文/張小平、賈治杰、李朋強(qiáng)、范宏林

1 工程概況

瑪曲黃河特大橋位于甘南藏族自治州瑪曲縣城以南，橋址區(qū)主河槽的寬度達(dá)到了60m 左右，河漫灘的寬度達(dá)到了1400m 左右，兩岸階地的高度要高出河床10～20m，且橋址所在的河段具有穩(wěn)定的平面走向特點(diǎn)。此橋所在的區(qū)域?qū)儆诎倌暌挥龅暮榉鍏^(qū)域。主橋的上部分是由連續(xù)組合結(jié)構(gòu)橋構(gòu)成，引橋的上部分是由預(yù)應(yīng)力混凝土先簡支后連續(xù)小箱梁與預(yù)應(yīng)力混凝土簡支箱梁構(gòu)成；主橋的橋墩為鋼筋混凝土雙薄壁墩，引橋橋墩為鋼筋混凝土雙柱式墩。

2 冬期懸臂施工保溫措施

2.1 鋼筋工程保溫措施

鋼筋處于負(fù)溫環(huán)境時(shí)會(huì)產(chǎn)生力學(xué)性能發(fā)生變化的現(xiàn)象，主要表現(xiàn)為屈服點(diǎn)與抗拉強(qiáng)度呈現(xiàn)出不斷增加的過程，而伸長率與抗沖擊韌性方面卻表現(xiàn)出逐漸降低的趨勢，導(dǎo)致脆性不斷增強(qiáng)。因此，如果在冬期施工階段實(shí)施鋼筋焊接的工作，應(yīng)盡可能地在室內(nèi)開展；若必須在室外進(jìn)行鋼筋焊接，則應(yīng)保證周圍的環(huán)境溫度在零下20℃以上，且在焊接工作時(shí)要注意風(fēng)力影響，如果風(fēng)力處于3 級(jí)以上則需要采取擋風(fēng)措施。在鋼筋焊接工作完成后，若接頭溫度還未降自然降溫低至合理范圍內(nèi)，應(yīng)避免焊接接頭與冰雪直接接觸[1]。

2.2 預(yù)應(yīng)力工程保溫措施

預(yù)應(yīng)力工程需要保證施工溫度在5℃以上。在預(yù)應(yīng)力工程壓漿時(shí)，為了保證管道壓漿作業(yè)的質(zhì)量，在壓漿之前要先利用熱風(fēng)對(duì)預(yù)應(yīng)力管道進(jìn)行預(yù)熱，隨后對(duì)管道內(nèi)雜物進(jìn)行清理。在壓漿時(shí)要保證管道周圍的混凝土溫度處于5℃以上，漿液入孔時(shí)的溫度要在10℃以上。如果壓漿時(shí)周圍環(huán)境的溫度低于5℃以下，則需要在梁頂采取保溫措施，可采用棉被覆蓋。梁的側(cè)面可采取粘貼保溫材料的方式，也可采用碘鎢燈進(jìn)行熱輻射加熱，而箱梁內(nèi)則要運(yùn)用蒸汽對(duì)梁體進(jìn)行保溫，進(jìn)而保證預(yù)應(yīng)力管道在壓漿工作中及壓漿后的三天之內(nèi)，管道周圍的混凝土溫度能夠處于5℃以上。

2.3 混凝土工程保溫措施

在懸臂現(xiàn)澆箱梁冬期施工時(shí)，需要做好混凝土工程的保溫工作，主要包括在混凝土拌和過程、混凝土運(yùn)輸過程、混凝土泵送過程、混凝土澆筑過程、混凝土養(yǎng)護(hù)等重要環(huán)節(jié)采取有效的保溫措施，具體措施如下：

2.3.1 混凝土拌和站保溫措施

混凝土拌和站保溫措施共由五部分組成：拌和樓保溫、蓄水池保溫加熱、原料儲(chǔ)存罐保溫、砂石料倉保溫加熱、上料口與輸送帶保溫。

2.3.1.1 拌和樓保溫。此措施主要是利用彩鋼復(fù)合板全包裹拌和機(jī)形成保溫棚，使拌和樓實(shí)現(xiàn)全面化封閉。在保溫棚內(nèi)給予暖氣片以提供熱量，保證混凝土攪拌工作時(shí)溫度處于10℃以上，并運(yùn)用保溫棉和伴熱帶包裹水箱、水管，防止因低溫而結(jié)冰凍壞[2]。

2.3.1.2 蓄水池保溫。運(yùn)用彩鋼板大棚進(jìn)行全面封閉后，將電加熱棒安置于水池內(nèi)，并對(duì)混凝土拌和用水24h 不間斷持續(xù)保溫加熱，保證拌和用水的溫度處于60℃左右；同時(shí)，在水池內(nèi)安置長尾溫度計(jì)，對(duì)拌和用水的溫度進(jìn)行監(jiān)測。

2.3.1.3 原料儲(chǔ)存罐保溫。應(yīng)用保溫棉嚴(yán)密包裹罐體。

2.3.1.4 砂石料倉保溫。同樣運(yùn)用彩鋼板進(jìn)行搭棚，實(shí)現(xiàn)料倉封閉的效果，另外還要利用棚布簾子堵住料倉進(jìn)口避免透風(fēng)；將蒸汽管道置入料倉內(nèi)成為地暖設(shè)施。在拌和混凝土之前實(shí)施將蒸汽通入地暖內(nèi)的措施，并在地平面上放置熱風(fēng)炮與火爐，對(duì)砂石料進(jìn)行加熱。放置好懸掛記錄本與棒式溫度計(jì)，派專人進(jìn)行每小時(shí)測量倉內(nèi)溫度并準(zhǔn)確記錄的工作，保證在拌和混凝土的過程中，砂石料的實(shí)際溫度處于5℃以上。

2.3.1.5 上料口與輸送帶的保溫。針對(duì)這兩個(gè)位置的保溫措施同樣采用彩鋼板搭棚封閉及利用棚布覆蓋的措施。

2.3.2 混凝土拌制過程的保溫

在拌制混凝土?xí)r采用二次攪拌，且在二次攪拌開展之前要先運(yùn)用60℃左右的水拌勻砂石，保證砂石的溫度處于40℃左右后開始加入水泥材料與減水劑，其目的是防止因?yàn)樗c水泥直接接觸時(shí)會(huì)因水溫過高而發(fā)生假凝問題。在拌制混凝土?xí)r要控制拌制時(shí)間，且要比以往常溫下拌制的時(shí)間長1.5 倍，保證混凝土出機(jī)的溫度要始終在10℃以上，從而使混凝土的拌制質(zhì)量滿足施工建設(shè)的需求[3]。

2.3.3 混凝土運(yùn)輸過程采取的保溫措施

在運(yùn)輸混凝土?xí)r可利用棉被全包裹運(yùn)輸車罐體，還要盡最大限度縮短混凝土運(yùn)輸時(shí)間。

2.3.4 混凝土泵送過程采取的保溫措施

為了保障混凝土在泵送入模時(shí)的溫度在5℃以上，冬期施工時(shí)要將泵車放置于暖棚內(nèi)，應(yīng)用火爐或是運(yùn)用熱風(fēng)機(jī)保證周圍的溫度在5℃以上。為防堵管，要在豎直方向放置一根輸送管，在水平方向要放置兩根輸送管，其中一根為備用，并利用石棉包裹住所有管道，以達(dá)到保溫的效果；同時(shí)，每次混凝土前，采用熱風(fēng)機(jī)對(duì)泵管管體進(jìn)行加熱。為了防止發(fā)生停電的問題而影響混凝土澆筑質(zhì)量，可在現(xiàn)場設(shè)置一臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)保證電量供應(yīng)。

2.3.5 混凝土澆筑與養(yǎng)護(hù)過程采取的保溫措施

在混凝土澆筑與養(yǎng)護(hù)過程中采取的保溫措施為暖棚蒸汽養(yǎng)護(hù)法，主要是在澆筑梁體混凝土?xí)r保證搭建的暖棚處于完全封閉的狀態(tài)；并在暖棚內(nèi)放置熱風(fēng)機(jī)、碘鎢燈達(dá)到取暖的效果。在混凝土澆筑工作完成后，應(yīng)用蒸汽養(yǎng)護(hù)法養(yǎng)護(hù)混凝土，進(jìn)而達(dá)到既保濕又保溫的目的。蒸汽養(yǎng)護(hù)措施的具體實(shí)施過程為：靜停、升溫、恒溫、降溫。靜停是指在混凝土澆筑完成至混凝土初凝這段時(shí)間，需要保證棚內(nèi)的溫度始終處于5℃以上，且這一過程需要的時(shí)間為4～6h。在靜停階段可以為棚內(nèi)提供少量的蒸汽且維持溫度在25℃左右；在升溫階段也就是溫度從靜停階段至提升到規(guī)定的溫度這一過程，要保證這一升溫階段的升溫速度要低于10℃/h；在恒溫期階段中需要保證蒸汽的溫度要在45℃以內(nèi)，這一階段具體的時(shí)間可通過試驗(yàn)確定；在降溫階段中要保證降溫的速度要在10℃/h 以下。如果梁體表面的溫度和周圍的溫度之差處于15℃以內(nèi)，則可以撤除安置的保溫設(shè)施與測試儀表；若兩者的溫度之差是在10℃與15℃之間，則在完成混凝土拆模工作后應(yīng)采用面棚布進(jìn)行臨時(shí)覆蓋保溫。

2.4 懸臂澆筑保溫棚設(shè)計(jì)

2.4.1 保溫棚的設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)保溫棚的結(jié)構(gòu)時(shí)應(yīng)充分考慮掛籃懸臂施工的各種因素，出發(fā)點(diǎn)均為方便施工。保證懸臂待澆段的工作環(huán)境處于完全封閉的狀態(tài)中，而要達(dá)到這一目標(biāo)可運(yùn)用廠制輕型彩鋼保溫板，此保溫板的結(jié)構(gòu)為兩層薄鋼板中間夾入50mm 厚的泡沫，在懸壁待澆段頂部利用棚布進(jìn)行覆蓋保溫。在支架與底模之間存在的空隙處運(yùn)用棚布封閉，但為了方便人員與材料進(jìn)出與搬運(yùn)，需要在頂板兩主縱梁之間與掛籃橫聯(lián)下部位置配置活動(dòng)窗口，且在暖棚的前端位置留出預(yù)應(yīng)力穿束門洞，設(shè)置的窗口與門洞應(yīng)達(dá)到開合方便及封閉嚴(yán)密的效果。在已經(jīng)完成澆筑的箱梁口處采用隔熱擋板或保溫掛簾封閉保溫，能夠降低熱量向完成澆筑段箱梁內(nèi)散失的速度，達(dá)到新澆段保溫的目的。

2.4.2 計(jì)算保溫棚的受力

為了確保保溫棚在使用過程中的安全，相關(guān)人員要對(duì)保溫棚的受力進(jìn)行計(jì)算。底模平臺(tái)與內(nèi)外模板等下部結(jié)構(gòu)與上部掛籃的三角結(jié)構(gòu)之間屬于吊掛關(guān)系，保溫棚的側(cè)面承受風(fēng)壓后，會(huì)導(dǎo)致外側(cè)模板向內(nèi)面與梁體之間產(chǎn)生擦掛現(xiàn)象；如遇大風(fēng)天氣，由于棚架與梁體發(fā)生擦掛，會(huì)導(dǎo)致暖棚面板不能整體變形，進(jìn)而造成局部變形。因此，相關(guān)人員需要利用結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件邁達(dá)斯建立模型，將最大的迎風(fēng)面考慮在內(nèi)，在確定風(fēng)力等級(jí)時(shí)可按照八級(jí)等級(jí)進(jìn)行計(jì)算，另外在計(jì)算時(shí)要將最不利的受風(fēng)面引入計(jì)算模型中，進(jìn)而計(jì)算出鋼結(jié)構(gòu)的最大應(yīng)力及鋼的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。只有保溫棚骨架結(jié)構(gòu)受力滿足規(guī)范要求，才能確保設(shè)計(jì)的保溫棚達(dá)到預(yù)期使用要求。

2.5 設(shè)計(jì)蒸養(yǎng)供熱系統(tǒng)

在設(shè)計(jì)蒸養(yǎng)供熱系統(tǒng)時(shí)需要遵循如下原則：在設(shè)計(jì)時(shí)需要根據(jù)試驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行連續(xù)梁混凝土的試驗(yàn)，在試驗(yàn)時(shí)需要保證溫度處于20℃且混凝土強(qiáng)度能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求的95%。將現(xiàn)場條件存在的差異化考慮在內(nèi)后，為了保障梁體與預(yù)應(yīng)力張拉條件相符合，在設(shè)計(jì)蒸養(yǎng)供熱系統(tǒng)時(shí)要使養(yǎng)護(hù)棚內(nèi)的溫度處于10～25℃之間，環(huán)境溫度則要考慮為零下15℃，棚內(nèi)與外部環(huán)境的最大溫差達(dá)到40℃。

2.6 布置鍋爐與管道需要遵循的原則

為了實(shí)現(xiàn)集中有效管理，可將蒸汽發(fā)生器放置于主墩周圍，并在布設(shè)蒸汽管路時(shí)應(yīng)用100mm 的無縫鋼管；主管經(jīng)過箱室內(nèi)并通過三通管分別至達(dá)待養(yǎng)護(hù)梁段；應(yīng)用40mm 鋼管成為支管依照梁底、梁頂、箱梁內(nèi)箱、翼緣板分別布管；利用石棉包裹無縫鋼管，以降低熱量散失。

2.7 監(jiān)測蒸汽養(yǎng)護(hù)的溫度

為了能夠客觀并及時(shí)地了解混凝土內(nèi)部實(shí)際的溫度情況，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)且實(shí)時(shí)監(jiān)測梁體溫度的目的，我們運(yùn)用TH-Ⅰ型智能溫度儀監(jiān)測混凝土內(nèi)部溫度，并在頂板、腹板、底板處預(yù)埋測溫探頭，同時(shí)在每個(gè)懸臂節(jié)段配備數(shù)據(jù)發(fā)射儀并與探頭相接，在駐地配置總機(jī)接收溫度監(jiān)測數(shù)據(jù)，溫度數(shù)據(jù)每隔2h 記錄一次。

3 結(jié)語

綜上所述，在高寒大溫差地區(qū)懸臂現(xiàn)澆橋梁施工時(shí)，應(yīng)用懸臂現(xiàn)澆橋梁冬期施工技術(shù)要注意溫度對(duì)現(xiàn)澆混凝土的影響，需要采取一系列有效的措施，以保證冬期施工混凝土保溫養(yǎng)生效果。而這一過程需要注意多個(gè)環(huán)節(jié)，應(yīng)保證每個(gè)環(huán)節(jié)的溫度都達(dá)到要求，進(jìn)而確保高寒大溫差地區(qū)混凝土現(xiàn)澆施工的質(zhì)量與效率。