蒸汽养生在预制箱梁冬季施工中的应用

时间：2024-08-31

郭云杰

（中交一公局海威工程建设有限公司，北京 101119）

1 冬季施工

根据本地多年气温资料，室外昼夜日平均气温连续5d稳定低于5℃时，钢筋、预应力、混凝土等工程必须采取冬季施工措施。

冬季施工的起止日期为：当冬天到来时，如连续5d的日平均气温稳定在5℃以下，则此5d的第一天为进入冬季施工的初日，当气温转暖时，最后一个5d的日平均气温稳定在5℃以上，则此5d的最后一天为冬季施工的终日。

2 物资准备

蒸汽养生需要的物资有：1000kg／h蒸汽锅炉1台、棚布5套、φ50mm主蒸汽管道钢管200m、φ20mm蒸汽管道钢管50m（共计10道，每道5m）、φ20mm软橡胶管450m（每片箱梁通3根，每根长30m）。

锅炉安装后必须由劳动部门检查验收后投入使用。锅炉安放在远离居民区，用φ50mm钢管做主管道沿预制厂铺设，同时分支到每排台座之间，每个台座位置留两个接口，并安装阀门。

3 人员准备

项目部成立以项目经理为组长的冬季施工领导小组，专门负责预制箱梁冬季施工工作，明确每个人的职责分工，确保箱梁各工序的衔接。切实做到预制一片箱梁，保证一片的施工质量，避免造成质量事故。

4 施工中的保温措施

冬季施工主要在于采取保温措施，项目部针对剩余7片箱梁，对箱梁各施工环节采取如下保温措施。

4.1 混凝土保温

混凝土搅拌合成后所需温度不能满足要求时，应首先考虑对拌和用水加热，仍不能满足时，再考虑对集料加热。水泥只保温，不得加热。鉴于本地冬季夜间最低气温为－15℃，白天最低温度为－10℃，本项目从成本及工期方面综合考虑，只采取水加热，砂石料、外加剂保温。

4.1.1 水

混凝土拌和采用饮用水，拌和站配备1个5m3储水铁罐，在铁罐下方用煤加热，上方用棉被覆盖保温，混凝土拌和过程中控制水温在50～60℃，最高不超过80℃。每盘混凝土拌和前检测水温，适时调整水温，确保混凝土出机温度不低于15℃（《公路桥涵施工技术规范》（JTG／T F50—2011）（以下简称“《桥规》”）要求不低于10℃）。

4.1.2 砂、碎石

因本项目要求砂、碎石必须入棚，而且碎石必须水洗，考虑到冬季砂、碎石含水，因此提前备足砂、碎石，提前水洗碎石。砂、碎石用棉帆布覆盖保暖，使碎石不结冰，提高砂、碎石温度，从而提高混凝土温度。当砂、碎石有少量冻结团块时，应人工去除；当有大面积冻结团块时，使用暖风机解冻。

4.1.3 外加剂

外加剂存储桶外搭设暖棚，棚内放置2个火炉取暖，温度控制在10℃，保证外加剂不受冻。

4.1.4 混凝土拌和楼

混凝土拌和楼四周设封闭彩钢棚，外面覆盖一层帆布，具备防风、保温作用，拌和楼放置2个火炉，提高拌和楼内温度，保证拌和机不受冻，正常运转。

4.1.5 混凝土的拌制

混凝土搅拌站执行混凝土施工配合比通知单制度和专职试验员盯岗制度，严格控制混凝土配合比。

混凝土搅拌：先使用50～60℃的热水冲洗搅拌机，提高拌和机内温度，减少混凝土搅拌时的热量损失。为了不使水化热过早损失，采取两次投料两次搅拌，先投砂、碎石、水搅拌，再投水泥、粉煤灰、矿粉、外加剂第二次充分搅拌，搅拌时间比常温延长50%，使水泥颗粒充分分散并和骨料充分包裹。水泥不能直接与热水接触，防止发生假凝现象。

4.1.6 混凝土的运输

拌和站至梁场运输距离200m。混凝土采用罐车运输，存储罐外面用棉被包裹保温。为防止混凝土温度损失，罐车装混凝土前先用热水预热罐体，并将水彻底放干净。每车混凝土控制在2～3方，专人协调梁场和拌和站，避免混凝土在施工现场长时间等待而导致混凝土热量损失。

4.1.7 混凝土的浇筑

选择每天气温高的时段10:00～16:00进行混凝土浇筑，箱梁浇筑持续时间为4～5h。

混凝土浇筑前，用苫布盖好模板，先通蒸汽预热钢筋、模板，当模板温度不低于5℃时，从箱梁一端到另外一端边浇筑混凝土边覆盖保温，降低混凝土入模后的热量损失。

浇筑期间，一段顶板浇筑完成后立即覆盖养生棚，箱梁全部浇筑完成后，密封好养生棚，开始通蒸汽养生。

4.2 钢筋

在室外焊接钢筋时，《桥规》要求最低温度不低于－20℃。所以本项目钢筋加工不采取保温措施，只需对焊接好的钢筋接头进行覆盖，避免接触冰雪。

4.3 混凝土蒸汽养生

本项目养生棚由放置在箱梁顶板的三角架，一层防水土工布，外面用棉帆布组成。每个养生棚内通三条橡胶管，箱室内一条，箱室外左右各一条，橡胶管每隔1m开直径1cm小孔，调整小孔朝上释放蒸汽。

混凝土浇筑完毕后整理密封好养生棚棉被，开始蒸汽养生。

养生期分为静停、升温、恒温、降温四个阶段，具体操作方法如下：

a）预养期（静停阶段）混凝土蒸汽养生的预养期为0～2h（从混凝土浇筑完成至通蒸汽的时间间隔）；

b）升温期（升温阶段）预养期后开始向蒸养棚内通入蒸汽升温，以5℃／h的速度连续、均匀升温，直至蒸养棚内的温度达到30～35℃；

c）恒温期（恒温阶段）恒温期温度控制在30～35℃之间，蒸汽养生不少于3d，直至强度达到设计强度的100%（实践证明，恒温30℃养生3d，混凝土强度能达到设计强度的100%）；

d）降温期（降温阶段）在降温阶段，一定要控制降温速度，降温速度不大于3℃／h，并直到棚内外温差不大于5℃时，方可掀棚（此处升降温速度均为混凝土咨询组给定数据，比《桥规》中速度要慢）。

养生棚内温度计6支（两侧各3支，两端各1支，中间1支），为便于观测温度，在棉被上开一小孔插入温度计检测温度。升温及降温阶段每小时测一次，恒温阶段每2h测一次，并根据实测温度，调整蒸汽阀门，控制棚内温度。

4.4 模板拆除期间保温

拆除内模：拆除内模时，箱室内的管道停止通蒸汽，梁体外侧的管道正常通蒸汽养生，保证内模拆除过程中养生棚里的温度不低于20℃（在梁端掀起养生棚棉被一角，运输模板）。内模拆除完成后覆盖好端头棉被继续养生。

拆除外模：持续蒸汽养生，强度达到设计强度的50%时（以同期养生试块强度为准），拆除外侧模板。外模拆除时，保持通蒸汽。掀开一段顶板棉被，拆除一段外模，覆盖好一段棉被。如此反复，直至外模全部拆除。所有外模拆除后，整理好养生棚棉被，继续蒸汽养生，直至混凝土强度达到设计强度的100%（以回弹强度和同期养生试块强度双控）。

4.5 张拉压浆保温

《桥规》规定，张拉预应力筋时的环境温度不低于－15℃，张拉时只需掀起梁端养生棚棉被，露出张拉作业面进行张拉。

《桥规》规定，压浆箱梁及环境温度不低于5℃。压浆前先在棚内通蒸汽，控制棚内温度在5℃以上时，掀开梁端棉被压浆。压浆泵用6m的养生棚罩好，里面布置2个火炉，提高棚内温度，降低水泥浆液的热量损失。压浆前对水进行加热处理（热水兑凉水），控制水温在40℃范围内，搅拌好的水泥浆液温度控制在15～20℃方可进行压浆。压浆完成后，整理好梁端棉被养生，温度控制在20～30℃。

压浆后及时对非连续端张拉槽封锚，使封锚混凝土与梁体一起养生。养生不少于3d，且水泥净浆同条件养生试件强度达到设计强度的100%后移除养生棚。