江苏嘉隆工程建设有限公司 江苏泗阳 223700
摘要：在连续箱梁桥的基础上研究混凝土冬季施工技术，能够有效提高混凝土在冬季施工的质量。基于此，本文将分析在连续箱梁桥基础上冬季混凝土原材料的制备，其中主要包括原材料的选择以及混凝土的配比两方面内容。并研究在连续箱梁桥基础上冬季混凝土施工，其中主要包括混凝土搅拌技术、混凝土运输技术、混凝土浇筑技术、混凝土养护技术以及混凝土温度监测技术五方面内容。
关键词：连续箱梁桥；混凝土施工；混凝土养护
随着时代的发展，混凝土施工的应用范围逐渐扩大，在实际施工过程中由于混凝土自身的特殊性质，对施工环境中的温度具有一定要求，因此冬季的混凝土施工以及夏季的混凝土施工中使用的施工技术存在一定差别。如果在实际混凝土施工过程中不对施工环境中各项因素的影响展开深入了解，则最终的混凝土施工质量将始终无法得到有效提高，本文将重点研究在连续箱梁桥中混凝土的冬季施工技术。
1、在连续箱梁桥基础上冬季混凝土原材料的制备
1.1原材料的选择
在冬季施工选择混凝土原材料的过程中，混凝土材料的强度需要在42.5普通硅盐酸水泥之上，其中混凝土中水泥的含量需要在300kg/m3以上，其中的水灰比应该在0.6以下。在制备原材料的过程中需要加入适量的粉煤灰，这种方式能够避免混凝土在实际应用中出现较大温差，同时降低混凝土出现裂缝的概率。混凝土中的骨料主要包括碎石以及黄砂，其中碎石的最大直径应在19mm以下，黄砂的细度模式应在2.80左右，在正式应用骨料之前需要对骨料进行清洗，避免其中存在冻结物以及破碎的矿物质等，进而提升骨料的应用质量。
1.2混凝土的配比
在混凝土配比的过程中，经过反复的实验，其中的水胶比为0.33，水泥的用量为400kg/m3，粉煤灰的用量为115kg/m3，黄砂的用量为582kg/m3，碎石的用量为1166kg/m3，水的用量为170kg/m3，减水剂的用量为4.3kg/m3，在实际混凝土配比的过程中需要满足以上的用量标准，只有这样才能保证最终混凝土配比的科学性以及有效性。
2、连续箱梁桥基础上冬期施工措施
2.1混凝土工程
2.1.1.拌和站热工计算（以箱梁混凝土生产为例）
在保证设定条件下，拌和物在满足最低出机温度的情况下，室外环境温度不小于-5℃时，混凝土浇筑时的入模温度均符合规范要求。
通过热工计算，冬期施工阶段（≥-5℃时），砼拌和站主要采取水加热措施、外加剂保持在5℃以上，能保证砼出机温度≥10℃，入模温度≥5℃的冬施要求。
冬期施工中拌制混凝土所用的材料如砂、石、水等均应保持正常温度，为了保证混凝土拌和物入模温度不低于5℃，出机温度应不低于10℃，施工过程中根据浇筑间隔等待时间可适当调整混凝土出机温度。每罐混凝土开盘前，根据实测砂石料温度、拟定混凝土出机温度计算拌和水所需水温。
悬浇箱梁采用泵送C50高性能混凝土，每m3混凝土使用的原材料用量为：水160kg，水泥485kg，细骨料660kg，粗骨料1125kg，外加剂7.28kg。环境温度为-5℃时，砂、石温度按5℃考虑，混凝土从出站到运输入模按1小时计算，搅拌机棚内温度按10°考虑，水温按加热至60°考虑，各种材料及计算参数如下：
混凝土拌和物的理论温度：
T0＝［0.92（MｃeTｃe＋MｓaＴｓa＋MｇＴｇ）＋4.2Ｔｗ（Mw－ＰｓaMｓa－ＰｇMｇ）＋C1（ＰｓaMｓaＴｓa＋ＰｇMｇＴｇ）－C2（ＰsaWｓa＋ＰｇMg）］/［4.2Wｗ＋0.92（Mｃe＋Mｓa＋Mｇ）］
T0 —混凝土拌合物的温度
Mｗ、Mｃe、Mｓa、Mｇ—水、水泥、砂、石用量
Ｔｗ—水温，取60℃
Ｔｃe—水泥温度，取5 ℃
Ｔｓa、Ｔｇ—粗细骨料温度，取最低温度5℃
Pｓa、Pｇ—砂、石含水量，分别取3%，1%。
C1—为水的比热容（ＫＪ/Ｋｇ?Ｋ），当骨料温度＞０℃时，C1＝4.2。
C2--为水的溶解热（ＫＪ/Ｋｇ?Ｋ），当骨料温度＞０℃时，C2＝０。
则：T0＝［0.9*（485*5＋660*5＋1125*5）＋4.2*60*（160－0.03*660－0.01*1125）＋4.2*（0.03*660*5＋0.01*1125*5）－0*（0.03*660＋0.01*1125）］/［4.2*160＋0.9*（485＋660＋1125）］ =15.971℃
混凝土拌合物的出机温度：
T1= T0-0.16*（T0- TB）
T1—混凝土拌合物的出机温度
TB—搅拌室内的温度，取5 ℃
则T1=15.971-0.16*（15.971-5）=14.216℃
混凝土经运输成型后的温度：
T2＝T1－（ａｔ＋0.032ｎ）*（T1－Tp）
T2--混凝土运输成型后的温度（℃）；
ｔ--混凝土自运输至成型的时间（ｈ）；
ｎ--为混凝土倒运次数；
Ｔρ--室外温度（℃），取年最低温度为-5℃；
ａ--温度损失系数，取值为0.25。
则：T2＝14.216－（0.1*0.5＋0.032*1）*（14.216+5）=12.64℃
考虑模板和钢筋的吸热影响，混凝土浇筑成型完成时的温度按下式计算：
T3=（Cc*mc*T2+Cf*mf*Tf+Cs*ms*Ts）÷（Cc*mc+Cf*mf+Cs*ms）
T3—考虑模板和钢筋吸热影响，混凝土浇筑成型完成时的温度℃
Cc——混凝土的比热容（kj/kg.K），1；
Cf——模板的比热容（kj/kg.K），0.48；
Cs——钢筋的比热容（kj/kg.K），0.48；
mc——每m3混凝土的重量（kg）；
mf——每m3混凝土相接触的模板重量（kg），取值351；
ms——每m3混凝土相接触的钢筋重量（kg）取值182kg；
Tf——模板的温度，未预热时可采用当时的环境温度（℃），取-5℃。
Ts——钢筋的温度，未预热时可采用当时的环境温度（℃），取-5℃。
T3=（1*2437.28*12.64-0.48*351*5-0.48*182*5）÷（1*2437.28+0.48*351+0.48*182）=10.96℃
按最不利因素计算，当环境温度为-5℃时，砂、石地材温度为5℃，拌和水的加热至Tw=60℃，根据热工计算凝土拌合物温度为15.971℃，出机温度14.216℃，出机温度≥10℃，混凝土入模温度10.96℃＞5℃，满足要求。
因此在冬期施工中，环境温度零下0～-5℃之间，根据热工计算拌和水在不同温度下参考拌和站搅拌时所需水温计算表。
拌合站搅拌时所需水温计算表5.1
2.1.2.砂、石料防冰措施
集料堆放在料仓内，防止雨雪落入集料中而引起砂、石料冻结结块。
2.1.3.拌合用水升温
混凝土搅拌使用的热水采用大功率热得快加热，搅拌站设置1个水箱，单个水池容积24m3。拌合水加热方法：混凝土浇筑前3小时开始对拌和用水进行加热，水温控制在20-40℃。试验室加强对水箱中水温的监测，在混凝土开盘前测定水温，做好测温纪录。拌合用水温度达到热工计算水温要求时，方可根据混凝土浇筑令进行开盘。当水温过高时，停止加热，往水箱中加入凉水中和。
2.1.4.外加剂
本项目使用的外加剂为水剂，冬期施工时在外加剂的容器外用土工布棉篷布等保温材料进行包裹，防止冰冻。
2.1.5.混凝土拌制
（1）严格按总监办、中心试验室验证批复后的配合比进行混凝土水灰比控制，由骨料带入的水分及外加剂溶液中的水分均从拌合水中扣除。
（2）混凝土拌和时，先加水和骨料，稍加搅拌后再加水泥，以防出现假凝现象。
（3）适当延长混凝土的搅拌时间，取常温搅拌时间的1.5倍。
（4）现场质检人员随时做好混凝土的测温工作，并书面记录。混凝土拌和物的出机温度控制不低于10℃，入模温度不低于5℃。
2.2混凝土运输
（1）混凝土采用专用罐车进行运输。
（2）砼运输车罐身采用包篷布等措施进行保温。
（3）修整好便道尽量减少混凝土运输过程的时间，以减少混凝土在运输过程中的热量损失。
（4）混凝土在浇筑前，清除模板和钢筋上的冰雪和污垢。
（5）新拌混凝土的入模温度以7～12℃为宜。混凝土内部温度与表面温度之差不超过20℃，必要时做保温覆盖。
2.3混凝土养护
（1）下部结构养护措施：采用覆盖塑料薄膜、电热毯和保温棉篷布包裹进行养生。
（2）箱梁养护措施：采用厚油布整体包裹覆盖进行保温，并采用蒸汽发生器不间断加热保湿养生，温度保持在20-40℃左右。
（3）悬浇梁养护措施：顶板采用覆盖塑料薄膜、电热毯和保温棉篷布进行养生，两端箱室采用棉篷布封闭，箱室内采用蒸汽发生器不间断加热
保湿养生，温度保持在20-40℃左右。
2.4钢筋工程
本项目所有钢筋都在钢筋加工厂集中加工。
（1）钢筋加工
冬期施工期间，由于钢筋在负温条件下，其力学性能会发生一些变化，主要表现在强度及屈服点提高，但延伸率和冲击韧性降低，对钢筋的加工带来一定的影响。因此在钢筋工程中应做到：
钢筋在运输、堆放、搬运过程中，尽量减少碰撞、挤压，以减少钢筋表面的机械损伤，降低冷脆性。
（2）钢筋焊接
钢筋焊接在钢筋加工棚内进行，焊接时采取一定的挡风措施，同时确保焊接质量符合规范要求。焊接后的接头待完全冷却后运往室外，严禁立刻接触冰雪。当在现场进行焊接时，采取防雪挡风措施，减少焊件温度差，焊接后的接头严禁立刻接触冰雪。冬期电弧焊选用韧性较好的焊条。
（3）钢筋存放
钢筋现场存放采取架空的方式，离地不得小于20cm，上部采用帆布覆盖，做到防水、防雨、防雪。
2.5模板工程
（1）立柱、盖梁模板保温措施：采用包裹电热毯和棉篷布，待模板内外温差不超过15℃时，拆除保温设施进行拆模，拆模后加强包裹棉篷布、电热毯和塑料薄膜进行养生。
（2）预制箱梁模板保温措施：采用厚油整体包裹覆盖进行保温，并采用蒸汽发生器不间断加热保湿养生，温度保持在15℃左右。
（3）悬浇梁模板保温措施：顶板采用覆盖塑料薄膜、电热毯和保温棉篷布进行养生，两端箱室采用棉篷布封闭，箱室内采用蒸汽发生器不间断加热，温度保持在20-40℃左右。
2.6预制箱梁施工
浇筑混凝土选择在气温较高时间段进行，上午10点左右开始浇筑，下午16点左右结束。当本地区环境温度低于零下5℃时，不得开盘浇筑混凝土。预制箱梁混凝土浇筑完毕后，采用保温棚罩住，同时对梁体覆盖保温棉篷布，箱室内两端安装蒸汽发生器向箱室输送蒸汽，使梁体温度不低于10℃。为了保证在冬期施工的箱梁质量，在保温措施到位，请总监办到现场进行核查，且进行首件箱梁施工，对首件施工的箱梁进行检测，达到预期后质量（3天强度达到60%以上）要求后，方可进行大面积施工。预制箱梁设置5个温度量测点，分别设置在箱室两端各1个及1/3和跨中处，测温人员每2个小时记录一次。
3、结束语
综上所述，随着人们对混凝土施工的关注程度越来越高，如何提高混凝土施工的施工质量，成为有关人员关注的重点问题。本文通过研究在连续箱梁桥基础上混凝土冬季施工技术发现，对其进行研究，能够有效提高混凝土冬季施工的施工质量，同时还能保证混凝土冬季施工的稳定性。由此可以看出，在连续箱梁桥基础上研究混凝土冬季施工的施工技术，能够为今后混凝土冬季施工技术在未来的发展奠定基础。
参考文献：
[1]孙溟谦.大跨预应力混凝土连续箱梁桥整体施工技术研究[D].哈尔滨工业大学，2015.
[2]侯波，张永辰.仿真分析技术在预应力混凝土连续箱梁桥施工监控中的应用[J].现代交通技术，2016（04）
论文作者:王小虎
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第20期
论文发表时间:2019/4/28
标签：混凝土论文; 温度论文; 钢筋论文; 骨料论文; 篷布论文; 水温论文; 冬季论文; 《建筑细部》2018年第20期论文;