浅谈高纬度铁路连续梁冬季施工质量保证措施

浅谈高纬度铁路连续梁冬季施工质量保证措施

张长江

中铁二十二局哈尔滨铁路建设集团有限责任公司哈尔滨150006

摘要：随着中国铁路的快速发展，大跨度连续梁结构在高速铁路、客运专线等铁路修建中应用广泛，为确保工期目标的实现,在高纬度地区连续梁冬季施工不可避免。本文以哈尔滨至齐齐哈尔客运专线松花江特大桥主桥四线系杆拱连续梁冬季施工为例分析论述了连续梁冬季施工的质量保证措施。

关键词：连续梁；冬季施工；措施

1.工程概况及气候条件

哈尔滨至齐齐哈尔客运专线松花江特大桥，位于哈尔滨市道外区～松北区之间既有滨洲线下游59米处松花江干流中，起讫里程为DK1+600～DK5+664.46，桥梁全长4064.46m。主桥为滨洲铁路与哈齐客专合建四线桥梁，其它部分为双线桥并置。设计速度200km/h，有砟轨道。主桥采用（77＋3×156.8＋77）m四线系杆拱连续梁，全长626.2m。

为了完成主桥年度计划，主桥37#-40#墩连续梁进行冬季施工。按照《铁路工程混凝土施工技术指南》10.1.1条规定，当环境昼夜平均气温（最高和最低气温的平均值或当地时间6时、14时及21时室外气温的平均值）连续三天低于5℃或最低气温低于-3℃的时,需采取冬季施工措施。经过调查，该区属北温带季风型大陆性气候，冬季寒冷期长达5-6个月,最冷月份在1月,平均气温在-14.5℃左右,极度低温为-35℃;最大积雪厚度17～30cm，最大季节冻土深度1.37～2.05m，本地区10月中旬至次年4月中旬属于冬期施工季节。

2.冬施的技术要求

2.1保证混凝土的出机温度不低于10℃，入模温度不低于5℃。

2.2混凝土抗压强度达到设计强度100%前，不得受冻。

2.3确保养护措施落实到位；应按规范要求保温、保湿，保证养护时间。

3.冬季施工措施

3.1拌合站

3.1.1所有粗、细骨料均堆置在场棚内，严禁雨雪进入棚内，疏通拌合站各储料仓、拌合场地排水设施。

3.1.2料棚内架设保温棚，保温棚采用型钢搭设，外包保温篷布。保温棚内设暖风炉。

3.1.3料棚地面以下埋设暖气管道，对粗、细骨料进行加热。搅拌混凝土时，所有的粗细骨料进行加热，不得带有冰雪和冻结团块，在拌制前事先将最外层含有冻结团块的粗细骨料用装载机清除掉。

3.1.4各储料仓四周采用棚布进行包裹，外加剂罐子采用棉毡进行覆盖；

3.1.5在各储料仓四周安装爬梯用以清扫料棚上的积雪。

3.2原材料

3.2.1水泥

选用水泥强度等级PO42.5的普通硅酸盐水泥，其技术质量符合国家现行规范的有关规定，且水泥用量严格按照配合比控制。应注意其中掺合材料对混凝土抗冻、抗渗性能的影响。

3.2.2细骨料、粗骨料

细骨料采用级配良好的硬质、洁净经检验合格的中、粗砂，采用经检验合格，级配良好，硬质洁净、强度较高、抗冻融的粗骨料。粗细骨料必须置于防风、防雨、防雪的棚内，保证骨料清洁，不得含有冰雪冻结物，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。粗细骨料拌合前必须置于保温棚内，保温棚内不低于5℃。料场保温棚每次应堆放能满足连续混凝土浇筑量的用料。

3.2.3外加剂

在冬期施工期间，选用具有防冻性能的复合减水剂，其各项品质指标应满足《客运专线高性能混凝土暂行技术条件》的要求。外加剂在拌合站内设置专门库房进行存放，保证冬季室温不低于5℃。严禁使用含氯盐类防冻剂。

3.2.4其他混凝土用原材料

必须符合《客运专线高性能混凝土暂行技术条件》的有关规定。

3.3钢筋工程及张拉、注浆保证措施

3.3.1钢筋的冷拉和冷弯

钢筋冷拉温度不宜低于－20℃，预应力钢筋张拉温度不宜低于-15℃。

钢筋负温冷拉方法可采用控制应力方法或控制冷拉率方法。用作预应力砼结构的预应力筋，宜采用控制应力方法；

在负温条件下采用控制应力方法冷拉钢筋时，由于伸长率随温度降低而减少，如控制应力不变，则伸长率不足，钢筋强度将达不到设计要求，因此在负温下冷拉的控制应力应较常温提高。而冷拉率的确定应与常温施工相同。

钢筋冷拉设备仪表和液压工作系统油液应根据环境温度选用，并应在使用温度条件下进行配套校验。

当温度低于－20℃时，严禁对低合金Ⅱ、Ⅲ级钢筋进行冷弯操作，以避免在钢筋弯点处发生强化，造成钢筋脆断。

3.3.2钢筋焊接

冬季在负温条件下焊接钢筋，应尽量安排在室内进行。如必须在室外焊接，其环境温度不宜低于－20℃，风力超过3级时应有挡风措施。焊后未冷却的接头，严禁碰到冰雪。

负温电弧焊。钢筋负温电弧焊时，必须防止产生过热、烧伤、咬肉和裂纹等缺陷，在构造上应防止在接头处产生偏心受力状态。

冬季钢筋焊接前，必须根据施工条件进行试焊，经试验合格后，方可正式施焊。

3.3.3张拉、注浆

预应力穿束时，采用与预应力钢束等长度的电热丝与钢绞线一同穿入波纹孔道内，电热丝外接温度控制箱，温度传感器与电热丝一同穿入管道，在注浆后，将电热丝通电进行加热，保证管道内注浆温度，结合已浇梁段侧面及顶面保温，可确保浆液不受冻。注浆前采用吹风机将管道内的水分吹净，防止内部结冰对管道压浆造成影响。

3.4混凝土及其它混合料的拌合输送及保温措施

3.4.1冬季施工混凝土配合比

冬期施工期间，严格选用试验室上报配合比。

3.4.2拌合用水的加热及保温措施

蓄水池顶盖用保温蓬布或棉被覆盖进行保温，并使用蒸汽锅炉加热混凝土拌合用水，加热温度控制在70±10℃。

3.4.3砂、石料的上料及保温措施

砂石料棚四周采用双层保温篷布封闭，上部除原有彩钢瓦顶棚外，内部顶面另用保温篷布做吊顶，装载机出入口做篷布门帘。砂石料存放区和上料区形成整体密闭空间。料棚内通暖气和生焦炭炉供热。将砂石料放入棚内预热至5～8℃。拌制混凝土的砂、石料的上料均从保温棚内直接输送到拌合站的自动计量料斗内，原材料保温棚设置在离拌合站最近的地方，以减少热量的损失。

3.4.4混凝土拌合

搅拌前先用热水冲洗搅拌机10min，搅拌时间为135s（为常温搅拌时间的1.5倍）。搅拌时投料顺序为石→砂→水→水泥和掺合料→外加剂。

混凝土搅拌前，需对水、碎石、砂子进行加热处理，水温控制在70±10℃，砂子温度控制在20～40℃，保证水泥不与温度≥80℃的水直接接触。

拌制混凝土的各项材料的温度，应满足混凝土拌合物搅拌合成后所需要的温度。当材料原有温度不能满足需要时，应首先考虑对拌合用水加热，仍不能满足需要时，再考虑对集料加热。水泥只保温，不得加热。各项材料需要加热的温度应根据冬季施工计算确定。混凝土拌和物的出机温度不宜低于10℃。

3.4.5混凝土运输

混凝土搅制好后，采用混凝土罐车及时运到浇灌地点，在混凝土罐车上覆盖包裹特制的棉毡，以加强运输过程中的保温覆盖，同时合理组织，避免现场罐车积压等待时间过长，减少混凝土等待入模的时间，保证混凝土入模温度大于5℃。

3.5混凝土浇筑及保温养护措施

3.5.1入模温度验算

在砼浇注前要对入模温度进行演算。

3.5.2砼的现场浇筑

遇下雪天气绑扎钢筋，绑好钢筋的部分加盖塑料布，减少集雪清理难度。浇筑砼前及时将模板上的冰、雪清理干净。在砼泵体料斗、泵管上包裹阻燃草帘被。混凝土采用分层连续的方法浇注，分层厚度不得小于20cm。大体积混凝土施工，要求每小时混凝土的灌注量不低于55m3。

3.5.3混凝土的养护

混凝土养生分为升温、恒温及降温三个阶段，混凝土浇筑前，保温暖棚除顶面外均已封闭完毕，浇筑完毕后，立即采用防火棉毡将保温暖棚顶面全部包封，并通蒸汽进行加热，开始养护时的混凝土温度不得低于5℃，升温速率不得高于10℃/h，测温频率每隔1h监测一次；恒温阶段最高养护温度不得高于60℃，测温频率每隔2h监测一次；此时不得打开保温暖棚，混凝土养护至强度、弹性模量均达到100%后，方可打开暖棚进行后续施工；降温阶段必须保证环境温度缓慢下降，降温速率不得大于5℃/h，测温频率每隔1h监测一次。在全部养护阶段，必须对混凝土内部温度、表面温度及养护环境温度按频率进行监测，随时观察监测结果，行程监测记录，内部温度与表面温度、表面温度与环境温度只差不得超过15℃，如发现温差超限，立即增加通蒸汽量，提高养护温度，确保温差不超过要求。

3.5.4拆模

将同期试块进行试块强度检验，未达到受冻临界强度均不得拆除保温加热设备。混凝土冷却到5℃，且超过临界强度并满足常温混凝土拆模要求时方可拆模。

3.5.5试块留制

施工过程中，在浇筑地点随机取样制作试件，每次取样应同时制作3组试件。1组在标准条件下养护至28d试压，得强度f28；1组与构件在同条件下养护，在混凝土温度降至0℃时（负温砼为温度降至防冻剂的规定温度以下时）试压，用以检查砼是否达到抗冻临界温度；1组与构件在同条件下养护至14d，然后转入20℃标准条件下继续养护21d，在总龄期为35d时试压，得强度f14＇+21。如果f14＇+21≥f28，则可证明砼未遭冻害，可以将f28作为强度评定的依据。

4、结束语

大跨度连续梁的施工工艺相对于其他建筑较为复杂，施工周期也较长，所以在高纬度地区由于冬季漫长，冬季施工在所难免，而在高纬度、高寒地区进行连续梁施工，如不进行良好的保温加热等措施，势必影响连续梁施工质量，同时也无法满足工期的要求，本工程冬季施工采用了合理的质量保证措施，在保证连续梁施工质量的同时将工期提前了二个月，确保了哈齐铁路客运专线的顺利开通。

参考文献:

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