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摘要：鐵路橋梁承臺墩身混凝土的施工水平會直接影響整個橋梁工程的質量，而在鐵路橋梁承臺墩身混凝土施工中，溫度的高低是影響施工水平的重要因素之一，在冬季時，混凝土承力強度會發生不同變化，同時還會出現受凍冷縮，進而影響承臺墩身的施工質量。因此，必須從多方面入手，加強對鐵路橋梁承臺墩身冬季混凝土施工工藝的控制。本文依托實際工程，以混凝土原材料的選擇和配比的確定為切入點，對鐵路橋梁承臺墩身冬季混凝土施工工藝展開研究，結合具體的施工環境和施工要求來確定施工方案的有效性，對施工后的混凝土的養護也需要做到位。只有這樣才能夠提高鐵路橋梁承臺墩身冬季混凝土施工技術的質量和效果。

關鍵詞：鐵路橋梁；承臺墩身；冬季混凝土；施工工藝

1工程概況

某鐵路客運專線正線全長299.18km，橋梁標段里程起止里程為DK168+900～DK191+100，線路長22.2km。考慮到橋梁承臺工程類型為旱地承臺，在開展混凝土澆筑施工時應加強對混凝土澆筑速度及澆筑溫度的控制，以確保混凝土入模溫度符合設計要求，保證承臺混凝土澆筑質量。在本項目中，橋梁墩身模型采用整體定型鋼模，而根據墩身的不同長度調整澆筑方案，主要采取的施工技術有：①墩身長度≤15m的橋梁承臺墩身采用整體定型鋼模，實施一次整體澆筑；②墩身長度＞15m橋梁承臺墩身則要分段實施澆筑作業，分3次開展立模與澆筑施工，依次完成橋臺基礎、臺身臺帽及其他剩余部分的澆筑作業。

2混凝土原材料的選擇和配比的確定

以國家與鐵路部門出臺的有關混凝土原料選擇與配比標準為參考，在確定混凝土原材料的選擇和配比時，必須切實滿足以下9個控制要點。1）立足本工程實際情況，采用3CaO·Al2O3含量＜8%的非早強型普通硅酸鹽水泥，加強水泥自收縮與水泥水化熱的控制，確保水泥性能符合項目要求。2）選擇質量優良，級配合理及孔隙率、粒徑等參數科學的粗砂與碎石，以確保所選用的碎石粒徑≤40mm，并采用質地堅固，空隙率與針片狀含量均勻的二級配粗骨料，嚴格控制膠凝材料與拌和用水量。3）根據項目體量，確定粉煤灰、礦渣粉等礦物摻和料等材料的用量，并選擇優質的礦物摻和料，控制拌合水量，優化水化熱與水化產物微結構，從而改善混凝土后期的強度與密實性，保證橋梁承臺達到設計使用年限。4）采用高效堿水劑作為外加劑，改善混凝土結構，以提升混凝土承臺的強度與耐久性。5）以工程實際情況為指導，在保證施工質量的基礎上控制混凝土中的膠凝材料用量，并根據不同類型的水泥類型對膠凝材料的用量進行調整，如水泥標號≤C30的混凝土材料中的膠凝材料含量為400kg/m3。6）技術人員應考量混凝土結構所在的環境與位置，確定最佳混凝土水膠比、摻和料摻量及單方混凝土膠凝材料最低使用限值。7）控制混凝土結構骨料砂漿棒（巖石柱）膨脹率，確保其不超出0.1%的允許范圍，一旦混凝土結構骨料砂漿棒（巖石柱）膨脹率＞0.1%時，必須嚴格按照抑制堿—骨料反應技術規程對其進行控制與處理。8）計算混凝土中引入的氯離子含量，保證其不超出0.1%的允許范圍，預應力混凝土結構引入的Cl-含量控制更加嚴格，應將其控制在總膠凝材料的0.06%范圍內。9）以鐵路部門出臺的相關混凝土結構控制標準為指導，加強配比試驗，確定最佳的混凝土配比率，并根據不同的混凝土配比方案進行試驗，嚴格控制混凝土結構的工作性能，確保混凝土結構的耐久性、強度達到項目要求。

3冬季混凝土施工技術要點

3.1鐵路橋梁承臺墩身冬季施工前的準備

冬季混凝土施工一般在晝夜平均溫差連續3d或以上＜5℃的環境中開展，在氣溫較低的環境中開展混凝土施工容易受凍冷縮，影響施工質量，因而在開展鐵路橋梁承臺墩身冬季施工應做好準備工作，主要可以從以下4個方面入手。1）掌握施工企業的各類設備擁有情況，采購專業的冬季測量溫度計、濕度計等測量設備，配置專業的氣象收集人員開展氣象變化勘察作業，確定施工區域內具體環境與氣象變化類型，為水泥種類的選擇與施工方案的編制提供參考。2）重視鐵路橋梁承臺墩身的保溫工作，采購加溫設施與防寒物資，組建保溫模板，如圖1所示。3）加強物資管理，確保采購的鐵路橋梁承臺墩身冬季物料處于干燥溫暖的環境中，同時也可選擇應用保溫膜和隔潮膜，配合滅火斷電設施，確保鐵路橋梁承臺墩身冬季物料的安全性與有效性[1]。4）將防滑工作視作基礎性工作，在鐵路橋梁承臺墩身周圍環境中噴灑防滑防凍材料，積極開展施工培訓與安全培訓，提升施工人員的安全意識，控制安全事故及突發事故。

3.2混凝土拌制

1）考慮到冬季混凝土施工的實際情況，選擇在拌合站安裝鍋爐，通過鍋爐對熱水箱中的水進行加熱處理，確保拌合水溫度符合混凝土拌制作業的標準，同時還應做好拌和設備與輸送管道的保溫工作，避免在輸送拌合水的過程中，熱量散失，甚至是出現管道凍壞的問題。2）建立健全材料入場規范制度，確保進入施工現場的所有施工材料的級配合理，質量優良，并且設置半封閉式儲料倉，為骨料及其他材料的存儲提供優良環境。在骨料正式投入拌合站進行拌制前，應對其含水量進行監測，確保骨料中沒有凍塊與冰雪，含水率也達到施工標準。3）采用加熱處理過且溫度符合施工實際情況的水作為拌和水，嚴格按照配比方案添加各類原料，控制混凝土水膠比，嚴格按照“骨料→水→攪拌→水泥→外加劑→攪拌”的施工流程，攪拌時間控制在120s～150s范圍內。除此之外，在混凝土拌合物出倉前，應進行溫度檢測和坍落度，確保其出機溫度≥7.5℃，入模溫度＞5℃。4）若混凝土拌和物的出機溫度無法保證≥7.5℃，施工人員應及時采取處治措施，調整拌和水的水溫或者延長拌和時間，以此來提升混凝土拌合物的出機溫度，保證后期混凝土性能的穩定性。5）全過程動態跟蹤拌和水水溫、骨料溫度及混凝土拌和物出機溫度，為調整與優化混凝土拌制作業提供科學真實的數據。

3.3混凝土運輸

1）選擇應用攪拌車對拌制好的混凝土轉運到施工現場，同時在運輸車輛的外側設計保溫設施，覆蓋包裹棉罩，盡可能降低熱量散失。此外，在開展混凝土灌注作業時應對混凝土拌合物的溫度進行檢測，確保混凝土入模溫度＞5℃[2]。2）統籌施工資料，做好施工現場調度與管理，盡量縮短運載混凝土的運輸車輛等待的時間。3）根據鐵路橋梁承臺施工的不同高度選擇泵送方式，一般可選擇地泵或汽車泵將轉運到施工現場混凝土運輸到澆筑施工位置。

3.4混凝土澆筑及養護

3.4.1準備工作。在正式開展混凝土澆筑作業前，施工人員應將混凝土澆筑區域內的凍塊、冰雪等雜物清理干凈，并搭設暖棚，對混凝土澆筑范圍進行加熱，確保澆筑模板、鋼筋及混凝土接觸面加熱升溫至5℃后，才能開展混凝土澆筑作業。3.4.2保溫暖棚的搭設。1）增大承臺基坑底面面積，開展承臺模板與鋼筋綁扎施工，此后施工人員再順著模板搭設鋼管腳手架與保溫暖棚，保溫暖棚采用帆布與棉被材料，并要保證保溫暖棚高出承臺預埋鋼筋，墩身位置的保溫暖棚搭設協同承臺，但需高出墩頂2.0m，為混凝土施工提供充足的空間與適宜的溫度。保溫暖棚的搭設施工具體如圖2所示。2）結合施工實際情況，選擇在保溫暖棚的適當位置開設卷簾門洞，便于開展作業，如有需要可增設鍋爐提升施工熱效應，并安排專人監察暖棚，避免出現漏風與CO中毒事故。3.4.3混凝土澆筑作業。嚴格按照鐵路橋梁承臺墩身澆筑規范開展澆筑作業，控制混凝土入模溫度，保證混凝土拌合物的溫度＞5℃，在澆筑過程中應配合加溫措施，保證保溫暖棚熱效應。待澆筑作業完成后，施工人員應在承臺與墩身混凝土結構收漿后覆蓋一層塑料薄膜與棉被，達到較為理想的保溫保濕效果。3.4.4混凝土澆筑作業結束后的注意事項。根據自然條件，熱源條件和使用原材料的不同，我國冬季混凝土養護施工方法大致可以分為2類。1）養護期間不加熱的方法。當外界氣溫處在-10℃以上時，對于結構尺寸較大、較厚的，混凝土澆筑前可提高混凝土拌合物的初始溫度。加之水泥初期水化時利用水泥的水化熱，使混凝土在入模后有一定的溫度，加上模板外面用保溫材料進行保溫蓄熱，無需在養護期間額外加熱，即可使混凝土在短期內，或混凝土內溫度降低到0℃以前獲得必要的允許受凍臨界強度的施工方法。2）養護期間加熱的方法。當天氣嚴寒、氣溫在-10℃以下時，對于相對較小較薄的結構構件，混凝土澆筑后，要求強度能有較快的增長，若只做簡單的保溫蓄熱，混凝土的強度增長達不到預期要求，則需要利用外部熱源對新澆筑的混凝土進行加熱養護。加熱方法又可分為間接加熱法和直接加熱法，間接加熱法即利用加熱器先加熱空氣或水，然后由熱空氣或蒸汽來加熱養護混凝土，如暖棚法、蒸汽加熱法等，直接加熱法即由加熱器直接加熱混凝土進行養護。3.4.5其他措施。現場完成相同條件的養生試塊制作，鐵路橋梁承臺墩身混凝土施工共制作4組相同條件的養護試件，分2組進行試驗，并將其擺放在保溫暖棚內溫度條件較差的位置，分別幫助確定拆模時間與養護強度。

3.5暖棚及模板拆除

1）綜合考慮混凝土強度、溫度等多種因素，確定混凝土模板的拆除時間，以避免在拆除混凝土模板過程時，由于突然接觸空氣，降溫劇烈而導致開裂問題。2）確定最佳的混凝土模板與保溫暖棚拆除時間，控制因降溫過快造成的開裂及混凝土尚未達到抗凍要求而導致的受凍病害。根據相同養護條件試塊的情況來幫助確定暖棚與模板的拆除時間，在混凝土澆筑作業72h后，如果相同條件養護的混凝土試塊強度已滿足混凝土受凍臨界強度值（硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥配制的混凝土應為設計強度標準值的30%；礦渣硅酸鹽水泥配制的混凝土應為設計強度標準值的40%），且混凝土與當時氣溫溫差≤15℃時，即可開展暖棚與模板拆除作業。3）完成暖棚與模板拆除作業后，施工人員必須在承臺與墩身表面覆蓋內襯塑料薄膜的棉被，實現養護，并且要將養護時間控制在14d以上。4）在拆除模板時，施工人員應根據立模順序逆時針方向實施拆除，并保持謹慎小心，以避免影響混凝土的完整性，從而順利將模板從混凝土上脫離下來。另外，應及時將模板收存，以備下次施工使用[3]。

3.6溫度監控

1）動態跟蹤拌制作業，加強對拌合水、外加劑及骨料用量控制，對添加原料、攪拌機、出機及入模溫度進行監控，定期開展溫度監控，每一工作班溫度檢測的數量不得少于4次。2）除了在混凝土拌合物拌制及澆筑過程中需要溫度監控，在混凝土養護溫度階段同樣需要溫度監控，并根據不同的養護方法確定溫度檢測次數，如鐵路橋梁承臺墩身混凝土養護采用蓄熱法時，應在每間隔6h對混凝土結構進行1次溫度檢測。3）若在值班檢測過程中遭遇溫度變化劇烈的異常情況時，應調整檢測頻率，并增設加溫設施，將混凝土溫度變化控制在安全允許范圍內。

3.7鋼筋及預應力工程

1）做好鋼筋與型鋼的存放，并選擇在保溫暖棚內部開展預應力結構的加工制作。2）在實施焊接作業前，施工人員應先開展試焊，確保焊接效果與質量合格后，以試焊參數為準對其他鋼筋進行成批焊接，并要墊高放置焊接完畢的鋼筋，使其自然冷卻。3）選在保溫暖棚內或者是溫度較高的白天開展焊接作業，同時輔助擋風與加溫設施對鋼筋焊接部位進行加熱，提供良好的鋼筋焊接環境，若焊接環境＜-20℃時，不得開展鋼筋焊接作業。

3.8施工監控

1）建立完善的溫度監測體系，提升拌合水、原料添加及攪拌等混凝土制備環境，焊接、澆筑作業等施工環境及養護溫度的控制效果，便于施工人員根據實際的溫度變化情況，確定保溫措施。2）選擇分別以6時，14時及21時3個時間為測量節點，對混凝土澆筑地點溫度進行測量，并根據測量結果計算施工環境晝夜平均溫度。若計算出施工環境的晝夜平均溫度出現連續3d＜5℃，或出現3d連續最低溫度＜-3℃，則可判斷施工環境為冬季，并采用冬季施工方案。3）在開始混凝土拌制作業前，應對拌合水、水泥、骨料及粉煤灰等原料進行溫度檢測，具體測量時間應根據不同原材料進行調整，拌合水的溫度檢測時間為混凝土拌制施工前1h，結合溫度測量數據確定加溫需求，并采取針對性的加溫措施，滿足混凝土拌制作業的效率與質量要求。與此同時，如實記錄溫度測量數據，分類和分時間存放，最后裝訂成冊。

4結語

綜上所述，鐵路橋梁承臺墩身冬季施工環境較為惡劣，應綜合考慮施工環境與項目要求編制科學的施工方案，并要加強對混凝土養護作業的重視，其中，要重點把握溫度的監控與加溫工作，不斷優化完善冬季混凝土施工方案，提升混凝土施工工藝，從而為鐵路橋梁承臺墩身施工提供強有力的保障。

參考文獻

[1]吳言恩.鐵路橋梁承臺、墩身大體積混凝土施工技術應用[J].建筑技術開發，2017（22）：71-72.

[2]田彬.淺析鐵路橋梁承臺墩身冬季混凝土施工技術的應用[J].建設科技，2016（10）：122-123.

[3]雷一鳴.橋梁承臺、墩身大體積混凝土施工技術研究[J].建材與裝飾，2018（27）：263-264.

作者:何興華 單位:中鐵二十二局集團電氣化工程有限公司