悬灌梁冬季施工方案.docx
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悬灌梁冬季施工方案
60+100+60m连续梁冬季施工专项方案
一、工程概况
我工区负责修建的跨独流碱河北大堤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。
本桥为我工区控制性工程，依照目前施工进度，桥梁合拢在冬季，计划从9#块以后桥梁进行蒸汽养护，以促进混凝土早强，加快节段施工进度，同时蒸汽养护也做为冬季施工保证混凝土质量的主要措施。
根据天津地区历年气温资料，同时结合去年我工区冬季施工情况，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。
二、拌合站内冬季防护措施
1、原材料保温
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；
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。
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、设备防护
拌合站一层（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。
三、混凝土的拌制和输送
1、混凝土搅拌
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》（JGJ104-97）附录B中的公式：
T0=〔0.92（mcTC+mgTg）+4.2TW（mw-wsms-wgmg）+c1（wsmsTs+wgmgTg）-c2（wsms+wgmg）〕÷〔0.92（mc+ms+mg）+4.2mw〕
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。
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%。
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。
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：
⑴施工时间应尽量避免交通高峰期，缩短混凝土运输时间。
⑵加强现场调度协调，避免运输车在施工现场等待时间过长。
⑶混凝土浇筑选择在一天温度较高时段进行。
⑷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。
四、箱梁冬季现场施工工艺
箱梁节段拟采用暖棚+蒸汽养护的综合养护方法。
1、养护前的准备工作
为减少热量损失，除外侧模及底模外，其余端模、内模全部采用木模板，在外侧模及底模外面安装一层保温材料，初步拟定以下三种方案，届时根据现场实际情况确定：
a、喷涂一层3cm厚聚氨酯塑料保温层；
b、粘贴一层保温岩棉；
c、粘贴5cm厚泡沫板。
2、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。
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。
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。
2.3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。
2.4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。
2.5其它
为防止热量损失，影响蒸养效果，梁段与上一节段接头处悬挂帘布封闭。
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。
3、养护参数的确定
高性能混凝土蒸汽养护分静停、升温、恒温、降温四个阶段，养护期间应控制升降温速率、恒温温度，避免温差过大或恒温过高产生裂缝。
各个阶段应根据配合比及相关计算确定合理的养护参数。
3.1静停时间
根据相关资料，静停时间取4小时。
3.2升温时间
假设环境温度为t1=5℃，混凝土养生恒温温度为t0=45℃，升温速度v1=5℃/h，根据相关规定，升温时间为T1=（t0-t1）/v1=（45-5）/5=8h，取8小时。
3.3降温时间
拆模允许温度t2=t1+10=15℃，降温速度v2≤5℃/h，降温时间为T2≥（t0-t2）/v2=（60-15）/5=9h，为确保混凝土质量，规定降温时间为12小时。
3.4恒温时间确定
查《建筑施工计算手册》（中国建筑工业出版社）P641页表10-48，对于采用硅酸盐水泥的混凝土，当在60℃恒温时、水灰比等于0.4、蒸养混凝土强度达70%时，恒温时间为9小时；结合我单位混凝土试验结果，加静停及升温时间达8小时即可达到设计强度的60%，故恒温时间采用8小时。
4、锅炉及主管道选择
4.1.箱梁节段（以9#块为例）所需日热量Q计算
升温时间为8小时，钢模起始温度因静停4小时后与混凝土温度相同，根据《高性能混凝土技术条件》规定，灌筑时混凝土拌和物入模温度宜在5～30℃，模板温度宜在5～35℃钢模，故按最低温度控制计算，取升温起始温度为5℃；公式：
Q=m*c*t/h
4.1.1.钢模需热量
Q1=m1*c1*t/h=5000*0.63*（45-5）/8=15750kJ/h
其中m1------钢模（外模、内模、底模）总重
C1------钢板比热，查《建筑施工计算手册》P1001表17-20，c1=0.63kJ/kg*h
t---------温度变化值
h---------升温时间
4.1.2.混凝土升温需热量
Q2=m2*c2*t/h=148*2.6*1000*1.05*（45-15）/8=1515150kJ/h
其中m2------混凝土总重
C2------混凝土比热，查《建筑施工计算手册》P1001表17-20，c1=1.05kJ/kg*h
t---------温度变化值，混凝土入模温度按15℃考虑。
4.1.3.蒸养蓬罩内部采暖耗热量计算
《建筑施工计算手册》P1086公式18-31：
Q3=3.6ΣF*K（Tn-Ta）w计算
其中:
F-----围护结构的表面积，按5*（6*2+15）=135m2计算
K-----围护结构的传热系数，根据公式因缺少相关参数无法计算，估计按K=1.46计算
Td-----室内计算温度，按45℃计算
Ta------室外计算温度，按5℃计算
w-------透风系数，按1.5计算
故:
Q3=3.6*135*1.46*（45-5）*1.5=42573.6kJ/h
Q=Q1+Q2+Q3=1573473.6kJ/h
4.2.单个节段梁养生蒸汽用量计算
《建筑施工计算手册》P1089公式18-33：
W=Q/（I*H）
其中：
I-------在一定压力下蒸汽的含热量，蒸汽输送距离为1000m以内，故蒸汽压力取0.2N/mm2，故I=2706kJ/kg
H------有效利用系数，一般为0.4～0.5，取0.45
故：
W=Q/（I*H）=1573473.6/（2706*0.45）=1292kg/h=1.3t/h
4.3.锅炉型号及数量选择
根据单个节段需要量，每个T构选用一台蒸汽蒸发量为3t/h的锅炉即可。
4.4.蒸汽管径计算
《建筑施工计算手册》P1091公式18-34：
d=
其中d--------蒸汽管道内径（m）
W--------蒸汽用（流）量（kg/h）
μ--------蒸汽的比容（m3/kg），取μ=0.9088m3/kg
v---------蒸汽的速度，取v=50m/s
故d=
=
=0.129m
考虑计算时综合因素及以往施工经验和锅炉厂家建议，场内主管道采用φ150mm的供气主管道。
4.蒸汽管道布置
4.1.管道布置
主蒸汽管DN200mm，支蒸汽管DN100mm。
制梁台座里的蒸汽管为DN60mm，模型两侧、内腔及顶板的蒸汽管道为DN50mm，蒸养管上每隔30cm斜向打一直径为2mm的喷孔。
其中2根布置在制梁台座基础上，箱梁内布置2根，腹板、翼缘板两侧各布置1根，顶板布置6根（距离混凝土表面不小于30cm），共14根。
详见图4.1：
蒸汽管道位置分布图。
4.1蒸汽管道位置分布图
4.2.管道保温
为了减少蒸汽输送过程中的热损失，主蒸汽管道及支蒸汽管道均加设保温层，以减少蒸汽的损失。
5.温控系统
5.1测点位置的布置
针对32m箱型混凝土梁在一次性浇筑完成后的蒸汽养护，为了观察和控制其养护效果需要，在箱型梁的内部混凝土和外部空气中布置相应的温度传感器。
温度传感器的布置位置主要考虑的因素有：
蒸汽流动方向、混凝土箱型梁的厚度、是否有模板、空气流动是否畅通、养护罩的密封效果、混凝土的水解热。
每片箱梁的测温点按三个断面布置，梁端+跨中+梁端，每个断面各布置6个内部、外部测温点，具体布置见图5.1。
5.1箱梁内、外测温点布置示意图
5.2.传感器的埋设与安装
内部的温度传感器在混凝土箱型梁浇筑的过程中按照图5.1示意的布置点，将传感器固定在最接近的钢筋上，同时将电缆线连接并沿梁中钢筋的走向简单固定引出，在梁的端部将所有的电缆线捆扎并固定。
外部的温度传感器借助于养护罩支架和模型支架将其悬挂或固定在图5.1所示的布置点。
6.养护工艺
6.1梁体混凝土灌注完毕后，立即覆盖养护罩，进行蒸汽养护。
6.2蒸汽养护分为静停、升温、恒温、降温四个阶段。
混凝土灌注完毕后静停4小时，静停期间保持棚内温度不低于5℃；升温4小时，升温速度控制在10℃/h以下；恒温8小时，恒温温度不大于45℃，梁体芯部混凝土温度不应超过60℃；降温12h，缓慢降温，速度控制在10℃/h以下。
6.3蒸养期间及撤除保温设施时，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℃。
6.4蒸养结束后，立即进入自然养护，并按自然养护工艺办理。
6.5自然养护时，梁体表面用草袋或麻袋覆盖，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，一般情况下，白天以1～2小时一次，晚上4小时一次。
当环境相对湿度小于60％时，自然养护不少于28d；相对湿度在60％以上时，自然养护不少于14d。
同时，对随梁养护的混凝土试件进行洒水养护，使试件强度与梁体混凝土强度同步增长。
梁体孔道不得进水，以防波纹管生锈。
6.6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。
6.7安排专人按测温方案连续观测记录，升温阶段每0.5h观测一次、恒温阶段每1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。
温度记录及时送交监理工程师。
为确定拆模、抗冻临界强度等时间，需在现场制作不少于2组同体试件进行养护，同体试件需放置在暖棚内外露面同其一样覆盖养护，同体试件由进行承台作业的班组制作，桥梁队技术员负责监督制作及养护。
当同体养护试块的强度达到设计的40%时，可拆除暖棚。
拆除前需对棚内缓慢降温，降温采用逐渐撤除加热设施的方式，但降温速度不得大于15℃／h，当养护完毕后环境气温仍在0℃以下时，应逐渐将混凝土冷却至5℃以下且棚内温度与棚外环境温度差小于15℃后方可拆除保温棚。
注意暖棚拆除后方可时进行桥墩模板拆除，墩柱模板拆除后及时用薄膜对桥墩进行全封闭的包裹。
八、冬季混凝土的温度监控
冬季混凝土施工期间必须严格进行温度监控工作，要做到及时、仔细以便根据掌握的温度情况做出相应调整，主要控制以下几点：
拌合物的出仓温度、入模温度，施工现场的环境温度，混凝土表面与外界环境温差，混凝土内部与表面温差。
1、混凝土拌制期间，试验室应指派专人定期检测水、外加剂及骨料加入搅拌机时的温度，以及混凝土搅拌、浇注时的环境温度，每一工作班至少检测4次。
2、混凝土养护温度的检测次数，应符合下列规定：
①当采用蓄热法养护时，在养护期间至少每6h检测1次。
②当采用电热法（暖棚法）养护时，在升、降温期间每1h检测1次，在恒温期间每2h检测1次。
③室外气温及施工环境温度应每昼夜定时、定点观测4次。
3、混凝土养护温度的检测方法应符合下列规定：
①在结构偶角、突出、迎风和细薄部位应均匀留置测温点，孔深可根据养护方法及结构尺寸确定。
测温点应编号并绘图。
②当采用蓄热法养护时，测温点应设在易于散热的部位；当采用外部热源加热养护时，测温点应在离热源不同的位置分别设置；大体积结构的测温点应在表面及内部分别设置。
③检测混凝土温度时，采用局指提供的JDC-2型便携式建筑电子测温仪，砼浇注时在要求部位埋设测温元件。
环境温度采用普通温度计。
4、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。
此种试件应在解冻后方可试压。
5、以上检测均须按照下面表格作详细的温度测试记录，并保存以备检查。
附表一由拌和站试验员填写，附表二由各桥梁队技术员填写。
附件:
表一混凝土冬季施工拌和站测温记录表
表二混凝土冬季施工现场测温记录表
混凝土冬季施工拌和站测温记录表
检查地点
检查时间
检查人员
序号
检查项目
规范要求
检查情况
结论
1
拌和水温度
≤80℃（骨料加热）
2
骨料加热温度
≤60℃
3
搅拌设备
环境温度
棚内≥10℃
4
混凝土出
场温度
根据入模温度≥5℃的要求进行总结
5
室外气温及
施工温度
4次/昼夜
检查结论
整改要求
整改责任人签字
整改验证情况
混凝土冬季施工现场测温记录表
编号：
记录员：
工程部位
砼标号
浇注起止时间
混凝土入模温度
浇注前施工环境温度
浇注前大气温度
养护初始温度
序号
测温日期
测温时间
大气温度
暖棚温度
砼芯部温度
砼表层温度
备注
升级会员 