混凝土桥梁冬季施工方案设计论文发表

　　摘要：随着国家对水利工程投入的不断增加,桥梁工程的冬季施工也是不可避免的。施工的好坏直接影响控制目标的实现，不仅影响整个桥梁的耐久性，大大缩减桥梁的使用寿命，而且维修费用也十分昂贵。本文着重对桥梁混凝土冬季施工方法的实际应用和防裂措施进行了简单的阐述。

　　关键词：混凝土桥梁,蓄热法,蒸汽养护,防裂措施

　　1.冬季施工的特点

　　1.1冬季施工由于施工条件及环境不利，是工程质量事故的多发季节，质量事故多具有隐蔽性和滞后性。气温变化频繁，须注意防护外，还要注意防风，避免混凝土养护期间的失水。

　　1.2混凝土强度的增长取决于水泥水化反应的结果，水泥的水化反应和水及温度有关，当温度升高时，水化作用加快，强度增长液较快，而当温度降低到0℃时，存在于混凝土中的水有一部分开始结冰，逐渐由液态(水)变为固态(水)。当温度继续下降，存在于混凝土中的水完全变成冰，也就是完全由液态变为固态时，水泥水化作用基本停止，此时强度就不再增长。因此如何形成水泥水化反应的环境是混凝土冬季施工的关键环节之一。

　　1.3冬季施工的计划性和准备工作时间性强。这是由于准备工作的时间短，技术要求复杂。往往有一些质量事故的发生，都是由于这一环节跟不上，仓促施工造成的。

　　2.混凝土受冻对强度的影响

　　混凝土在浇筑后短时间内就可凝结，以后便逐渐硬化。凝结的快慢与养护温度有很大关系。养护温度高，凝结快，强度增长也快;养护温度低，凝结慢，强度增长也慢。冬季施工时，凝结与冻结各依据一定条件向着相同的方向转化。混凝土中的水结冰，混凝土就不能与固体的水发生水化作用。这时水泥、砂、石就成为一堆互相不起作用的混合物，使混凝土强度无法增长。而且水结成冰后体积膨胀，使混凝土结构有冰裂的危险，因而工程质量受到严重影响。研究表明，新浇混凝土在冻结前有一段预养期，可以增加其内部液相，减少固相，加速水泥的水化作用。

　　混凝土早期受冻对其抗压强度的影响较大，特别是浇筑后立即受冻其强度损失可达50%以上。因此，在混凝土冬期施工中，要特别注意避免早期受冻，而且在气温不太低的地区，如华北、西北和东北地区的初冬，早春季节施工时，混凝土早期受冻危害更大，应予重视。

　　3.混凝土桥梁冬季施工方法

　　混凝土冬期各类施工方法，都有一定的适用范围，或受到一定条件的制约。因此在选择混凝土冬期施工方法时，应考虑的主要因素是：自然气温条件，结构类型，水泥品种，工期限制，能源情况和经济指标。从节约能源和降低冬期施工费用来看，应优先选用养护期间不加热的施工方法或综合施工方法，或经过经济技术比较确定。在作经济技术比较时，不仅比较冬期施工费用的增减，更应考虑质量和对工期影响等综合经济效益。

　　3.1蓄热法

　　通过原材料的保温及预加热，使混凝土入模具有一定正温(不低于5℃)，利用水泥水化反应放热，再采取一定保温与掺入防冻剂的综合蓄热措施，使混凝土在受冻前正温条件下尽快达到受冻临界强度与受冻后在负温条件下强度仍有一定增长的施工或养护方法。蓄热法是混凝土上冬季施工中最简单、最经济的养护方法，它无需另外添加加热设备。

　　蓄热法具有较高的入模温度与较好保温措施，减少降温梯度至关重要;混凝土受冻后强度增长缓慢、防冻剂起主要作用。混凝土浇筑后应在裸露表面及时铺塑料薄膜保水保温，待终凝后稍有强度再铺草袋子之类保温材料覆盖。

　　蓄热法的适用范围如下：

　　(1)气温条件为平均气温>-12℃。平均气温主要指混凝土入模开始至温度t=0℃或冰点这一阶段的平均温度。

　　(2)结构体型条件，以结构表面系数M(m-1)进行控制，适用条件5≤M≤15，当M<5时属较厚大结构，宜采用蓄热法养护。

　　3.2蒸汽加热法

　　利用蒸汽的热湿作用加热混凝土，使混凝土快速硬化，加速获得所需要的强度。蒸汽养护虽然简便，但要保证获得优质的混凝土制品却是一个复杂的问题。其中关键问题是选择一套合理的养护制度，否则混凝土的质量不能得到保证。

　　其优点是：能耗成本较低，用蒸汽直接加热混凝土时，不仅可以提供热量，还可提供湿度，混凝土不致因高温养护而脱水，缺点是：工地内需设置锅炉，铺设管道，在管道外还要加温，辅助工作量较大，加热温度不易控制，如发生漏汽、冻结等情况将使热量收到损失并给施工带来麻烦。

　　使用蒸汽加热法应注意的一些问题：

　　(1)放置3～4小时，直到混凝土发生初凝之后，才开始加热升温;升温期(10～15)℃/h，升温到最高温度60℃左右时，继续通蒸汽4小时，其温度维持在50℃左右。

　　(2)冷却时为防止蒸汽散失的帆布仍罩在混凝土上，使之较慢而较均匀地冷却。

　　(3)将防蒸汽逸去的帆布去掉后，混凝土将暴露在大气中，这时必须防止表面收缩、龟裂。应根据环境条件，应及时覆盖草袋等并及时加水养护。

　　(4)蒸汽养护构件时，严格控制升温速度不大于10～15℃/h，恒温温度不大于50℃，降温不大于10℃/h。拆模前揭开蓬布时梁体温度与环境温度差不得大于20℃;气温急剧变化或干燥(温度<20%)，大风天气不宜拆模出槽。

　　3.3掺外加剂法

　　混凝土冬季施工拌合料中掺加防冻剂，使混凝土能在负温下硬化，并在规定的时间内达到足够的强度，防冻剂是外加剂的一种，由减水组分、引气组分、防冻组分，有时还掺有早强组分等组成。可是一旦用量不足或气温太低，仍然会造成冻害。另一类是既能降低水的冰点，也能使含该物质的冰的晶格构造严重变形，因而无法形成冻胀应力而破坏水化矿物构造使混凝土强度受损的防冻剂，如尿素、甲醇。用量不足时，在负温下强度停止增长，但转正温后对最终强度无影响，第三类是，虽然水溶液有很低的共溶温度，但不能使混凝土中德水的冰点明显降低，它的作用在于直接与水泥发生水化反应而加速混凝土凝结硬化，有利于混凝土强度发展，如氯化钙、碳酸钙。

　　防冻外加剂掺量或配制混凝土德水溶液的浓度，随混凝土的浇筑温度与养护温度不同而不同：混凝土德浇筑与养护温度越低，需要的溶液浓度就越高。

　　4.混凝土防裂措施

　　4.1钢筋绑扎：绑扎钢筋之前，首先应进行彻底的除锈上作以确保使用的钢筋质量。钢筋在加上场集，加上成型后运至现场进行安装，安装时严格把握钢筋的间距。钢筋规格、型号、数量、间距、几何尺寸、接头位置及质量等均应符合设计图纸和施工规范的要求，并严格做好原材料和接头试验。钢筋层间距对混凝土构件的受力性能影响显著，但钢筋保护层厚度不够却严重影响桥梁的使用寿命，尤其是在复杂恶劣的腐蚀环境下，因此，在钢筋层间应留有足够的间距，钢筋外层与模板间应设置具备一定厚度的混凝土垫块。

　　4.2混凝土的搅拌：搅拌混凝土各项材料的温度，应满足混凝土拌合物搅拌合成后所需要的温度，当材料原有温度不能满足需要时，应首先考虑对拌合用水加热(温度不得高于80℃)，仍不能满足需要时，再考虑对集料加热(温度不得高于60℃)。混凝土出机温度不宜低于10℃，人模温度不宜低于5℃。水泥只能保温，不能加热。

　　4.3混凝土的浇筑：浇筑之前首先要对模板及支架、钢筋及其保护层厚度、预理件、预留孔洞等进行检查，确认无误后方可进行浇筑。混凝土的拌和运输等必须满足连续浇筑要求。浇筑还要防止钢筋、模板、定位筋、垫块及预理管适的移动和变形。大体积混凝土浇筑还要满足分层浇筑、分层振捣的要求，并应采取一定的散热措施，有效降低混凝土内外的温差，从而减少温度裂缝的产生。振捣要密实，确保混凝土能填充到各个角落，同时也要避免过振引起塑性裂缝和干缩裂缝。

　　4.4混凝土的养护：混凝土终凝后应及时采用覆盖、洒水、喷雾或薄膜保湿等措施进行养护，避免急剧干燥、温度急剧变化、振动以及外力干扰等。对于硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土，养护时间不得少于7天，对于有抗渗要求或设计有明确要求的混凝土，养护时间不得少于14 天。冬季施工，不得向裸露部位的混凝土直接浇水养护，应用塑料薄膜或其他保温材料。

　　总结

　　道路桥梁工程的冬季施工由于准备工作的时间短，技术要求复杂，因此冬季施工的计划性和准备工作时间性强，了解桥梁混凝土施工常用养护方法，将桥梁冬季施工措施结合具体混凝土冬季施工方案及冬季施工质量检查要点尤为重要。

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