时,冬季施工混凝土的投料顺序应进行调整,先投入砂石,再投水、外加剂,拌合均匀,温度一致后,投入水泥、矿粉、粉煤灰,充分搅拌。注意外加剂和水一起加入时水温不得高于70℃,否则易引起外加剂失效。控制拌合物的温度不超过35℃。搅拌时间应比常温搅拌延长50%。
3.1.3 搅拌混凝土前及停止搅拌后,应用热水冲洗搅拌机鼓筒。
3.2 混凝土输送
根据现场条件,箱梁悬臂浇注时,采用2台汽车泵对称进行浇注,最大不平衡重控制在20吨以内,泵管需采取适当材料包裹保温。
混凝土运输采用搅拌运输车运输,为减小混凝土运输过程温度损失,采取如下措施:(1)施工时间应尽量避免交通高峰期,缩短混凝土运输时间。(2)加强现场调度协调,避免运输车在施工现场等待时间过长。(3)混凝土浇筑选择在一天温度较高时段进行。(4)箱梁浇注期间拌合站应集中供应,不得分散供应,确保以最短的时间完成施工。
4 箱梁冬季现场施工方案
箱梁节段采用暖棚+煤炉的保温养护方法。养护时为减少热量损失,除外侧模及底模外,内模采用木模板,在外侧模及底模外面喷涂一层3cm厚聚氨酯塑料保温层。
4.1 暖棚搭设方案
暖棚的搭设充分利用现场的挂蓝、模板体系,在相应构件上焊接钢管或钢筋形成暖棚骨架,外罩一层蓬布+土工布(如图1、图2)。
4.1.1 外侧模
利用外侧模桁架形成骨架,防护材料从翼缘板下垂落至底板外侧,与外侧操作平台的护栏联结。
4.1.2 顶板
利用顶板穿设拉杆的桁架焊接接长骨架钢管,利用挂蓝菱形主桁架水平焊接骨架形成顶板位置暖棚骨架,骨架高度2m,以保证振捣施工的便利。
4.1.3 梁端
顶板骨架需伸出梁端约1.5m范围,防护材料从上垂下后与梁端底板处护栏联结形成封闭。
4.1.4 底板
在底板纵梁上焊接钢筋骨架,做成50cm高的保温空间,用蓬布包裹,形成独立的保温防护体系。
4.1.5 其它
为防止热量损失,影响保温效果,梁段与上一节段接头处采用竹胶板及方木檩条按照内膜尺寸要求进行全封闭,并预设过人洞,方便人员进行炉子的看护及对温度的监测。
各部位的暖棚骨架互不相连,互相间的缝隙通过“打补丁”的方式封闭,保证挂蓝走行、模板拆除时互不干扰,利用施工。4.2 合拢段保温养护方法同悬臂段,暖棚搭设方案与悬臂段稍有不同,如图3所示。
4.2.1 外侧模
利用外侧模桁架形成骨架,防护材料从翼缘板下垂落至底板外侧,与外侧操作平台的护栏联结。
4.2.2 顶板
利用顶板穿设拉杆的桁架焊接接长骨架钢管,利用挂蓝菱形主桁架水平焊接骨架形成顶板位置暖棚骨架,骨架高度2m,以保证振捣施工的便利。
4.2.3 底板
在底板纵梁上焊接钢筋骨架,做成50cm高的保温空间,用蓬布包裹,形成独立的保温防护体系。
4.2.4 内膜
合拢段内膜两头采用竹胶板及方木檩条按照内膜尺寸要求进行全封闭,并预设过人洞,方便人员进行炉子的看护及对温度的监测。
5 混凝土冬季施工温控措施
为了真实反映暖棚及梁体混凝土内部温度,每个箱梁节段埋设4个测温点,分别布置在底板、顶板、两侧腹板。
5.1 测温仪器的选择
芯部温度监控采用电子测温仪,外部及环境温度采用普通测温计,并根据混凝土温度和环境参数的变化情况及时调整。
5.1.1 测温仪器型号:JDC-2型便携式建筑电子测温仪
5.1.2 仪器主要技术指标:
①测温范围:-30℃~130℃;②测温误差:≤0.5℃(与测温探头配合);≤1.0℃(与测温线配合);③分辨率:0.1℃;④操作环境温度:-20℃~50℃;⑤显示方式:3.5位宽温型液晶显示屏。
5.2 测温传感器位置安装
5.3 混凝土的测温
派专人对混凝土进行连续测温记录,箱梁节段施工完成后,进行第一次检测,在混凝土温度上升阶段每1小时测温一次,混凝土恒温阶段每2小时进行一次测温,降温阶段测温次数不少于6次,混凝土拆模后可逐渐减少测温次数,同时测大气温度。混凝土芯部温度以4个测温传感器的平均值为芯部温度值,混凝土表
面温度以测温计的平均值为表面温度值。测温要认真填写测温记录,测温记录数据要齐全。
5.4 温控要点
混凝土冬季养护的温度控制主要体现在以下两个方面:
①控制混凝土内部最高温度,一般要求不大于60℃;②控制内外温差,混凝土内外温差不得大于15℃,拆模前表面与大气温差不得大于15℃。
5.5 其它要求
保温养护结束后,立即进入自然养护,并按自然养护工艺办理。自然养护时,梁体表面用土工布覆盖,并在其上覆盖塑料薄膜。养护用水与拌制梁体混凝土用水相同,水温与表面混凝土之间的温差不得大于15℃。梁体洒水次数以保持混凝土表面充分潮湿为度。当环境气温低于5℃时,梁体表面喷涂养护剂,采取保温保湿措施,禁止对混凝土洒水。
6 结束语
本文对连续梁冬季施工进行全面的阐述,从拌和站采取冬季措施及现场挂篮模板以及合拢段施工为重点控制,保证了连续梁的施工质量及安全,希望为以后类似工程提供参考和借鉴。
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