祖騰

摘要：受多種因素的制約，部分鐵路工程的施工需要在冬季進(jìn)行，但是由于冬季獨(dú)特的氣候因素，需要優(yōu)化預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁施工技術(shù)，方能保證整個(gè)工程的質(zhì)量。本文分別闡述了鐵路工程預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁冬季施工的相關(guān)內(nèi)容、施工準(zhǔn)備以及施工技術(shù)，以供參考。

關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力；混凝土；箱梁；冬季；施工技術(shù)

預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁冬季施工有其獨(dú)特的技術(shù)要點(diǎn)，對此，需要鐵路工程施工單位嚴(yán)格學(xué)習(xí)技術(shù)要點(diǎn)，合理規(guī)避施工盲點(diǎn)，避免因技術(shù)措施不足而引發(fā)質(zhì)量事故，在造成不必要的成本浪費(fèi)之余，增大后期維護(hù)難度，畢竟對于施工單位而言，降低成本與提升質(zhì)量是促成企業(yè)長遠(yuǎn)發(fā)展的關(guān)鍵，所以應(yīng)當(dāng)引起施工單位的重視。

一、冬季施工概述

（一）混凝土在冬季的特點(diǎn)

冬季混凝土與其他季節(jié)的混凝土有所差異，表現(xiàn)在：第一，受施工環(huán)境以及施工條件所限，混凝土工程在冬季比較容易出現(xiàn)質(zhì)量事故；第二，質(zhì)量事故往往呈現(xiàn)滯后性、隱蔽性，因?yàn)楣こ倘羰窃诙就旯ぃ|(zhì)量事故在春季才會逐漸暴露出來，所以這種延后性無疑增大了后期處理難度，既會給工程帶來不必要的損失，也會影響該項(xiàng)工程的具體使用壽命；第三，冬季施工需要有較長一段時(shí)間做準(zhǔn)備工作，要求工程有全局以及細(xì)致的計(jì)劃，但是部分工程的開展比較倉促，前期準(zhǔn)備工作不足，易造成質(zhì)量事故；第四，在凝結(jié)時(shí)間方面，冬季混凝土在凝結(jié)時(shí)需要根據(jù)具體的溫度衡量，一般而言，0～4℃的時(shí)候[1]，混凝土凝結(jié)的時(shí)間要比15℃的時(shí)候需要的時(shí)間多3倍，而當(dāng)溫度下降至0. 3～ 0. 5℃時(shí)，混凝土反應(yīng)停止，當(dāng)- 10℃時(shí)，此時(shí)混凝土不再進(jìn)行水化反應(yīng)，強(qiáng)度也不會再增長，水凍脹體積也有所增加，比例大致在9%，已然硬化的箱梁結(jié)構(gòu)或發(fā)生凍壞，或結(jié)構(gòu)遭到破壞。

（二）負(fù)溫破壞機(jī)理

混凝土在冬季施工時(shí)產(chǎn)生低溫硬化反應(yīng)，是由多種因素綜合作用的結(jié)果。常見的混凝土負(fù)溫受凍現(xiàn)象有兩種：第一種，混凝土在被澆筑后，尚未水化便凍結(jié)，此時(shí)水分是呈現(xiàn)微小晶體狀，待“休眠”期結(jié)束[2]，會進(jìn)行正常水化，不會出現(xiàn)強(qiáng)度損失，這種情況發(fā)生的幾率較小，因?yàn)槿羰谴朔N受凍情況，混凝土箱梁有凍脹危險(xiǎn)，基本不可??；第二種，混凝土處于初凝后、膠凝期間，此時(shí)混凝土的強(qiáng)度會隨著時(shí)間的推移緩慢增長，若是溫度持續(xù)下降，凍害問題必然會出現(xiàn)，因?yàn)榛炷恋睦鋮s過程呈現(xiàn)由外到內(nèi)的趨勢，水分隨著冷卻時(shí)間逐漸向表層移動(dòng)，一旦表面溫度降至冰點(diǎn)，水分便會凝結(jié)成冰，大量的冰晶聚攏為扁平冰聚體，會導(dǎo)致混凝土中的水分結(jié)構(gòu)重置，形成結(jié)晶骨架，加之粗骨料的導(dǎo)熱系數(shù)相對較大，容易冷卻，所以冰聚體與骨料、鋼筋的混合只會讓混凝土更加密實(shí)，加劇冰聚體的形成，冬去春來，這些冰聚體消融，使得混凝土中的空隙增多，使混凝土結(jié)構(gòu)失去原有的強(qiáng)度，帶來質(zhì)量事故，這種情況在鐵路工程中比較常見，需要施工單位采取安全可靠的措施予以科學(xué)防治。

（三）冬季施工規(guī)定

根據(jù)鐵路混凝土與砌體工程施工規(guī)范規(guī)范所述，連續(xù)3d低于5℃或最低氣溫低于-3℃時(shí)，混凝土施工應(yīng)符合冬期施工有關(guān)規(guī)定，所以依據(jù)這一標(biāo)準(zhǔn)，施工單位在冬季施工時(shí)，要注意以下幾點(diǎn)施工規(guī)定：第一，在混凝土養(yǎng)護(hù)方面，在混凝土凍結(jié)之前，強(qiáng)度既不能小于設(shè)計(jì)方案中強(qiáng)度的40%，也不能小于5MPa[3]；第二，在材料方面，防寒保溫材料的使用，要遵循因地制宜的原則，盡可能的使用當(dāng)?shù)亍F(xiàn)成材料；第三，在強(qiáng)度方面，可以促成混凝土強(qiáng)度提升的方法有加熱拌和集料、減少減水劑的緩凝成分等方法，施工單位可以根據(jù)施工片區(qū)的環(huán)境以及氣候因素等，合理選擇適當(dāng)?shù)姆椒?，用以降低其水體冰點(diǎn)，達(dá)到抗凍的目標(biāo)。

二、施工準(zhǔn)備

在正式施工之前，基于施工環(huán)境以及施工條件在冬季出現(xiàn)的變化，需要先行采取一些措施，做好準(zhǔn)備工作，具體來講，一方面需要施工單位針對冬季施工內(nèi)容制定組織計(jì)劃，根據(jù)此計(jì)劃展開準(zhǔn)備工作，包括配備足量的防寒材料，如棉被和草簾等覆蓋物，以及采取防凍措施對材料進(jìn)行保護(hù)，還要做好維修保養(yǎng)工作，以便施工設(shè)備能夠正常施工等；另一方面需要提前安裝好鍋爐以及供氣管道，并通過試壓，確保這些設(shè)備具備可實(shí)用性和安全性；除此之外，還需搭設(shè)一定數(shù)量的暖棚供施工所需，暖棚兩側(cè)要懸掛排管焊接暖氣，在24h連續(xù)供熱的條件下，棚內(nèi)溫度要達(dá)到5℃以上。

三、施工措施

（一）鋼筋

混凝土箱梁的制作過程中，鋼筋加工是尤為重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，對此，施工單位需要主要以下幾點(diǎn)加工要點(diǎn)：第一，鋼筋焊接。冬季鋼筋焊接的最佳地點(diǎn)是室內(nèi)，所以需要施工單位準(zhǔn)備專門的焊工棚，以便焊接工作能夠在室內(nèi)保質(zhì)保量的完成，且在焊接時(shí)還需要對棚內(nèi)進(jìn)行保溫，可以使用的材料有電熱器或是燈管，溫度不能低于5℃[4]，若是不具備使用焊工棚的條件，室外操作時(shí)的溫度也不應(yīng)低于-20℃，適當(dāng)?shù)臅r(shí)候可以用彩條布阻擋風(fēng)雪，減少焊件溫差；第二，焊后冷卻。焊接工作完成之后，不宜將鋼筋立即移出焊工棚，需要待鋼筋冷卻至棚溫后，方能置于外溫之下；第三，沖洗鋼筋。當(dāng)溫度降至0℃以下時(shí)，要減少沖洗鋼筋的頻率，以避免鋼筋附水結(jié)冰，影響性能；第四，蒸汽養(yǎng)護(hù)。采用后張法方式施工制作的箱梁，在用蒸汽養(yǎng)護(hù)時(shí)要避免在梁體中先行穿插鋼絞線，此種做法會讓鋼絞線生銹，所以為了解決這一問題，可以在波紋管內(nèi)再穿插一根塑料管，在澆筑后撥出塑料管，在張拉前穿入鋼絞線；第五，鋼筋捆扎。捆扎中主要要注意兩點(diǎn)，一是做好防撞設(shè)計(jì)，二是處理梁端伸縫預(yù)埋件，在鋼筋捆扎之后，還要進(jìn)行細(xì)致的檢查工作，要求是周邊雜物要清理干凈。

（二）混凝土

1.配合比

冬季混凝土箱梁在施工時(shí)要改進(jìn)該項(xiàng)材料的配合比，對此，第一，需要施工單位在購買水泥時(shí)，綜合考慮不同種類水泥的性價(jià)比，優(yōu)先選擇抗凍性能較強(qiáng)的水泥，例如當(dāng)前鐵路工程施工中較為常見的水泥種類是硅酸鹽水泥，這種水泥具有較大的水化熱，并且強(qiáng)度增長速度相對較快，抗壓強(qiáng)度在3d內(nèi)會增長至其他水泥類型7d內(nèi)的強(qiáng)度[5]；第二，水灰比也是提升混凝土箱梁質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)，所以根據(jù)冬季施工的條件，有必要選擇較小水灰比，以此方式增加水化熱量，使混凝土在最短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到齡期強(qiáng)度；第三，減少減水劑中的緩凝成分也是優(yōu)化混凝土配合比的一種有效方式，這種方法可以縮短混凝土的凝結(jié)時(shí)間，減少冰聚體出現(xiàn)的可能性，所以這種方法受到鐵路施工單位的青睞。

2.拌制

混凝土拌制有以下需要注意的技術(shù)要點(diǎn)：第一，遇有雨雪天氣，需要提前用篷布覆蓋堆料場，以避免材料積水，因冰凍性能受損，待天氣晴朗之后，要掀開篷布予以晾曬，若是條件允許還可以進(jìn)行翻曬；第二，因?yàn)樗嘀荒鼙夭荒芗訜?，所以若是拌和后的混凝土其溫度不能達(dá)到制作箱梁的要求時(shí)，需要考慮加熱拌和水或是加熱集料；第三，采用加熱拌和水的方法時(shí)，可以用鍋爐加熱或是用電熱棒加熱，水溫以40～60℃為最佳，即便超熱，也應(yīng)當(dāng)控制在80℃以下，第四，在投料之前，要對攪拌機(jī)進(jìn)行沖洗，沖洗之后，按照集料、熱水及外加劑、膠材的順序投料，攪拌時(shí)間要比其他季節(jié)的攪拌時(shí)間延長60s，方能攪拌均勻，此時(shí)要注意不能讓80℃水溫的水與水泥接觸，否則會出現(xiàn)假凝現(xiàn)象，影響后期施工質(zhì)量；第五，無論是拌和用水溫度的觀測，還是混凝土入模溫度的觀測，以及運(yùn)輸溫度損耗情況，都需要安排專人進(jìn)行，一般來講，出料溫度應(yīng)當(dāng)控制在20℃左右，入模溫度應(yīng)當(dāng)控制在10℃左右，當(dāng)出現(xiàn)入模溫度不達(dá)標(biāo)的情況時(shí)，可以通過調(diào)整水溫的方法予以解決。

3.運(yùn)輸

混凝土運(yùn)輸要經(jīng)過合理安排，以縮短運(yùn)輸時(shí)間為標(biāo)準(zhǔn)，采用包裹保溫材料的方法，盡量減少運(yùn)輸途中所產(chǎn)生的熱量損失。

4、澆筑

澆筑之前的準(zhǔn)備工作是清除模板，讓集聚在上面的冰雪或是污垢脫落，然后需要使用大篷布覆蓋預(yù)制梁模板，通入一定量的熱蒸汽，能夠讓鋼筋與模板的溫度保持在5℃以上即可。澆筑要分層進(jìn)行，從箱梁的一端逐漸向著另一端推進(jìn)，在保證澆筑質(zhì)量的同時(shí)，盡可能的減少澆筑時(shí)間。在澆筑完頂板之后，要立即在上面覆蓋保溫層，覆蓋的時(shí)候需要使用土工布、塑料布、篷布層層遮擋，并用砂壓邊角，盡量減少熱量損失。

5.養(yǎng)護(hù)

混凝土的養(yǎng)護(hù)使用的是鍋爐生成的蒸汽，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，二片箱梁僅需1t鍋爐，但要注意的是，在進(jìn)行養(yǎng)護(hù)施工時(shí)，要嚴(yán)格控制溫度梯度，避免因溫度不合適而造成的膨脹或是收縮裂紋，所以要安排專人養(yǎng)護(hù)，實(shí)時(shí)觀測棚內(nèi)溫度，并做好記錄，一旦溫度升至40℃[6]，就必須暫停熱蒸汽的通入，用恒溫進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，在這階段，還需觀測人員每兩個(gè)小時(shí)觀測一次，記錄觀測數(shù)據(jù)。

四、結(jié)束語

鐵路工程冬季施工除了選擇適應(yīng)冬季的施工材料之外，還需應(yīng)用先進(jìn)的施工技術(shù)，如此方能提升混凝土箱梁的質(zhì)量，為整個(gè)工程的安全奠定可靠的基礎(chǔ)，讓施工質(zhì)量能夠達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)，能夠按計(jì)劃投產(chǎn)使用。

參考文獻(xiàn)：

[1]牛志偉.預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋支架法施工控制技術(shù)研究[J].珠江水運(yùn)，2018（10）：80-81.

[2]王曉燕.預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁現(xiàn)澆支架法施工技術(shù)分析[J].交通世界，2018（23）：113-114+117.

[3]辛德武.大跨度鋼筋混凝土預(yù)應(yīng)力箱梁支架法分段現(xiàn)澆施工技術(shù)[J].四川水利，2018，39（04）：63-66.

[4]溫小峰.吉林雙遼光伏電站支架基礎(chǔ)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁冬季施工技術(shù)[J].農(nóng)業(yè)科技與信息，2018（14）：114-115.

[5]陳忠杰.解析橋梁工程中預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁施工技術(shù)[J].甘肅科技縱橫，2018，47（07）：41-43.

[6]曹玉宏.淺談高寒地區(qū)預(yù)應(yīng)力箱梁混凝土冬季施工技術(shù)[J].公路交通科技（應(yīng)用技術(shù)版），2015，11（06）：41-43.

（作者單位：中鐵六局集團(tuán)有限公司）