试析桥梁工程冬季混凝土施工工艺

摘 要： 桥梁工程的冬季施工主要包括钢筋、混凝土冬季施工，其中尤以混凝土最为关键，在冬季施工中要采取相应的技术及管理措施，以保证混凝土的质量。本文通过实例，分析了桥梁工程中混凝土施工过程中应采取的抗冻施工措施。

关键词： 桥梁工程； 混凝土冬季施工； 质量控制

桥梁工程的冬季施工，根据当地多年气温资料，自室外日平均气温连续 5 天低于 5℃的时间起，至次年最后一阶段室外日平均气温连续 5 天低于 5℃的期间进行混凝土、钢筋混凝土、预应力混凝土等工程施工时，进入冬季施工。在冬季施工中，如何避免混凝土受冻，对保证施工质量有重要意义。

1 混凝土工程冬季施工质量控制

混凝土工程冬期施工从整个施工过程的各个环节都要采取相应的保温、防冻、防风、防失水措施，尽量给混凝土创造室温养护环境，使混凝土能不断凝结、硬化、增长强度。早期混凝土强度的增长是抵抗冻害的关键。

1. 1 材料选用

（ 1） 水泥： 优先使用硅酸盐、普通硅酸盐水泥，强度等级不能低于 42. 5 等级，采用蒸养时优先使用矿渣硅酸盐水泥； 采用加热养护时严禁使用高铝水泥。

（ 2） 粗、细集料： 在冬季来临之前在料场或码头储备优质砂石材料，降低其含水量并进行蓬布覆盖，这样集料不易冻结，也可防止冰雪浸入。

（ 3） 外加剂： 为适应冬季施工需要，优先使用无氯、低碱、低硫酸钠的防冻剂产品，来降低水等组分的冰点，其低碱含量避免混凝土碱骨料反应。使防冻剂和非引气型高效早强减水剂进行双掺，减少水灰比降低单位用水量。

（ 4） 拌和水： 当材料原有温度拌制混凝土不能满足冬季混凝土入模温度 5℃需要时，首先考虑对拌和水加热，水温不得超过 80℃。

1. 2 混凝土拌和保温及运输措施

（ 1） 冬期施工的混凝土经批准后掺加防冻剂、防腐剂，暖棚蒸气养生，混凝土施工拌合站采用全封闭暖棚结构，蒸汽锅炉供热。

（ 2） 拌和站暖棚旁设一个蒸汽锅炉房供热。临近锅炉房设一座拌和水加热池。由锅炉房引出几条管道分别对暖棚中暖气片、骨料预加热、拌和机和加热池供热。

（ 3） 做好冬期混凝土配合比的试验工作，由现场试验室提供冬期混凝土配合比。

（ 4） 混凝土出机后应及时运到浇注地点。采用混凝土输送车加保温套进行混凝土输送。

1. 3 混凝土的浇注

（ 1） 冬期施工要注意在模板各接缝、棱角部位加强缝的嵌塞。

（ 2） 进行混凝土浇注前应清除模板和钢筋上的冰雪及污垢。

（ 3） 冬期混凝土的振捣采用机械振捣，振捣快速，保证混凝土的均匀性和密实性，结构的整体性，尺寸准确，钢筋、预埋件位置正确，拆模后混凝土表面平整、光洁。

（ 4） 为浇注混凝土振捣密实，混凝土应分层浇注，每层厚度不得低于 20cm，振捣时棒间距掌握在40cm，上层棒应插入下层 15cm 保证层间衔接，待混凝土表面不再显著沉降，表面泛浆后慢慢将棒提出。

2 工程实例分析

2. 1 工程概况

京秦高速公路迁西支线工程上跨京哈、津山铁路立交桥位于唐山市滦县，全长 582. 08m，共跨越京哈线、津山线及东联线。主桥采用独塔斜拉桥平面转体法施工，跨度布置为 2 × 96m。引桥下部结构双框架式桥墩和肋式桥台，上部结构为 30m 先简支后连续装配式预应力混凝土箱梁，预制架设施工。按照工期进度预制箱梁及墩柱承台进入冬季施工。

2. 2 混凝土配合比设计及热工计算

冬季施工配合比采用冷混凝土配比，要求混凝土水灰比不宜大于 0. 5，最小胶凝材料用量均不小于300kg /m3，根据天气气温的变化情况，应积极准备各种原材料进行试配，建立几个负温段冬季防冻混凝土配合比数据库，并进行优化设计，并对施工配合比进行热工计算，确定拌和用水和原材料加热温度，保证混凝土入模温度，控制混凝土质量。

水泥取 P. O42. 5 等级，选用 JD 无氯、低碱、低硫酸钠的早强防冻剂，与非引气型高效早强 JC -2 型减水剂进行双掺，可加速混凝土凝结和硬化，当防冻剂掺量达到 2. 5 ～ 3. 0 时，可用于 - 10℃ ～ - 15℃ 冬季混凝土施工。按 《普通配合比设计规程》 （ JGJ55- 2000） 要求，至少做 3 个不同水灰比进行强度试验，其中3 个水灰比分别为0. 36、0. 35、0. 34。

对现场砂、石进行含水量的测试，获得平均值：Ps= 4. 5% ，Pg= 0% 。

2. 3 冬季施工质量控制措施

2. 3. 1 施工措施

（ 1） 冬季施工浇注混凝土前，先清理模板和钢筋上的污垢。浇注时要及时振捣，振捣时要密实不留死角，保证混凝土能充分填满模板的各个角落。

（ 2） 设专职人员在浇注现场随浇注随取样制作试块，试块为 150mm × 150mm × 150mm 的立方体，请监理工程师监督执行。试块的留置符合规范规定，与结构在同条件下养护，项目工地为实验人员提供一切便利条件。养护 28 天后将试块送交试验室进行强度试验。

2. 3. 2 施工测温

设专人对气温、混凝土所用材料和混凝土的温度及暖棚中的温度进行测量。基础及涵洞的测温孔布置于基础顶面。墩台身测温孔为 3 个，分别在墩底，墩中及墩顶测温。

（ 1） 混凝土所用材料每工班至少测量 3 次。

（ 2） 搅拌机出口的混凝土拌和物的温度，每 1h测量一次。

（ 3） 振捣完毕时的混凝土温度每 1h 测量一次。

（ 4） 对养护期间的混凝土，每 4h 测量一次。

混凝土内测温孔设在混凝土顶面，测温时将温度计插入测温孔中至少10min，然后取出，迅速记下温度值。

所有测温孔按顺序编号，测温人员应同时检查覆盖保温情况，发现问题及时采取措施。

2. 3. 3 混凝土的养护

在混凝土浇注后，先采用毛毯包裹，外裹彩条布，防止冷空气进入，达到蓄热保温的目的。棚内生火炉在火炉上加铁锅烧水蒸汽养生，保证混凝土养护的温度及湿度需要。暖棚内的温度保持在 10℃左右，不得低于 5℃。

2. 4 效果分析

（ 1） 温度数据统计分析

该工程所在地区温度，在施工过程中冬季室外平均 -3℃，夜间最低温度 - 10℃，由于采用了充分的保温措施，工程测量的温度记录显示养护期间混凝土的温度能够达到 5 ～ 10℃，符合混凝土的施工质量要求。

（ 2） 现场混凝土强度检测

为了检验混凝土强度的发展情况，利用回弹仪对不同龄期的的冬季施工混凝土构件的不同区间进行了现场强度检验。结果表明每个区间的混凝土强度均达到要求。

3 结语

（ 1） 冬季混凝土施工必须做好组织计划、防冻物资准备，进行热工计算决定材料加热温度，和养护方法。

（ 2） 严格控制混凝土拌和时间和坍落度，通过添加高效减水剂，使配合比中的用水量降到最低，以提高混凝土早期强度及抗冻性能，避免混凝土的早期冻害。

（ 3） 严格控制混凝土的出机口温度及入模温度，使之满足冬季施工温度的要求，并定人定时进行环境温度，各项材料温度，混凝土出料、入模的温度，以及混凝土养护时温度观测。

（ 4） 在运输和浇注过程中，应尽量缩短运输时间和距离，加快浇注速度，防止热量散失过多，以利用混凝土的水化热，加快混凝土的强度增加。

（ 5） 对容易冷却部位，加强覆盖保温。并尽量避免气温过低时进行混凝土施工。

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