混凝土橋梁冬季施工方案設(shè)計(jì)論文發(fā)表

　　摘要：隨著國家對水利工程投入的不斷增加,橋梁工程的冬季施工也是不可避免的。施工的好壞直接影響控制目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，不僅影響整個橋梁的耐久性，大大縮減橋梁的使用壽命，而且維修費(fèi)用也十分昂貴。本文著重對橋梁混凝土冬季施工方法的實(shí)際應(yīng)用和防裂措施進(jìn)行了簡單的闡述。

　　關(guān)鍵詞：混凝土橋梁,蓄熱法,蒸汽養(yǎng)護(hù),防裂措施

　　1.冬季施工的特點(diǎn)

　　1.1冬季施工由于施工條件及環(huán)境不利，是工程質(zhì)量事故的多發(fā)季節(jié)，質(zhì)量事故多具有隱蔽性和滯后性。氣溫變化頻繁，須注意防護(hù)外，還要注意防風(fēng)，避免混凝土養(yǎng)護(hù)期間的失水。

　　1.2混凝土強(qiáng)度的增長取決于水泥水化反應(yīng)的結(jié)果，水泥的水化反應(yīng)和水及溫度有關(guān)，當(dāng)溫度升高時，水化作用加快，強(qiáng)度增長液較快，而當(dāng)溫度降低到0℃時，存在于混凝土中的水有一部分開始結(jié)冰，逐漸由液態(tài)(水)變?yōu)楣虘B(tài)(水)。當(dāng)溫度繼續(xù)下降，存在于混凝土中的水完全變成冰，也就是完全由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)時，水泥水化作用基本停止，此時強(qiáng)度就不再增長。因此如何形成水泥水化反應(yīng)的環(huán)境是混凝土冬季施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。

　　1.3冬季施工的計(jì)劃性和準(zhǔn)備工作時間性強(qiáng)。這是由于準(zhǔn)備工作的時間短，技術(shù)要求復(fù)雜。往往有一些質(zhì)量事故的發(fā)生，都是由于這一環(huán)節(jié)跟不上，倉促施工造成的。

　　2.混凝土受凍對強(qiáng)度的影響

　　混凝土在澆筑后短時間內(nèi)就可凝結(jié)，以后便逐漸硬化。凝結(jié)的快慢與養(yǎng)護(hù)溫度有很大關(guān)系。養(yǎng)護(hù)溫度高，凝結(jié)快，強(qiáng)度增長也快;養(yǎng)護(hù)溫度低，凝結(jié)慢，強(qiáng)度增長也慢。冬季施工時，凝結(jié)與凍結(jié)各依據(jù)一定條件向著相同的方向轉(zhuǎn)化?；炷林械乃Y(jié)冰，混凝土就不能與固體的水發(fā)生水化作用。這時水泥、砂、石就成為一堆互相不起作用的混合物，使混凝土強(qiáng)度無法增長。而且水結(jié)成冰后體積膨脹，使混凝土結(jié)構(gòu)有冰裂的危險，因而工程質(zhì)量受到嚴(yán)重影響。研究表明，新澆混凝土在凍結(jié)前有一段預(yù)養(yǎng)期，可以增加其內(nèi)部液相，減少固相，加速水泥的水化作用。

　　混凝土早期受凍對其抗壓強(qiáng)度的影響較大，特別是澆筑后立即受凍其強(qiáng)度損失可達(dá)50%以上。因此，在混凝土冬期施工中，要特別注意避免早期受凍，而且在氣溫不太低的地區(qū)，如華北、西北和東北地區(qū)的初冬，早春季節(jié)施工時，混凝土早期受凍危害更大，應(yīng)予重視。

　　3.混凝土橋梁冬季施工方法

　　混凝土冬期各類施工方法，都有一定的適用范圍，或受到一定條件的制約。因此在選擇混凝土冬期施工方法時，應(yīng)考慮的主要因素是：自然氣溫條件，結(jié)構(gòu)類型，水泥品種，工期限制，能源情況和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。從節(jié)約能源和降低冬期施工費(fèi)用來看，應(yīng)優(yōu)先選用養(yǎng)護(hù)期間不加熱的施工方法或綜合施工方法，或經(jīng)過經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較確定。在作經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較時，不僅比較冬期施工費(fèi)用的增減，更應(yīng)考慮質(zhì)量和對工期影響等綜合經(jīng)濟(jì)效益。

　　3.1蓄熱法

　　通過原材料的保溫及預(yù)加熱，使混凝土入模具有一定正溫(不低于5℃)，利用水泥水化反應(yīng)放熱，再采取一定保溫與摻入防凍劑的綜合蓄熱措施，使混凝土在受凍前正溫條件下盡快達(dá)到受凍臨界強(qiáng)度與受凍后在負(fù)溫條件下強(qiáng)度仍有一定增長的施工或養(yǎng)護(hù)方法。蓄熱法是混凝土上冬季施工中最簡單、最經(jīng)濟(jì)的養(yǎng)護(hù)方法，它無需另外添加加熱設(shè)備。

　　蓄熱法具有較高的入模溫度與較好保溫措施，減少降溫梯度至關(guān)重要;混凝土受凍后強(qiáng)度增長緩慢、防凍劑起主要作用?；炷翝仓髴?yīng)在裸露表面及時鋪塑料薄膜保水保溫，待終凝后稍有強(qiáng)度再鋪草袋子之類保溫材料覆蓋。

　　蓄熱法的適用范圍如下：

　　(1)氣溫條件為平均氣溫>-12℃。平均氣溫主要指混凝土入模開始至溫度t=0℃或冰點(diǎn)這一階段的平均溫度。

　　(2)結(jié)構(gòu)體型條件，以結(jié)構(gòu)表面系數(shù)M(m-1)進(jìn)行控制，適用條件5≤M≤15，當(dāng)M<5時屬較厚大結(jié)構(gòu)，宜采用蓄熱法養(yǎng)護(hù)。

　　3.2蒸汽加熱法

　　利用蒸汽的熱濕作用加熱混凝土，使混凝土快速硬化，加速獲得所需要的強(qiáng)度。蒸汽養(yǎng)護(hù)雖然簡便，但要保證獲得優(yōu)質(zhì)的混凝土制品卻是一個復(fù)雜的問題。其中關(guān)鍵問題是選擇一套合理的養(yǎng)護(hù)制度，否則混凝土的質(zhì)量不能得到保證。

　　其優(yōu)點(diǎn)是：能耗成本較低，用蒸汽直接加熱混凝土?xí)r，不僅可以提供熱量，還可提供濕度，混凝土不致因高溫養(yǎng)護(hù)而脫水，缺點(diǎn)是：工地內(nèi)需設(shè)置鍋爐，鋪設(shè)管道，在管道外還要加溫，輔助工作量較大，加熱溫度不易控制，如發(fā)生漏汽、凍結(jié)等情況將使熱量收到損失并給施工帶來麻煩。

　　使用蒸汽加熱法應(yīng)注意的一些問題：

　　(1)放置3～4小時，直到混凝土發(fā)生初凝之后，才開始加熱升溫;升溫期(10～15)℃/h，升溫到最高溫度60℃左右時，繼續(xù)通蒸汽4小時，其溫度維持在50℃左右。

　　(2)冷卻時為防止蒸汽散失的帆布仍罩在混凝土上，使之較慢而較均勻地冷卻。

　　(3)將防蒸汽逸去的帆布去掉后，混凝土將暴露在大氣中，這時必須防止表面收縮、龜裂。應(yīng)根據(jù)環(huán)境條件，應(yīng)及時覆蓋草袋等并及時加水養(yǎng)護(hù)。

　　(4)蒸汽養(yǎng)護(hù)構(gòu)件時，嚴(yán)格控制升溫速度不大于10～15℃/h，恒溫溫度不大于50℃，降溫不大于10℃/h。拆模前揭開蓬布時梁體溫度與環(huán)境溫度差不得大于20℃;氣溫急劇變化或干燥(溫度<20%)，大風(fēng)天氣不宜拆模出槽。

　　3.3摻外加劑法

　　混凝土冬季施工拌合料中摻加防凍劑，使混凝土能在負(fù)溫下硬化，并在規(guī)定的時間內(nèi)達(dá)到足夠的強(qiáng)度，防凍劑是外加劑的一種，由減水組分、引氣組分、防凍組分，有時還摻有早強(qiáng)組分等組成?？墒且坏┯昧坎蛔慊驓鉁靥停匀粫斐蓛龊?。另一類是既能降低水的冰點(diǎn)，也能使含該物質(zhì)的冰的晶格構(gòu)造嚴(yán)重變形，因而無法形成凍脹應(yīng)力而破壞水化礦物構(gòu)造使混凝土強(qiáng)度受損的防凍劑，如尿素、甲醇。用量不足時，在負(fù)溫下強(qiáng)度停止增長，但轉(zhuǎn)正溫后對最終強(qiáng)度無影響，第三類是，雖然水溶液有很低的共溶溫度，但不能使混凝土中德水的冰點(diǎn)明顯降低，它的作用在于直接與水泥發(fā)生水化反應(yīng)而加速混凝土凝結(jié)硬化，有利于混凝土強(qiáng)度發(fā)展，如氯化鈣、碳酸鈣。

　　防凍外加劑摻量或配制混凝土德水溶液的濃度，隨混凝土的澆筑溫度與養(yǎng)護(hù)溫度不同而不同：混凝土德澆筑與養(yǎng)護(hù)溫度越低，需要的溶液濃度就越高。

　　4.混凝土防裂措施

　　4.1鋼筋綁扎：綁扎鋼筋之前，首先應(yīng)進(jìn)行徹底的除銹上作以確保使用的鋼筋質(zhì)量。鋼筋在加上場集，加上成型后運(yùn)至現(xiàn)場進(jìn)行安裝，安裝時嚴(yán)格把握鋼筋的間距。鋼筋規(guī)格、型號、數(shù)量、間距、幾何尺寸、接頭位置及質(zhì)量等均應(yīng)符合設(shè)計(jì)圖紙和施工規(guī)范的要求，并嚴(yán)格做好原材料和接頭試驗(yàn)。鋼筋層間距對混凝土構(gòu)件的受力性能影響顯著，但鋼筋保護(hù)層厚度不夠卻嚴(yán)重影響橋梁的使用壽命，尤其是在復(fù)雜惡劣的腐蝕環(huán)境下，因此，在鋼筋層間應(yīng)留有足夠的間距，鋼筋外層與模板間應(yīng)設(shè)置具備一定厚度的混凝土墊塊。

　　4.2混凝土的攪拌：攪拌混凝土各項(xiàng)材料的溫度，應(yīng)滿足混凝土拌合物攪拌合成后所需要的溫度，當(dāng)材料原有溫度不能滿足需要時，應(yīng)首先考慮對拌合用水加熱(溫度不得高于80℃)，仍不能滿足需要時，再考慮對集料加熱(溫度不得高于60℃)?；炷脸鰴C(jī)溫度不宜低于10℃，人模溫度不宜低于5℃。水泥只能保溫，不能加熱。

　　4.3混凝土的澆筑：澆筑之前首先要對模板及支架、鋼筋及其保護(hù)層厚度、預(yù)理件、預(yù)留孔洞等進(jìn)行檢查，確認(rèn)無誤后方可進(jìn)行澆筑?；炷恋陌韬瓦\(yùn)輸?shù)缺仨殱M足連續(xù)澆筑要求。澆筑還要防止鋼筋、模板、定位筋、墊塊及預(yù)理管適的移動和變形。大體積混凝土澆筑還要滿足分層澆筑、分層振搗的要求，并應(yīng)采取一定的散熱措施，有效降低混凝土內(nèi)外的溫差，從而減少溫度裂縫的產(chǎn)生。振搗要密實(shí)，確?；炷聊芴畛涞礁鱾€角落，同時也要避免過振引起塑性裂縫和干縮裂縫。

　　4.4混凝土的養(yǎng)護(hù)：混凝土終凝后應(yīng)及時采用覆蓋、灑水、噴霧或薄膜保濕等措施進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，避免急劇干燥、溫度急劇變化、振動以及外力干擾等。對于硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥拌制的混凝土，養(yǎng)護(hù)時間不得少于7天，對于有抗?jié)B要求或設(shè)計(jì)有明確要求的混凝土，養(yǎng)護(hù)時間不得少于14 天。冬季施工，不得向裸露部位的混凝土直接澆水養(yǎng)護(hù)，應(yīng)用塑料薄膜或其他保溫材料。

　　總結(jié)

　　道路橋梁工程的冬季施工由于準(zhǔn)備工作的時間短，技術(shù)要求復(fù)雜，因此冬季施工的計(jì)劃性和準(zhǔn)備工作時間性強(qiáng)，了解橋梁混凝土施工常用養(yǎng)護(hù)方法，將橋梁冬季施工措施結(jié)合具體混凝土冬季施工方案及冬季施工質(zhì)量檢查要點(diǎn)尤為重要。

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