中国水利水电第十一工程局有限公司 河南三门峡 472000
摘要：由于冬季施工受环境影响较大，使施工进度和施工质量都受到不同程度的影响，因此针对该施工问题探讨出有效的冬季施工技术方案十分必要。下面本文将结合市政道路桥梁工程冬季混凝土施工浇筑中存在问题，针对性提出有效应对措施，以保证冬季道桥混凝土施工浇筑合格，确保工程质量。
关键词：市政道路桥梁；混凝土；冬季浇筑；施工技术
引言
随着人们的生活水平越来越高，人们对于道路和桥梁的建筑需求日益增多的同时，所面临的困难也日渐增加，特别是冬季道路桥梁施工过程中，温度对道路桥梁施工的质量影响及大，许多施工材料与温度密切相关，由于冬季气温低、气候极为寒冷，严重影响了施工材料的性能。特别是混凝土浇筑，在这种气候条件下进行、容易出现裂缝、混凝土强度降低等质量问题，良好的混凝土浇筑施工技术可以保证建筑工程质量。
一、冬季混凝土施工热工计算
以郑州市陇海路快速通道工程BT项目为例，场址位于郑州市中心城区，西起西四环，东至京港澳高速，路段全长约32.5km。由气象资料可知在1月份为最不利时段，因此热工计算选用1月份有关资料。
1.1拌合楼出机口温度的计算
1.1.1混凝土浇筑成型完成时温度计算
当混凝土浇筑成型完成温度 
≥5℃时，如下表可反算出
≥5.55℃。
1.1.2混凝土拌合物经运输到浇筑时温度计算
1.1.4混凝土拌合物温度计算
混凝土拌合物温度，根据组成材料的温度按热平衡原理先行计算混凝土拌合物的理论温度，然后由试拌调整。
混凝土拌合物的理论温度，可按下式计算：
经计算：混凝土拌合用水需要加热到74.2℃，才能满足需求。考虑到实际拌和过程中各种材质温度传导的差异影响，混凝土出机温度比理论拌和后温度会有所偏低，拌合用水加热温度按76℃计算。
综上，当拌合用水采用人工加热76℃，砂子、石子保持在0℃，拌和机采用暖棚保暖，棚内温度达到10℃，并且混凝土浇筑时环境温度达到0.2℃时，可满足混凝土拌合物浇筑成型时温度大于5℃。混凝土拌合物出机温度大于10℃规范要求。
1.2拌合楼.热负荷计算
根据混凝土施工各月份环境温度分析，混凝土冷负荷应按低温月份元月份进行计算。
1×HZS180型+1×HZS120型拌合楼混凝土平均施工强度按85m3/h计算，每立方混凝土加76℃热水120kg，冬季来源水温按5℃，每小时热负荷为：
Q＝W×ΔT×Ci
＝85×120×（76－5）×1×2
＝144.8×104kcal / h（有效负荷）
考虑热水在输送过程中和在热交换过程中的热量损失10％，实际热负荷为144.8×104×1.1=159.3×104 kcal / h。
选择热水锅炉一台，热负荷为160×104 kal / h，配用加热水箱和热水泵为拌和机提供热水。对拌和楼的上水箱要进行保温。
1.3砂浆在搅拌后的温度计算
根据《建筑施工计算手册》经验公式估算，当搅拌机搅拌时的温度为10℃，环境温度低于0℃时，砂浆搅拌时的热量损失应为2.5℃。
当砌筑温度与砂浆温度之差为20℃时，砂浆运输一次温度损失为0.60℃，砌筑时损失为2.5℃。
当室外气温在0℃～-10℃之间时砂浆砌筑需要温度为10℃。
综上砂浆出机温度为：Tp=2.5+0.6+2.5+10=15.6℃。
由式
二、冬季道路桥梁施工中混凝土浇筑技术
2.1选择适宜的原材料
为促进道路桥梁冬季混凝土浇筑的顺利施工，就必须做好原材料的控制工作。如水泥应选择硅酸盐水泥，保证标号不低于42.5，同时注意水泥存放处应保持干燥，并采取分批方式对水泥质量进行抽样检查。为提升混凝土浇筑质量，还要特别注意水泥的用量，不得低于300kg/m2，水灰比不应大于0.6。
混凝土所有粗石子采用5-10、10-20、16-31.5三种级配的石子；砂采用河砂，质量满足JGJ52-2006标准。混凝土所用骨料必须清洁，不得含有冰雪等冻结物及易冻裂的矿物质。混凝土所用的粉煤灰质量需要满足GB/T1596-2005标准。矿粉应满足GB/T18046-2008标准。外加剂采用聚羧酸高性能减水剂。混凝土拌合用水采用自来水或地下水。辅料的选择要仔细、认真，检查到场辅料当中是否有杂物或是其他活性材料，若有则要立即清除，以免骨料在水化时发生化学反应而影响混凝土质量。
2.2电加热技术
在冬季路桥工程施工期间，常常会使用到电加热技术。在实际工作中，要采用电加热技术，先必须保证所应用的电缆线与变压器等适合，相关工作人员必须时常对电缆线的连接情况加以检查，一旦发现漏电等情况，第一时间采取有效措施加以处理，同时做好各项防护工作。为了加快施工进度，缩短拆模的时间，一般在电加热到混凝土强度超过受冻临界强度后，进行正常的保温养护。
2.3水蒸气加热技术
在实施混凝土浇筑施工的过程中，如果温度偏低，亦可在现场使用蒸汽锅炉；蒸汽锅炉需有2条蒸汽导出管道，其中1条连接水池，另1条连接浇筑场地。其中，前1条管道必须在底部管段封口位置，和水池相连通，且进入到水池内的蒸汽管管壁必须有可展开热交换的孔。为了对水池中的水温进行有效的控制，可在水池上水口的位置安装一个温度计。此外，水池还必须具备通气处理功能，以便对水温改变状况进行调整。蒸汽加热法结构装置如图1所示。
图1蒸汽加热结构装置示意图
2.4现场混凝土浇筑技术
为了保证混凝土在入模时的温度达到标准，需要采取混凝土拌合的升温以及混凝土输送过的保温等相关措施。浇筑操作时遇到低温阶段，需选择彩条布对施工部位实施封闭，从而减小热量的耗损，维持浇筑时施工部位的温度。承台顶面混凝土在初凝之前，需要把电热毯覆盖且对土工布实施保温，这一环节中要保证电热毯下衬铺塑料薄膜隔水。结合封闭承台与钢桩围堰间隙的方案进行承台侧面的保温工作，主要方法为选择彩条布把承台与钢桩围堰间隙顶口进行密封，创造出棚状结构以降低温度消耗。当气温过低时则需对封闭的间隙内使用碘钨灯来增加承台侧面的温度。当完成浇筑系梁操作后需进行必要的维护，顶面混凝土要在覆盖土工布之后添加一层塑料薄膜实施保温，气温低的可以增加电热毯。使用彩条布封闭系梁侧模的方式实现系梁侧面的保温处理。
2.5加强混凝土的后期养护
（1）在混凝土浇筑完成后，施工人员应当在8h内对混凝土采取加盖养护措施，在浇筑完成的混凝土上铺设塑料膜及麻袋，同时，严禁施工现场人员的随意走动，确保混凝土得到良好的养护。
（2）当温度低于0℃时，施工人员不得对混凝土进行浇水养护，要确保混凝土的养护温度，使混凝土的强度、塑性、质量等得到有效的强化。
三、冬季道路桥梁施工中的混凝土浇筑施工要点
3.1冬季施工的混凝土配制、拌合及运输
拌制混凝土时各种材料的温度，要满足混凝土拌和物拌和后所需要的温度。当材料原有温度不能满足要求时，首先考虑对拌和用水加热；仍不能满足要求时，再考虑对集料加热，骨料加热温度不得高于60℃；水泥仅能保温，严禁加热。
（1）拌和用水的加热
施工拌和用水采用自动循环热水锅炉加热，加热后的水温不得低于60℃，但不宜高于80℃。每台拌和机按每小时生产混凝土85m3配备锅炉，锅炉的出水量每小时不得少于20m3（满足两台拌和机同时运转），热水锅炉满负荷运转每小时耗油量128L。
为保证施工用水供应正常，另设一台备用热水锅炉，每小时热水量不小于20m3，1个10m3的水箱备用，采用保温棉包裹。
（2）混凝土的搅拌
1）混凝土拌和站
搅拌站搭设（采用钢管架、棉棚布）保温暖棚，采用热水锅炉供热，使暖棚内温度不低于10°C。采用1×HZS180型+1×HZS120型搅拌楼拌制混凝土，搅拌机的储料斗（砂仓）均采取保温措施。
在拌和站楼上砂子集料仓周围，各设置风盘机1组，为保证拌和站整体温度，在拌和楼称量层和搅拌层各设置风盘机1组。风盘机相应的给水管道与回水管道采用DN20无缝钢管，外包防冻保温棉。拌和楼各层均设置温度计一个，随时掌握拌和站各层骨料温度。
搅拌机的皮带机均采取保温加温措施，在皮带机外部先用帆布包裹，中铺电热毯加热，再铺军用棉被，外包帆布处理。底部安装DN20无缝热水循环管道加热。水管、外加剂管、外加剂罐用保温棉包裹，配料机计量吊杆及料斗门用电热扇加热以保证计量准确。
2）混凝土拌制
拌制混凝土前及拌制后，用热水或温水冲洗搅拌机鼓筒。
混凝土的搅拌时间应比常温延长50％并符合有关规定，为了不使水化热过早损失，采取先进骨料及水，搅拌30s均匀后，待温度降至60℃时，再加水泥和外加剂搅拌90s，严禁将水泥与80℃以上的水直接接触，避免水泥遇到过热的水出现假凝现象，骨料中不得有冰雪和冻块。
拌制掺用外加剂的混凝土时，当外加剂为粉剂时，可按要求掺量直接撒在水泥上面和水泥同时投入。当外加剂为液体，使用前按要求配置成规定溶液，然后根据使用要求，用规定浓度溶液再配置成施工溶液。各溶液分别放置于有明显标志的容器内，不得混淆。
对于掺有外加剂的混凝土拌制时间应取常温拌制时间的1.5倍。混凝土卸出拌合机时的最高允许温度为40℃，低温早强混凝土的拌合温度不高于30℃。
（3）混凝土的运输
混凝土的运输过程快装快卸，不得中途转运或受阻，运送中覆盖保温防寒。为保证安全运输，车辆在雨雪天气安装防滑链。当拌制的混凝土出现坍落度减小或发生速凝现象时，进行重新调整拌和料的加热温度。
冬季施工运输混凝土拌和物时，减少热量损失措施：
1）尽量缩短运输距离，选择最佳运输路线，缩短运输时间。
2）对于混凝土输送车，容量根据混凝土施工用量和浇筑时间选择以10m3为宜。但必须对罐体进行包裹，要注意防上混凝土热量损失，表面冻结、混凝土离析、坍落度变化等现象。
3）尽量减少装卸次数并合理组织装入、运输和卸出混凝土工作。
4）对于泵送混凝土，应对输送泵设小暖棚保温，泵管用保温棉包裹。保证混凝土入模温度在10℃以上。
3.2 混凝土加热浇筑
冬季桥梁施工中，混凝土浇筑施工受温度的影响较大，因此，使用电加热浇筑法，通过构建优质的环境，来提升混凝土浇筑施工的质量。有效连接电加热装置与浇筑设备，并安装漏电保护装置，在此基础上展开混凝土的浇筑施工。在对电加热装置进行应用的过程中，采取有效措施，杜绝漏电事故。安装集热管，在对集热管数量合理控制的前提下，促使电能在传递过程中相对稳定，在这种情况下，加热环境呈现出较好的均匀性，为混凝土浇筑施工的高效开展奠定了良好基础。
3.3 混凝土浇筑养护
在冬季道路桥梁施工过程中，要想提升混凝土浇筑施工质量，必须加大浇筑养护力度。养护工作应努力促进混凝土浇筑强度的提升。实际浇筑中，降低水分的散失，促进道路桥梁强度特性的增强。在后期浇筑工作中，必须充分地应用隔离模式，通过构建温室环境，严禁冻结现象产生，同时，对于大面积混凝土浇筑施工进行蓄热处理。
混凝土与环境的温差不得大于15℃，当温度差在10℃以上，但低于15℃，拆除模板后立即在混凝土表面采取覆盖措施，如覆盖草袋及彩胶布。采用暖棚法养护的混凝土，当养护完毕后得环境气温仍在0℃以下时，待混凝土冷却至5℃以下后，方可拆除模板。
3.4混凝土浇筑施工工艺方法
（1）温度散失的预防措施。在混凝土浇筑施工中，必须重点保护施工现场环境。施工过程中，综合应用多个保温处理技术，能极大地提升温度散失防治力度。例如，在某大桥施工中，由于施工环境温度非常低，因此，将保温控制措施应用在了浇筑承台侧面，即将保温材料填充到了承台与钢柱之间，有效预防了内部温度迅速降低。
（2）加大对温度的控制力度。如果道路桥梁工程在建设的过程中正处于冬季，环境温度相对较低，传统的混凝土浇筑施工方法无法正常使用。在这种情况下，必须努力提升施工现场的环境温度。该工程施工中，充分应用碘钨灯等相关设备，促使表层温度在混凝土浇筑施工中有效提升，最终使整个道路桥梁混凝土浇筑施工环境温度提升，为高效展开混凝土浇筑操作奠定了良好的基础。
（3）墩柱浇筑施工。某工程墩柱浇筑施工，实心段和空心段混凝土28d抗压强度分别为39.8MPa和38.5MPa，在混凝土浇筑彻底硬化以后，展开养护工作，蓄水厚度为3~5cm，混凝土初凝后展开蓄水养护的部位为空腔部分。第1层薄壁墩浇筑高度为3.0m，其中1.5m为实心段混凝土，空心段也为1.5m；第2层薄壁墩浇筑高度为4.5m。混凝土浇筑间歇时间最佳为7d。
3.5混凝土浇筑施工中的质量控制措施
在道路桥梁工程施工的过程中，为了保证施工质量，保证混凝土浇筑施工稳定性有效提升。具体控制措施如下：
（1）对水热化进行科学处理。在初期展开混凝土浇筑施工的过程中，为了构建稳定的施工环境，工作人员需要对施工内外环境的温度进行平衡处理；
（2）对混凝土浇筑周期进行科学控制。在冬季道路桥梁混凝土浇筑施工过程中，影响施工质量的1个重要因素就是浇筑时间，因此，该工程实际施工中，施工人员加大对施工时间的把控力度，对工程质量和成本实现有效控制。
四、结束语
混凝土是道路桥梁施工过程中的主要材料，因此，其浇筑质量对保证工程的整体质量非常重要。但是由于混凝土自身的特性，使其浇筑工作极易受到温度的影响，尤其在冬季恶劣的施工环境中，采取有效的措施保证混凝土的浇筑质量尤其重要。因此，在施工前对混凝土冬季施工技术进行详细的分析，制定切实可行的施工方案，在施工过程中做好相应的预防措施，保质保量完成工程履约。
参考文献：
[1]周斌，侯晓晶.道路桥梁工程施工中混凝土施工技术的应用分析[J].河南建材，2018（01）：163+165.
[2]俞扬斌.道路桥梁工程施工中混凝土施工技术的应用分析[J].江西建材，2017（21）：142.
论文作者:刘树生
论文发表刊物:《基层建设》2018年第21期
论文发表时间:2018/8/20
标签：混凝土论文; 温度论文; 冬季论文; 桥梁论文; 过程中论文; 道路论文; 骨料论文; 《基层建设》2018年第21期论文;