混凝土箱梁暖棚法冬期施工.pdf

2 0 1 2 年 5 月第 5 期 城 市道桥与 防洪 管理施工 1 4 9 混凝土箱梁暖棚法冬期施工 杨 桂 海 ( 天津第六市政公路工程有限公司， 天津市 3 1 9 0 ) 摘要 ： 现浇钢筋混凝土普通箱梁冬期施工时， 首要任务是保证混凝土尽快达到f临界强度 ， 避免遭受冻害。着重在混凝土搅 拌 、 运输、 浇筑 、 养护等环节做好加热或保温措施。天津市复康路互通式立交桥局部工程进行了冬期施工， 施工方法采用暖棚 法 ， 为桥梁上部结构冬期施工进行了卓有成效的探索。 关键词 ： 暖棚法 ； 现 浇箱梁 ； 冬 期施工 ； 罩棚 ； 养 护 中 图分类 号 ： U 4 4 5 4 3 文献标 识码 ： B 文 章编 号 ： 1 0 o 9 7 7 1 6 ( 2 0 1 2) 0 5 0 1 4 9 0 3 0 前 言 暖棚法是指在被 养护的构件 和结构物外围搭 设维护物 ， 形 成罩棚 ， 内部安设 散热器 、 热风 机或 火炉等作为热源 ， 加热空气 ， 从 而使混凝土获得正 温 的养护条件。采用暖棚法养护混凝土 时 ， 棚 内各 测温点温度不得低于 5 ( 本工程设定棚 内温度为 l 5 ) ， 并应设专人监测混凝土及棚 内温度 。暖棚 内测温点应选择具有代 表性位置进行布置 ，每昼 夜测温不应少于 4次 。下面结合工程实例进行 阐 述 ， 以供类似工程借鉴 。 1 工程概 况和暖棚 法工艺流 程 复康路互通 式立交桥 工程位 于天津 市 区 ， 实 施冬期施工的工程部位为 M线桥的 M1 M4整联 箱梁。该部位结构为现浇 C 3 0混凝土，整联全长 5 5 m， 桥 面最宽处 3 0 m， 梁高 1 7 m， 梁下 平均净 空 为 4 3 m。 暖棚法冬期施工工艺流程如下 ： 施工准备 锅炉安装 布设供暖管道 搭设 罩棚 锅炉低 温运行 浇筑第 一步混凝 土 锅炉高温运行 浇筑第二步混凝土 锅 炉高温运行 暖棚拆除。 2 主要设 备和材 料的选择 因天津地区冬季多风，因此罩棚的搭设要求 牢 固、 可靠性好且封闭措 施到位 ； 由于工程地处市 区 ， 同时为防止二氧化碳 中毒现象 的发生 ， 因此罩 棚 内部不得采用火炉等 明火热源。经过充分 的分 析论证 ， 罩棚侧面包裹材 料采用 帆布作为 内衬 ， 防 雨水 布作 为外罩面 ，罩棚顶面 内衬采用 塑料 布外 部棉毡覆盖 ， 从而确保封 闭严密性 ； 外部供热源采 收稿 日期 ： 2 o 1 2 0 1 一 o 9 作者简介 ： 杨桂 海( 1 9 6 5 一) ， 男 ， 天津 人 ， 高级工 程师 ， 从 事市 政工 程施 工及 管理工 作 。 用热水锅炉供热 ，罩棚 内部采用地热供暖专用 P E R T管材散热。 3 锅炉选型的热工计算 暖棚采暖按照冷却面法计算耗热量 ，暖棚采 暖热量根据暖棚尺寸， 围护结构的平均传热系数 、 室 内外温度差 ( 暖棚 内温度一般按照平均 1 0 c C 1 5 c c 计算 ) 和风力情况。 暖棚采暖耗热量计算公式 ： Q = ( M X KAt ) a V ( 1 ) 式 中： Q 暖棚采暖耗热量 ； V 暖棚体积 ； M暖棚表面系数 ，即暖棚冷却 面与暖棚 体积之 ( m2 m 1 ； K 暖棚围护结构的平均传热系数( W m 2 k ) ， 取2 5 W m2 k ； t 室 内外空气温度差 ( t -t ) ； a 计算 围护结构散热率时 ， 应根据风力 乘 以系数 当风速小于 5 r n s 时 ， a = 1 2 51 5 0 ， 当风速大于 5 m s时 ， a = 1 5 02 0 0 。 暖棚体积 ： V= 5 5 X 3 0( 1 7 + 4 3 ) = 9 9 0 0 m 暖棚 的冷却表 面计算 ： F =5 56 2 +3 062+ 55 3 0 =2 6 7 0 暖棚表面系数 ： M= F V：2 6 7 0 9 9 0 0 =0 27 t = 1 5 一 ( 一 1 5 ) = 3 0 ( 夜 间最低气温取 一 1 5 ) 天津冬季平均风速按 6级计算 ，平均风速为 1 0 8 1 3 8 m s ， 故取 a = 2 0 。 按公式计算 ： Q = ( M K t )aV = 0 2 72 5 X 3 0 2 09 9 0 0 =4 0 0 9 5 0 W 因此， 本工程选择功率为 1 M W， 热效率 7 3 的热水锅炉满足工程实际需要 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 1 5 0 管理施工 城 市道桥 与防洪 2 0 1 2 年 5 月第 5 期 4 施工措施 4 1 锅炉安装和管道布设 锅炉 的布设位置要选择在便于燃料与灰渣的 运输及存放， 有方便的道路和足够的场地 ， 并应便 于给水和排水较好 的地质条件 。锅炉房宜选择位 于地势较低 的地方 ，以利于 自流或余压 回收凝结 水 。 锅炉安装选用具有相应资质 的单位进行安装 调试 ， 供热锅炉使用前 ， 经技术 、 安全 、 设备等部 门 检查合格。司炉工随时掌握锅炉运行情况，并有采 取应急措施 的手段 。锅炉房 内设置 防火通道 ， 并备 足防火 、 灭火器材 。与锅炉连接垂直管道做托架安 装 ，暖棚 内的水平管道利用箱梁支设 的脚手架 固 定安装。 散热管道 的布置原则应力求短 、 直 ， 主干线应 通过热负荷集中的区域。散热管道安装 时 ， 应具有 不小于 2 。 的坡度 ， 出水管和 回水管 的坡 向应与介 质 的流动方 向一致。为 了控制 出水管和 回水管温 度差不宜过大 ，每一组 出水管 和回水管布设距离 不宜过长 ， 该工程施工时管道布设采用 三组 出 、 回 水管道 。该工程在箱梁底距底板 2 0 c m布设供暖 管道 ， 管道 间距 为 1 m， 两侧翼板 下各布置一道供 热管道 ， 见图 1 。 4 2 罩棚搭设 箱梁混凝土浇筑前 ， 利用碗扣式脚手架在箱梁 顶面搭设高约 1 2 0 e m，两侧 比箱梁宽约 1 m的暖 棚， 暖棚立柱 间距为 2 m， 立杆顶端 由横杆相连接 ， 中间加设一道横撑 ， 并加一道斜撑确保 支架 稳定 ， 箱梁顶面至现状地面间利用现浇箱 梁支架作 为侧 面龙骨。骨架外侧采用密封性 良好的帆布和防雨 水布从 上至下全封 闭包裹 ，为保证 暖棚 密实 、 稳 固， 防雨水布搭接 1 m， 并沿桥 向每隔 5 1T I 用麻绳 从底至棚顶箍 紧防雨水布 ， 下部用土覆 盖严实 ， 以 保证 暖棚的封闭性 ， 见图 2 。 4 3 锅炉低温运行 在箱梁具备浇筑第一步混凝土前两天 ， 对锅炉 和供热管道进行加水 ，并对锅 炉的初次运行 进行 调试 。启动锅炉进行低温运行 ， 对罩棚棚内部空间 进行 预热 ， 箱梁模板和钢筋预热温度为 5 q C。 4 4 浇筑第一步混凝土 浇筑混凝 土时根据浇筑长度掀 开暖棚上 口， 不 得一次全部掀开 ， 配足人员和设备提高施工速度 ， 应掀开一段 暖棚 ， 浇筑一段混凝土 ， 混凝 土浇筑时 沿腹板 3 O 。向前推进 ，设专人随着浇筑进度对暖 棚顶面进行铺盖并 固定牢 固，混凝土浇筑前 对测 图 1 供热管道布置示意图 一 防 雨 水布 履 、 M、 垒W W ， w M _ 盖 l 散 热 管 ( 、 f 、 。 i i 。1 。 1 。 f 0 1 0f o I O T O I 。1 0I 。I 。1 0 i 0 f 。7 。I 。f 。I 。I 。f 。f 。 f 。I f f f f I f 。 f 。 l I f r 1 J J 、 、 r l L r 十 l L 十 i- v- 、f i ， 堆土 寸 ， 卜I 】 f 厂 1 1 1 1 中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中中 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 1 2 年 5 月第 5 期 城 市道桥 与防洪 管理施工 1 5 1 温孔进行布设 ， 测温孔处预埋 P V C管 ， 两端用胶带 封 闭。在箱 梁两端 和跨 中每隔 5 m放置 1 支温度 计， 每隔 2 h由值班人员对暖棚内温度进行一次观 测 。测温孑 L 观测箱梁混凝土温度时 ， 温度计应在测 温孔 内放置时间不得小 于 3 rai n ，并做好记录 ， 待 养护结束后存档备查 。 4 5 锅炉高温运行 每步混凝土浇筑完且 暖棚封 闭完成后 ，立 即 对锅炉进行升温加热 ， 严格控制锅炉 出水 、 回水温 度 。 锅炉出水温度持续在 8 0 左右 ， 回水温度控制 在 6 0 C 左右 ， 确保混凝土养护 的温度 ， 保证暖棚内 恒温 1 5 养护。 4 6 浇筑第二步混凝土 待 同条 件 下 养 护 试 件 强 度 达 到 设 计 强 度 4 0 后 ， 关 闭供热管道 ， 掀 开 暖棚 顶 面防雨水 布 ， 进行顶板钢筋绑扎和顶模安装施工。 开始浇筑第 二步混凝 土。混凝 土浇筑顺桥 向横 向推进 ， 安 排 专人对顶 面暖棚封盖 ， 浇筑完 的混凝 土随收 面随 苫盖 ， 确保 苫盖及时避免 混凝土受冻 。顶板 苫盖 采用一道塑料布和一道棉毡 。顶板测 温孔设 置同 第一步混凝 土浇筑 ， 暖棚封闭 的同时启动锅 炉加 热养护 。 4 7 拆除罩棚 由于混 凝土具有热胀 冷缩的性质 ，当外 部温 度或结构 内部温度发生变化 ， 昆 凝土将剩变形 ， 若 变形受到约束 ， 则在结构内部将产生应力， 当应力 超过混凝 土抗拉强度时 即产生裂缝 。一般 季节施 工 中突降大雨 、冷空气侵袭等情况均可导致结构 外表面温度突然下降 ，但因内部温度变化相对较 慢从而产生温度梯度 ， 导致结构出现裂缝。冬期施 工要确保混凝 土避免骤冷 骤热和 内外温度不 均 ， 因此在拆 除罩棚 时按照如下的顺序进行 ：待同条 件试件养护强度达到 1 0 0 后 ， 逐步降低给水的温 度 ， 然后关 闭管道 阀门 ， 拆 除暖棚 以及箱梁模板 、 支架 。暖棚拆除时 ， 应循序渐进 的进行 ， 保证梁体 温度与外界温度逐渐一致 ，避免暖棚拆 除过快造 成箱梁表 面混凝土收缩裂纹 ，梁底测 温后不在对 混凝土进行洒水养护。 5 结语 暖棚法在现浇普通钢筋混凝土箱梁冬期施工 中的应用效果 良好 ， 该 冬期施工方法施工简单 、 方 便， 易于操作， 不仅节约了成本， 确保了工期， 而且 保证了梁体的内在质量，更为重要的是因采用管 道散热 ，从根本上消除 了用明火作 为热源的火灾 风险。但在实际施 工中须注意 以下几点 ： ( 1 ) 暖棚法用 的防寒保温材料 ， 要设 专人负责 管理 ，对施工现场易发生火灾的地 方配置足够 的 防火器材 ， 并保持 良好状态 。 ( 2 ) 暖棚 内加热管道启动后 ， 棚 内冷空气被加 热时相对温度要降低，从而使棚内混凝土裸露面 趋向快速蒸发 ，为此混凝土表面宜覆盖一层塑料 薄膜 ， 防止水分蒸发过快。 ( 3 ) 暖棚 内进行钢筋焊接施工时 ， 焊接点 四周 必须采用 防火材料进行遮挡 ，防止焊渣遗落到暖 棚保温材料上而引起火灾 。 ( 4 ) 冬期施工现浇梁混凝土浇筑要从梁体一端 开始分层进行 ， 不能从两端或从中间向两侧进行， 以便 于及时加热覆盖。 ( 5 ) 混凝土浇筑完成后升温养护一定要保证不 少于 7 d ， 且 随时观测温度及梁体混凝土水化反应 情况 ，通 过同条件养护7 昆凝土试件 的强度来 确定 结构物实体强度的增长情况。 参考文 献 【 1 刘 津 明 混 凝 土结 构施 工技术 M 北京 ： 机械 工 业 出版 社， 2 0 0 9 ， 2 8 7 【 2 江正荣， 朱国粱 简明施工计算手册【 M 北京： 中国建筑工业出版 社 2 0 0 5 8 3 7 8 3 8 江西九江今年开建绕城高速 途经星子 、 九江两县 江西省 九江 市绕 城高速 公路有 了实 质性 进展 ， 近 日， 有 关部 门正 式公 示该 项 目的勘 察设 计和设 计 咨 询招标 结果 ， 为今年 正式 开工建 设奠 定 了基 础 。该 项 目使庐 山有望 成为 九江 的城 市 “ 盆景 ” ， 形 成 “ 怀 抱庐 山 、 坐拥 鄱湖 ” 的 “ 大 九江 ” 格局 ， 带动 环庐 山旅游 的发展 。 九江绕城高速公路规划途经九江市的星子 、 九江两县， 全长 4 8 5 k m， 设计时速为 1 0 0 k m h 、 双 向4车道 ， 是江西省 2 0 2 0年高速公路规划中的高速公路之一。九江绕城高速公路项 目北连杭瑞 国 家高 速公 路 ， 西 接正 在规 划 建设 的都 昌至 九 江 高速 公路 ， 并 与该 高速 一起 ， 成 为南 昌 、 宜 春等 鄱 阳 湖西岸 地 区对接沿 长江 通道 的又一 条快速 通道 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m