淺談大體積混凝土箱梁冬季施工質(zhì)量的控制.doc

淺談大體積混凝土箱梁冬季施工質(zhì)量的控制許慶(天津華盾工程監(jiān)理咨詢有限公司，天津300070)【摘要】文章主要從配合比、熱工計(jì)算、混凝土的澆筑及養(yǎng)護(hù)等幾個(gè)方面，闡述了大體積混凝土箱梁在冬季施工的控制方法。【關(guān)鍵詞】大體積混凝土；箱梁；冬季施工；質(zhì)量控制【中圖分類號(hào)】TU74【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A【文章編號(hào)】1008-1151(2006)02-0020-02一、概述東南半環(huán)海河大橋是連接海河兩岸的大型橋梁工程，該橋?yàn)樯舷滦蟹蛛x式立交橋，分為A線、B線。大橋的主橋段為跨河橋，其結(jié)構(gòu)形式為3跨55m等截面預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁，箱梁截面形式為單箱斜腹，梁高3米寬18米，頂板厚30cm，底板厚2560cm，腹板厚50100cm，翼板厚1570cm，混凝土強(qiáng)度為C50。主橋A線箱梁需要在冬季進(jìn)行施工，因位于河道上，風(fēng)大不易保溫，在如此條件下進(jìn)行大體積混凝土箱梁的冬季施工非常不利，為了保證箱梁混凝土的質(zhì)量，我們對(duì)混凝土的冬季施工從各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格的控制。二、配合比確定及熱工計(jì)算（一）配合比確定冬季施工配合應(yīng)采用冷混凝土配比，根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)取砂率為39%，水泥用量為494，選用UNF-5A非引氣型高效減水劑和YND-153型防凍減水劑做為外加劑，前者為無(wú)氯型、低堿、低硫酸鈉產(chǎn)品，其較低的堿含量可避免混凝土的堿集料反應(yīng)。后者為無(wú)氯型產(chǎn)品，可加速混凝土的凝結(jié)和硬化，低溫、負(fù)溫效果好，在摻量達(dá)到3.5%時(shí)，可用于10以上的冬季混凝土，非常適合冬季混凝土配合比。配合比的28天試配強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值的115%以上，證明配合比滿足設(shè)計(jì)要求。配合比如下：（二）熱工計(jì)算為了便于控制混凝土質(zhì)量，必須對(duì)配合比進(jìn)行了冬季施工熱工計(jì)算。現(xiàn)場(chǎng)對(duì)砂、石進(jìn)行含水量的測(cè)試，獲得平均值：Ps=5%，Pg=0%，需要對(duì)原配合比進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整后的配合比如下：下面根據(jù)調(diào)整后的施工配合比進(jìn)行熱工計(jì)算：按公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范要求，取混凝土入模溫度T2=5，并考慮環(huán)境溫度在零下4以下時(shí)不進(jìn)行混凝土施工。如果澆筑混凝土的天氣情況較差，按最不利條件：氣溫為零下4。通過(guò)公式：T2=T1（A*T0.032N）（T1Ta）N混凝土轉(zhuǎn)運(yùn)次數(shù)；T混凝土運(yùn)輸時(shí)間；A溫度損失系數(shù)；Ta運(yùn)輸時(shí)環(huán)境溫度取N=1A=0.25T=1/3hTa=4可得混凝土的出機(jī)溫度T1=6.2通過(guò)公式：T1=T00.16（T0Tb）取攪拌機(jī)棚內(nèi)溫度Tb=2可得混凝土拌和物的溫度T0=7.8通過(guò)公式：T0=0.9(WcTcWsTsWgTg)4.2Tw(Ww-PsWs-PgWg)c1(PsWsTsPgWgTg)c2(PsWsPgWg)4.2Ww0.9(WcWsWg)Ww、Wc、Ws、Wg水、水泥、砂、石的用量（）Tw、Tc、Ts、Tg水、水泥、砂、石的溫度（）Ps、Pg砂、石的含水率（%）c1、c2水的比熱容（KJ/K）及溶解熱（KJ/）按砂、石、水泥都在同一最低溫度考慮，取Tc=Ts=Tg=4根據(jù)公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范要求：當(dāng)骨料溫度0時(shí)，公式中的c1=2.1c2=335可得混凝土攪拌時(shí)所需要的水溫Tw=58如果澆筑混凝土的天氣情況較好，按最不利條件：氣溫為零上1取Tc=Ts=Tg=1Ta=1Tb=2根據(jù)公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范要求：當(dāng)骨料溫度0時(shí)，公式中的c1=4.2c2=0通過(guò)計(jì)算，可得混凝土攪拌時(shí)所需要的水溫Tw=26.5由上面計(jì)算結(jié)果可知，混凝土攪拌時(shí)所需水溫均滿足公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范要求拌和水溫度80的條件；當(dāng)氣溫在零上時(shí)，水溫26.5就能夠滿足冬季施工混凝土的要求；當(dāng)氣溫在零下時(shí)，水溫58才能夠滿足冬季施工混凝土的要求。在實(shí)際施工中，通過(guò)對(duì)給水池采取保溫圍護(hù)措施和使用大功率的電熱管對(duì)水進(jìn)行加熱，實(shí)際測(cè)得水溫一般在5080之間。并且，施工時(shí)日常氣溫僅在53之間,未達(dá)到所設(shè)想的最不利情況?，F(xiàn)場(chǎng)對(duì)混凝土入模的實(shí)際溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)結(jié)果均在1520之間，滿足公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范對(duì)冬季混凝土施工入模溫度的要求。三、澆筑和養(yǎng)護(hù)（一）混凝土的澆筑冬季施工混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)混凝土施工方案的可行性非常重要。應(yīng)對(duì)施工方案進(jìn)行了細(xì)致的審查，重點(diǎn)為機(jī)械設(shè)備和澆筑方案。由于主橋使用MSS架橋機(jī)進(jìn)行施工，MSS施工手冊(cè)要求箱梁混凝土必須對(duì)稱澆筑，澆筑順序?yàn)椋合葟那爸c(diǎn)開始順橋向?qū)ΨQ澆筑，對(duì)稱澆筑完成后，再向后支點(diǎn)澆筑，并且要求橫橋向也必須對(duì)稱澆筑，且不對(duì)稱混凝土方量不得大于6m3，箱梁為整體一次澆筑成型工藝。所以，現(xiàn)場(chǎng)的混凝土的生產(chǎn)能力、運(yùn)輸途徑和機(jī)械設(shè)備都必須要滿足施工要求。施工現(xiàn)場(chǎng)有自建HZS60型攪拌站一臺(tái)，可以滿足施工混凝土生產(chǎn)的需要，為了預(yù)防攪拌站在生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)意外情況，還選用城建集團(tuán)攪拌站為備用站。現(xiàn)場(chǎng)有罐車9部，固定泵1臺(tái)，汽車泵1臺(tái)，另外還有固定泵、汽車泵各一臺(tái)作為備用，可以滿足混凝土輸送需要。為了方便施工，并考慮到運(yùn)距，決定利用已完成的B線橋來(lái)進(jìn)行A線箱梁的施工，汽車泵穩(wěn)在B線上與要施工箱梁相對(duì)應(yīng)的位置，固定泵穩(wěn)在河邊，這樣的布置能夠保證混凝土澆筑的速度和連續(xù)性?；炷恋臐仓に囃叵率┕すに?，分層逐段進(jìn)行澆筑，先澆腹板，再澆底板，最后澆頂板。只是需要對(duì)運(yùn)輸混凝土的容器和管道采取一定的保溫措施。澆筑現(xiàn)場(chǎng)為了防風(fēng)保溫，設(shè)置了防風(fēng)圍擋，并利用MSS架橋機(jī)自身結(jié)構(gòu)用彩條布搭設(shè)了大棚來(lái)保證混凝土結(jié)合面的溫度保持在零上。施工過(guò)程中現(xiàn)場(chǎng)溫度測(cè)量值一般在25左右，基本達(dá)到了預(yù)期目的，滿足規(guī)范要求。（二）混凝土的養(yǎng)護(hù)混凝土的養(yǎng)護(hù)是質(zhì)量控制的一個(gè)重點(diǎn)，為了防止混凝土表面產(chǎn)生溫度裂縫和保證混凝土強(qiáng)度，必須對(duì)模板采取保溫措施，考慮到架橋機(jī)的模板為2厚的木膠板，施工時(shí)在模板外側(cè)加鋪土工布、棉被、電熱毯（只是為了防止混凝土在氣溫突降的情況下不受凍的一個(gè)措施）、彩條布各一層。箱梁頂板覆蓋的保溫層相同，只是在最下層加鋪一層塑料布保水?？紤]到混凝土自身的水化熱，這樣的保溫措施完全能夠保證施工現(xiàn)場(chǎng)的養(yǎng)護(hù)。施工現(xiàn)場(chǎng)采用蓄熱法進(jìn)行混凝土養(yǎng)護(hù)。為了保證工期，要求養(yǎng)護(hù)5天后就進(jìn)行張拉工序。并且MSS架橋機(jī)的模板系統(tǒng)打開后，混凝土箱梁完全裸露在空氣中，無(wú)法進(jìn)行覆蓋保溫養(yǎng)護(hù)。為了保證混凝土的強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求和防止產(chǎn)生溫度裂縫，這就需要推算混凝土養(yǎng)護(hù)5天后強(qiáng)度和拆模時(shí)混凝土的溫度。施工前制作的多組砼試件在室外環(huán)境同條件養(yǎng)護(hù)5天后的實(shí)際抗壓強(qiáng)度均達(dá)到設(shè)計(jì)值的100%以上，考慮到施工時(shí)的氣溫不會(huì)比施工前低太多，5天后混凝土的強(qiáng)度應(yīng)該滿足設(shè)計(jì)對(duì)混凝土張拉強(qiáng)度90%設(shè)計(jì)值的要求。因此，只需要對(duì)拆模時(shí)混凝土的溫度