浅谈严寒地区客运专线箱梁支座砂浆冬季施工

浅谈严寒地区客运专线箱梁支座砂浆冬季施工

涂韩阳

中铁大桥局集团第六工程有限公司湖北武汉430100

摘要：随着高速铁路的快速发展，桥梁架设法施工已成为当前比较受欢迎的施工方法，而大吨位箱梁架设的关键工艺—支座砂浆灌注施工往往容易被忽视，特别是在冬季进行支座砂浆的灌注尤为重要，稍不注意就会给后期箱梁质量及安全带来严重的隐患，本文作者通过在京沈客专11标段架梁施工现场的实践和学习，对严寒地区箱梁支座砂浆的灌注施工进行如下总结。

关键词：高速铁路；严寒地区；箱梁架设；支座砂浆

由于冬季施工安全、质量风险大。天气寒冷、场地结冰、升温取暖等方面易引发安全事故。防寒保温稍有疏漏会产生砂浆冻胀、裂缝（纹）、结构酥散、表面泛霜等质量问题。所以，做好支座砂浆灌注冬季养护施工是十分重要的。

1.工程概况

新民制梁场位于新民市梁山镇建设村境内，承担新建北京至沈阳铁路客运专线辽宁段站前工程TJ-11标段范围内绕阳河特大桥（DK605+320.95～DK621+586.11）和柳河特大桥（DK622+218.09～DK632+297.66）2座桥梁的箱梁预制及架设任务，共计箱梁660榀。

2.气象及水文条件

新民介于东经122°27′-123°20′，北纬41°42′-42°17′之间。位于辽宁省中部，辽河下游平原地区。新民市属于温带大陆性季风气候，四季分明。冬季西伯利亚冷空气经常侵袭，干寒时间较长；夏季湿热；春季风沙大；秋季晴朗。春秋两季时间较短，气候多变。年平均气温7.6℃。七月最热，平均气温24.3℃；一月最冷，平均零下12℃。全年降水量600毫米左右，年平均相对湿度62%。

3.冬施计划

根据《建筑工程冬季施工规程》规定：当工地昼夜平均气温（最高和最低气温的平均值或当地时间6时、14时及21时室外气温的平均值）连续3d低于5℃或最低气温低于-3℃时，混凝土施工应按冬施规定实行。经过气象资料及现场调查，该地区从当年11月～次年3月份属于冬施期。

按照京沈铁路公司架梁计划的要求需要进行冬季施工。本项目在11月1日进入冬季施工，预计于12月10日停止架梁施工。

冬施期间架设柳河特大桥48#墩至148#墩（DK623+805.75-DK627+027.25）共计箱梁100榀，其中32米箱梁94榀（墩号为48#-50#、53#-122#、125#-148#），24米箱梁6榀（墩号为50#-53#、122#-125#）。

4.支座砂浆灌注施工工艺

5.支座砂浆灌注施工方法及措施

冬季施工最显著的特点是环境温度低，这对于新拌以及硬化后的灌浆料有许多不利的影响。在低温条件下灌浆料施工，水分蒸发慢，水化反应降低，灌浆料初凝时间较长，强度增长慢。另外，灌浆料养护非常重要，如灌浆后不能及时加温养护，灌浆料低温将影响水化反应的正常进行，不仅降低强度，而且凝结时间长，影响施工进度。

为此，针对冬季灌浆施工特点和诸多不利因素，应采取必要的防护措施，以保证灌浆质量。

⑴材料防寒保温措施

灌浆料选用低温早强型DGM灌浆料，需保存于温度为10℃及以上的料库之中，用帆布包裹严实。每次取用之后立即包裹严实，不得长时间裸露。如果库房温度达不到要求，需使用暖风机维持室温。灌浆料出库后，运装至梁孔内，必须用枕木或其他木料做垫层。堆放好后，用棉被覆盖包严，减少灌浆料从室内搬运到工地的温度流失。灌浆料运输到达后继续用棉被覆盖并用暖风机保温直至搅拌前打开。

由于外界温度过低，已经达到水的凝固点以下，所以对拌合用水必须采取相应的保温及运输措施。现拟定两种方案，可以根据具体情况进行灵活采用。

方案一：在运梁车发动机排风扇位置焊接一个钢筋框架，并用棉被进行包裹，将施工用水放置于钢筋框架内利用排风扇吹出的热风对施工用水进行保温加热。将水运送至架桥机位置之后，立即将水取出放置于桥面，用加热器继续对其进行保温加热，同时需控制温度为30℃-40℃为宜，直至保温到与灌浆料拌合之前方可停止。

方案二：事先将施工用水进行加热处理，待箱梁运输到位后，可用运输车将水用棉被包裹运送到位。到位之后立即用加热器对其继续加热保温，同时需控制温度为30℃-40℃为宜，直至保温到与灌浆料拌合之前方可停止。

⑵冬季灌浆施工前的准备

灌浆前，先清扫或吹净垫石表面以及锚栓孔内壁，去除碎石、积水、浮冰、浮浆、浮灰、油污和脱模剂等杂物。提前预热支座垫石表面，在预制梁对位落梁之后，用保温棚将支座及灌浆模板四周围挡并用蒸汽加热，待温度达到10℃之后再灌浆。

拌浆前的准备：将砂浆、水、工具（搅拌机、磅秤、漏斗、水桶、温度计、加热器等）放置在保温棚内。保温棚内需使用暖风机维持10℃及以上的温度。然后连接好电源，做搅拌机的通电试验，检验搅拌机工作状态是否良好，并对拌合用水进行加热保温。水温应保持在30℃-40℃为宜。

水料比以厂家提供的出厂检验报告（配合比：1：0.145）的加水量为准，加水量一定要在现场试验人员的监督下进行，防止出现料浆泌水和离析，影响灌浆料的强度。

⑶灌浆料灌注及养护

①垫石预热

首先清除锚栓孔内的积水和积雪，凿毛之后立放好模板并清除锚栓孔内掉落的碎石。在灌浆模板立放好之后进行预制梁落梁就位，然后用保温棚将模板及支座进行四周围挡，并用蒸汽预热至10℃方可灌浆，灌浆时需移开一侧保温棚。

②灌浆料搅拌

灌浆料为适应冬季施工要求采用低温早强型DGM灌浆料，由试验室对其进行2h、24h、28d、56d强度检验，试验室出具合格报告后方能使用。落梁就位后，开始搅拌灌浆料。搅拌前初步计算所需浆体体积，为保证灌浆料温度流失较小，不宜一次性取出，应以每次搅拌取一袋为宜，失去流动性的灌浆料不可再次加水使用。搅拌量要略大于计算数量，防止出现中途缺浆。根据1：0.145料、水重量比，先加料再加水，加水应分两次进行，第一次加入称量好的80%水量，搅拌3～4min后再加所剩的20%水，且要保证水温不低于30℃，灌浆料出机温度不低于10℃，待搅拌均匀方可灌浆。

③灌浆料注浆及保温

根据施工情况本单位采用重力式灌浆，灌浆前要移开一侧保温棚。将导流管伸入到支座与垫石间隙处的中心位置。打开搅拌机出料口，通过漏斗软管伸入模板灌浆，直至浆体已从四周流出，将导管拔出，浆体上表面要紧贴支座下表面，连续灌浆不能间断并尽可能缩短灌浆时间，以免温度流失，保证灌浆料入模温度不低于5℃。灌浆材料包装打开后，应尽快用完，灌浆完成后，立即封闭保温棚，并持续对其进行蒸汽养护。同时制作试模四组，两组同条件养护，两组标养。

支座、垫石及模板温度同时升至10℃以上，目的是防止砂浆与其附着时，由于温差的原因，砂浆凝固时产生收缩，影响砼的质量。若有多余的浆料，需要将其倒掉时，一定要注意不要污染墩台、支座和箱梁，以免造成工程形象上的损失。

④拆模灌浆两个小时后，根据试验室提供的砂浆试块强度大于20Mpa后，方可拆除模板，并拆除各支座的上、下锚碇板连接钢板及螺栓，拆除模板过程中要检查是否有漏浆位置和拆模时对砂浆层造成破损的地方，若有上述情况必须要进行补浆，同时要检查支座是否有污损，支座表面的防锈漆是否受到损坏，若有要进行清除或补漆，不锈钢构件不可上漆。然后恢复保温棚和蒸汽装置保温保湿，并继续对一组试模进行同条件养护，接着拆除临时千斤顶。保温棚和蒸汽装置需待到实验室提供的砂浆强度报告达到75%（37.5Mpa）后方可拆除，在此期间对保温盒内的温度用测温仪进行测量，每2个小时记录一次。

⑤后期养护

拆除保温棚和蒸汽装置后对支座砂浆喷洒养护剂，并用棉被包裹保温养护至强度达到100%，以防内外温差过大而产生温度裂缝。

6.关键工序质量保证措施

①温度保证措施

冬季施工期间，由于环境温度较低，影响正常施工，为确保支座灌浆作业正常进行需要对温度进行严格控制，指派专人进行测温记录。

②保温棚温度监控

由于灌浆料、施工用水等材料都存放于保温棚中，关系到施工的质量和进度，所以必须保证保温棚温度不低于10℃。将采用暖风机对保温棚进行加热保温，保证温度不低于10℃，在保温棚内悬挂温度计测温并记录。

③灌浆温度监控

灌浆料搅拌前，应对拌合用水和灌浆料温度进行控制，保证水温不低于30℃，灌浆料温度不低于5℃，以此确保灌浆料出机温度不得低于10℃，灌浆料的入模温度不得低于5℃。灌浆完毕后，对支座砂浆进行加热养护2小时，养护期间保证养护温度不低于10℃。拆模之后需继续对支座砂浆加热养护至强度达到75%方可撤去保温棚和蒸汽加热装置。

结束语：箱梁架设在铁路工程中应用广泛，支座砂浆灌注的好坏直接影响着桥梁结构的安全与质量，本文对箱梁支座砂浆在冬季施工做了简单的总结，该施工方法在今后的施工中还需不断探讨、不断创新。

参考文献：

[1]《高速铁路设计规范》TB10621-2014

[2]《建筑工程冬季施工规程》JGJT104-2011

[3]《铁路混凝土工程施工质量验收标准》TB10424-2010