深入探讨如何 提高 铁路营业线冬季高墩施工的混凝土质量

王迟

郑州铁路工程有限公司 河南 郑州 453000

摘要：近年来，随着铁路交通与城市的高速发展，上跨铁路营业线的桥梁数量也急剧增加。对于在铁路营业线附近的高墩施工，混凝土的质量作为重点控制环节，直接影响整体的施工质量,并且也关系到桥梁的施工进度。本文主要从铁路高墩施工的特点入手,分析其施工过程中的常见问题,提出加快混凝土强度提升的措施。

关键词：铁路营业线；高墩；冬季施工；混凝土质量

1 前言

目前，上跨铁路营业线的高架桥施工越来越多，在保证铁路行车安全的前提下，如何保证冬季高墩施工的混凝土质量已成为制约工程进度和质量的主要问题。混凝土质量问题又主要集中在混凝土浇筑完成后的养护过程中，由于养护措施不到位，容易出现开裂，蜂窝麻面等情况，既影响美观程度，高墩上又不易处理，而且对后期桥梁整体质量造成负面影响。为此，结合特殊地区季节特点，以桥梁工程为背景采取相关措施探讨提升混凝土强度的方法。

1. 1. 工程背景

310国道上跨蒙华铁路、陇海铁路立交桥工程，地处三门峡西至豫陕界段，属于国道310三门峡境南移新建工程的西段,上跨桥梁位于三门峡市灵宝市下庄村。桥梁上部结构采用4×50m 预应力混凝土简支T 梁，桥面简易连续。下部结构采用空心桥墩，顺桥宽2.8m，横桥向宽6.0m，空心墩壁厚0.6m；柱式墩采用两根（2×2）m方柱，柱间距6.2m，每隔7m 设置一道柱间系梁，柱间系梁高1.8m，宽1.5m。墩身下承台厚均为2.8m，承台横向宽10.5m，顺桥向宽6.3m，基础均采用6 根直径1.5m 钻孔桩基础。

由于涉铁项目开工较晚，整个工期跨越一个冬季，新建上跨陇海、蒙华铁路立交桥工程是南移新建工程的一个重要节点，因此冬季混凝土施工质量成为一个重点控制环节。

2.实际应用

三门峡地区冬季寒冷少雨雪，气候较为干燥。在进行邻近营业线冬季混凝土墩身施工时，混凝土容易发生失水过快的现象，容易产生干缩裂缝，影响桥梁整体质量。针对高空作业、人身安全、气象天气等原因计划通过从改变养护系统框架选择，提升保温加热效果，增大洒水养护频次及养护覆盖面积几个方面，加强冬季高墩施工混凝土的养护效果。

2.1 养护系统框架选择

传统的支撑框架一般选用钢筋网片焊接（20cm*30cm网格）拼装主体框架，由于焊接部位较多，施工耗时耗力，整体稳固性较差。而本项目选用75角钢作为主体框架材料，每框采用75*4空心方钢斜撑加固，保证模架的整体稳定性。经过材料力学对比，角钢的力学性能高于钢筋，作为整体稳固性较好。

2.2 提升保温效果

传统施工中，冬季混凝土施工的保温措施普遍为棉被绕墩身缠绕包裹，此方法厚重、且增加吊架自重负担，易破损漏棉絮，利用率较低，覆盖方式与吊架系统无法匹配，且受热后极易燃烧，铁路附近轻飘物也存在较大安全隐患。

经过市场调查研究，我们发现一种质地轻便，布设方便快捷，利用率高的保温措施，即将毛毡布及保温篷布结合，围绕在框架外部。

2.3加热构造选择

传统冬施措施一般选择电热毯对混凝土进行加热养护，在布置电热毯时，在模板周边的各区格应连续布毯，中间区格可间隔布毯，并应与对面模板错开。电热毯养护的通电持续时间应根据气温及养护温度确定可采取分段、间断或连续通电养护工序。

根据现场试验测量，最终最高恒定温度40℃为外在环境供热，速率提升较慢。其几何尺寸应根据混凝土表面或模板外侧与龙骨组成的区格大小确定电热毯尺寸固定，现场布置较繁琐。材质经受持续高温的能力较差，使用寿命短，耐久性差，安全性较差，易脱落。

项目选取一种新型材料高温电伴热带，其标准功率15-45W/m.10 ℃，当有电流通过时，随着电伴热带温度升高，电缆电阻同时升高。其结果是电伴热带的输出功率随着其温度的升高而降低，加热的半导体芯材表现为一个与加热温度高/低变化趋势相反的可变温度电阻。最终最高恒定温度105℃为外在环境供热，速率提升较快。自限式电伴热带可以在现场任意剪切其工作长度以对应实际铺设长度，安装特别便利，本身采用耐高温材料，使用寿命长，安全性高。

2.4 保湿装置选择

根据养护方案，对混凝土在允许范围内将采用较高温度对其进行养护，为保证混凝土水化热速率，故装置内部采用喷淋装置。且混凝土在较高温度作用下，洒水后混凝土养护效果较好，保证外观无裂痕。

传统的保湿工作，采用的是在墩柱表面包裹一层塑料薄膜，养护时往薄膜内灌水的方式。该方式可以做到有效的减少水分散发速率，降低养护频率。但在铁路营业线附近进行冬季高墩施工的时候，覆盖薄膜耗时耗力，对行车安全隐患大。

若采用喷雾保湿装置，在可以节省大量水资源，解放劳动力，消除安全隐患的同时，还可以有效保证保湿效果，加强混凝土的养护效果，有利于混凝土强度的迅速提升。

2.4.1 喷雾保湿装置的构成

喷雾保湿装置，由蓄水池、高扬程水泵组成喷淋设备，在模架上边缘布置喷淋管，采用雾化喷头，加湿养护效果，

模架上沿布设喷淋装置，长边布设2个，短边布设1个，保证喷淋混凝土表面的均匀性。

图2-1 喷雾保湿装置示意图

3.应用过程

3.1 实施准备

首先对框架进行拼接检查，为保证模架的整体稳定性，现场制作时派专业技术人员盯控，主体框架的焊接饱满、焊脚尺寸为5mm,主体框架几何尺寸及构造的满足规范要求，保证主体框架稳固。之后通过提前设置好的喷淋设备，在模架上沿布设喷淋装置。模架骨架外层布置双层2mm毛毡布、2mm防风保温篷布，以保证密封严密。同时采用篷布将上部覆盖。布设高温电伴热带时，经试验采用20-30cm的间距，保证内部养护温度为55℃±5℃。

3.2 组装固定调试

养护系统框架由基模承载，吊装固定采用上拉下承，翻模拆模时采用直径为18对拉杆双螺帽紧固螺栓下承，再采用吊车套架提升至基模底，基模上加工挂钩，用以固定模架上拉。模架吊装固定方式安全稳定，能保证铁路行车安全。

工艺流程：绑扎钢筋→起高四块模板（针对拆模前混凝土养生，采取模板外部布设电伴热带后喷涂海绵橡胶（泡沫胶），用以固定保温。第四块为预留基模）→浇筑混凝土→待第一节混凝土强度超过2.5Mpa，（第3天）达到拆除条件，即拆除第一节三块模板，安装套架-套架固定方式如上述，待下层混凝土强度达75%即可浇筑混凝土（第4天），待下一节混凝土强度达拆模体条件（3天，即第一循环第7天），拆模提升模架养护，往复循环。

图3-1 工艺流程示意图

3.3 实施结果

成形两组混凝土结构模型，标号为C40，通过对比混凝土模型在标准养护和吊架系统养护下，混凝土强度、内部最高温度、内表温差等变化规律，以验证吊架养护系统的养护效率。

在2个养护系统中分别放置抗压强度标准试块，通过温度传感器监测模型内部最高温度和内表温差变化情况，分别在龄期为1d、2 d、3d、5d、7d时，测试混凝土标准试块的抗压强度，对比分析2个养护系统条件下混凝土强度的变化规律。

图3-2不同养护条件下混凝土抗压强度及温度变化

图3-3强度增长分析对比图

从试验结果可知，不同养护条件下，试件抗压强度随养护龄期的延长而增大。使用新方式进行养护的混凝土7d龄期的抗压强度可达到设计强度的95％，而标准养护条件下混凝土7d龄期的抗压强度仅为设计强度的70％。因此，混凝土在新方式的养护下，其早期强度发展迅速，且同龄期的混凝土抗压强度值也明显高于标准养护试件的抗压强度值。

由温度监控数据可知，新方式的养护系统，混凝土内部最高约60 ℃，标准养护条件下混凝土内部最高约 41℃，虽然新的养护方式，导致混凝土内部温度较高，但混凝土结构的内表温差仅为4℃，温度梯度小，减少了混凝土结构因内表温差导致的开裂风险。

4. 结语

通过本项目实施可以发现，在采用了新方式对于铁路营业线的高墩混凝土进行养护后，可以有效地提高混凝土质量，且大大加快了混凝土龄期内混凝土强度提升的效率，有效加快施工进度，能够为后续施工提供较大的帮助。并且在铁路营业线阿全方面，也有效规避了人为因素造成的行车安全隐患。

参考文献：

1、田彬，浅析铁路桥梁承台墩身冬季混凝土施工技术的应用，《建设科技》，2016年10期；

2、徐彬，桥梁高墩冬期施工保温棚设计，《石家庄铁道大学学报(自然科学版)》，2013年S1期；

3、朱伯芳著，《大体积混凝土温度应力与温度控制》，中国电力出版社，2012；

4、何梅丽;高墩柱桥梁中的混凝土施工工艺[J];科技创新与应用;2015年13期；

5、邹祖钧，高墩承台大体积混凝土施工要点，《城市道桥与防洪》，2017年05期。

作者简介：姓名：王迟（1983.04--）；性别：男，民族：汉，籍贯：河南遂平，学历：本科；现有职称：工程师；研究方向：桥梁工程。

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