制梁场箱梁冬季施工方案.pdf
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1、制梁场箱梁冬季施工方案1/25 箱梁制造及架设冬季施工方案1 冬季施工的概述当环境昼夜平均气温(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)连续三天低于5或最低气温低于 3时进行的施工属冬季施工。低温天气施工对混凝土结构将产生一定影响,必须采取冬季施工各种保证措施。2 冬季施工的总体布置2.1 冬季施工准备工作(1)及时掌握天气预报的气象变化趋势及动态,以利于安排施工,做好预防准备工作;(2)冬季施工前,梁场按照冬施方案内容提前做好物资、设备、人员等冬施准备工作,特别是搅拌站和搬提运架设备,做好防冻工作;(3)施工机械加强冬季保养,对加水、加油润滑部件勤检查,勤
2、更换,防止冻裂设备,混凝土运输设备安装好防滑链,确保行车安全;(4)在进入冬季前施工现场提前作好防寒保暖工作,对人行道路、脚手架上跳板和作业场所采取防滑措施;(5)做好测温员、试验员的冬施培训,对工长、班组长、施工人员进行冬季施工技术交底。2.2 冬季施工总体方案根据总体施工计划安排,本梁场要经过*年冬季箱梁的预制和架设施工。对箱梁养生采用锅炉蒸汽养生的措施。冬季施工总体方案是:1)、制定冬季混凝土生产、运输和养护措施2)、制定预应力张拉、管道压浆、封锚冬季施工措施3)、制定机械设备、管道等防寒、防冻措施4)、制定冬季防风、抗风安全保障措施。制梁场箱梁冬季施工方案2/25 3 冬季施工资源配置
3、3.1 冬季施工人员组织机构冬季混凝土在制梁区采用蒸汽养护方式,存梁区使用养护液养护;生产需锅炉工 4 人(均需培训合格,持证上岗)和养护工人14 人,其它人员按正常情况施工配置。为确保冬季施工质量和安全,制梁场成立冬季施工领导小组,其成员及职责如下:组长:负责冬季施工总体安排;副组长:冬季施工技术、质量总负责;副组长:冬季施工现场安全、调度;组员:负责冬季施工施工现场技术、质量、安全、设备及材料。3.2 物资设备表3-1 冬季施工物资设备配备表序号物资设备名称单位数量备注1 蒸汽锅炉台1 4t,提供蒸汽2 蒸养棚罩套2 34m 14m,能够覆盖整个梁顶板。3 蒸气管道30 m 1584 分布
4、于整个制梁台座70 200 4 保温篷布m24100 2 孔箱梁顶面全封闭、6 孔箱梁翼缘和梁端头封闭5 自动测温系统套3 检测箱梁混凝土内部温度6 表盘式温度计个12 检测篷布内环境温度7 电暖器台54 管道压浆升温用8 保温棉被m2100 封端养护用9 普通温度计个20 测试气温制梁场箱梁冬季施工方案3/25 自然养护拌制混凝土锅炉送汽、送水施工准备搅拌用水加热实测砂、石料、水泥、粉煤灰、矿粉、外加剂温度及气温测水温混凝土输送输送管道保温材料包裹混凝土振捣混凝土静停混凝土表面土工布覆盖、洒温水上蒸养棚罩升温恒温养护停气降温温控仪监测混凝土强度达到80%设计强度送汽蒸汽锅炉及管道检查运输车保
5、温材料包裹4 冬季施工方案及措施4.1 冬季混凝土施工工艺箱梁混凝土冬季施工工艺流程如图4.1 所示:图 4.1 梁场混凝土冬季施工工艺流程图制梁场箱梁冬季施工方案4/25 4.2 混凝土冬季施工措施4.2.1 混凝土浇筑时间当地的天气预报,定时进行观测(时间6 时、14时及 21 时室外气温),记录,计算当天平均气温,及时掌握气象变化情况,指导后几天的施工。混凝土浇筑时间尽量选择气温较高的白天。4.2.2 混凝土配合比箱梁混凝土为 C50高性能混凝土,配合比禁止轻易改动,故冬季施工时混凝土浇筑尽量选择在白天气温较高时进行。表 4.2.2 箱梁理论配合比序号材料名称规格用量(kg/m3)生产厂
6、家1 水泥低碱 PO42.4 320 2 中砂中砂702 3 碎石520mm1099 4 粉煤灰C50及以上65 5 矿粉S95级95 6 外加剂LGS-XC 4.8 7 拌和水自来水144 4.2.3 混凝土拌制冬季混凝土浇筑所用的砂石料提前运至全封闭料仓进行保温。混凝土拌合用水使用锅炉蒸汽加热,使蓄水池内水温升高,实际水温根据实测现场骨料温度及环境温度进行热工计算控制。现以 31.5m无砟轨道后张法预应力箱梁混凝土为例,现计算拌和用水加热温度。(1)假定混凝土拌和物入模温度为10,室外气温为0,骨料温度为0,现在计算混凝土拌和温度:冬季浇筑混凝土时,混凝土入模温度随混凝土运输工具类型、运输
7、时间、制梁场箱梁冬季施工方案5/25 运转时间、运转次数及振捣的时间而变化,根据混凝土的入模温度计算混凝土拌和温度也即出机温度:)(3210TTTTaoP(3.1.1-2)式中:PT 混凝土浇筑时的温度即入模温度();aT混凝土运输和拌合时的外部环境温度();0T混凝土的拌合温度();1混凝土装、卸温度损失系数,取0.032 2混凝土运输时,2=At,t 为运输时间(min),采用罐车运输时,A取 0.0042;3浇筑过程中,3=0.003t,t 为浇筑时间(min)混凝土运输时间为10min,混凝土浇筑时间为15min,)(3210TTTTaoP=0T+(0-0T)(0.032+0.0042
8、 10+0.00315)=10。计算得0T=11.35根据计算已得的混凝土拌和温度0T,再计算拌和用水加热温度Tw。计算基本原理是:设混凝土拌和物的热量系由各种原材料所供给,拌和前混凝土原材料的总热量与拌和后流态混凝土的总热量相等,从而混凝土拌和温度可按下式计算:To=0.9*(Wc*Tc+Ws*Ts+Wg*Tg)+4.2*Tw*(Ww-Ps*Ws-Pg*Wg)+C1*(Ps*Ws*Ts+Pg*Wg*Tg)-C2*(Ps*Ws+Pg*Wg)/4.2*Ww+0.9*(Wc+Ws+Wg)式中:Ww、Wc、Ws、Wg 水、胶凝材料(含水泥、粉煤灰和矿粉)、砂、石的用量()Tw、Tc、Ts、Tg水、胶
9、凝材料(含水泥、粉煤灰和矿粉)、砂、石的温度()Ps、Pg砂、石的含水率(%),制梁场箱梁冬季施工方案6/25 c1水的比热容 c1=2.1 KJ/?K;c2 溶解热,c2=335 KJ/0.9 胶凝材料和骨料(混凝土拌合物)的比热容(KJ/?K)混凝土配合比:胶凝材料=483kg,砂=689kg,碎石=1077kg,水=140kg,实测砂含水量为3.5%,碎石含水量为0.3%,水泥、粉煤灰、矿粉、砂、碎石实测温度分别为20、20、20、0、0时,拌和水温为Tw。To=0.9*(Wc*Tc+Ws*Ts+Wg*Tg)+4.2*Tw*(Ww-Ps*Ws-Pg*Wg)+C1*(Ps*Ws*Ts+Pg
10、*Wg*Tg)-C2*(Ps*Ws+Pg*Wg)/4.2*Ww+0.9*(Wc+Ws+Wg)计算得 Tw=62.9根据计算冬季施工最不利条件下水加热温度高于80能够满足混凝土拌和物入模温度不小于5要求,如果气温再降低,将对骨料仓使用暖风机进行预热。混凝土用外加剂容器四周采用电热毯包裹升温,并从顶部套下防水篷布覆盖保温措施。水泥罐顶部用保温材料覆盖保温。开盘投料前,先用热水冲洗搅拌机。原材料投放顺序如下:先将水和砂石拌匀,再加水泥、粉煤灰和外加剂,以免水泥与热水直接接触,混凝土净搅拌时间为 3 分钟,并严格控制混凝土坍落度。混凝土温度用红外线测温枪检测。每次混凝土罐车出搅拌站前测量混凝土温度,到
11、达浇筑现场入模前再次测量混凝土温度,并做好测温记录。蒸汽加热拌和用水包裹外加剂储存容器制梁场箱梁冬季施工方案7/25 4.2.4 混凝土的运输、浇筑1)混凝土运输车罐体采用保温材料包裹;装满混凝土的罐车减少在浇筑点的等待时间。2)混凝土输送管道采用保温材料包裹,防止混凝土输送过程中热量损失过大;混凝土入模前应测试温度,入模温度不得低于5;3)混凝土浇筑时增加浇筑人员和振捣设备数量,缩短浇筑时间;浇筑气温特低时要在浇筑点上方悬盖蒸养棚盖,并且开通蒸汽对模板体系加热,浇筑完成后加快收面速度,禁止洒水提浆收面。包裹的混凝土罐车包裹的输送泵管4.2.5 混凝土养护冬季混凝土浇筑完成后,在制梁区采用蒸汽
12、养生,在存梁区采用养护液养生。4.2.5.1 蒸汽养护系统梁场蒸养系统由蒸汽锅炉、蒸汽管道、养护棚罩和围板篷布及测温系统组成。蒸汽锅炉:蒸汽锅炉为具有特种设备制造资质的无锡太湖锅炉有限公司生产额定蒸发量为4t/h的锅炉,额定工作压力为1.25MPa,额定蒸汽温度为195,给水温度 20,锅炉水容量 7.5m3,耗煤量 660Kg/h,设计热效率为 78%,锅炉本体受热面积为128m2。与传统锅炉相比该种锅炉具有结构紧凑,性能优越,运行安全可靠,节能和环保效果显著等特点。日前锅炉已安装完成并经内江市质量技术监督局检验合格,具备使用条件。制梁场箱梁冬季施工方案8/25 蒸汽管道:蒸汽管道包括蒸汽输
13、送管道和蒸养管道。蒸汽输送管道分主管道和支管道,蒸汽输送管道为 70 无缝钢管,主蒸汽管道从锅炉房出来沿制梁区纵向布置在 50t 龙门吊滑触线下方,在每个制梁台座成都端安装有三通管,蒸汽通过三通管分别进入台座处的支蒸汽管道。支蒸汽管道沿制梁台座成都端横向布置,在三通管处设置阀门控制流向每个台座的蒸汽。蒸养管道为30无缝钢管,在每个台座处布置8 根,翼缘板和腹板外侧各布置3 根,底板和台座枕梁间布置 2 跟,每根蒸养管道间隔30cm钻1 孔作为蒸汽出口,蒸汽出口背向模板。蒸汽输送支管与蒸养管道在西安端相接。蒸汽管道截面布置详见图4.2.5.1。图 4.2.5.1 蒸养管道截面布置图养护棚罩和围板
14、篷布:养护棚罩由覆盖篷布和棚架组成。篷布选择密封性能好,导热系数小,耐高温,不吸水的特质材料,棚架则采用型钢焊接成的桁架结构,平面尺寸为 34m 14m。篷布使用 HRB335-12 钢筋扣压在棚架上,棚架有 8 个支腿蹲放在侧模翼缘板上。围板篷布分侧模外篷布和端模篷布,尺寸分别为 36m 8m,14m 8m,侧模篷布使用两排钢筋固定在台座侧模外侧不动,端模篷布使用绳子悬挂在养护棚罩上,组成一个密闭养护空间。养护罩留有门制梁场箱梁冬季施工方案9/25 帘,以便操作人员出入,要对门帘处做一些补充封严措施。测温系统:本梁场温度系统是天津市华银华银建工仪器科技生产的HTTN-D型智能测温仪,HTTN
15、-D 型智能测温仪具有检测速度快、测量精度高、操作简单、体积小、重量轻,功耗低、使用时间长、携带方便等优点,测量范围从-55125,测量精度为 0.25,通过 HTTN-D 自动温度测量系统记录梁体的温度。4.2.5.2 蒸汽养护方法梁体混凝土蒸气养护分静停、升温、恒温、降温四个阶段,静停期间,应保持棚内温度不低于5,混凝土灌注完4 小时后开始升温,升温速度不应大于 10/h;恒温时蒸汽温度不宜超过45,梁体芯部混凝土温度不超过60,个别最大处不超过65;降温速度不大于10/h。蒸养其间及撤除保温设施时,梁体混凝土芯部与表层、表层与环境、箱内与箱外温差均不得超过15。蒸汽养护结束后,立即进入养
16、护液养护阶段。当混凝土强度达到设计强度80%时即可关汽降温,蒸汽养护结束后进入养护液,养护液养护期间用带薄膜的加厚土工布覆盖保温。箱梁内预埋温度传感器随时了解箱梁内部、表面及环境温度以控制最佳拆模时间。当内外温差太大时,通过调整蒸汽供气量大小来调节棚内温度。4.2.5.3 蒸汽养护工艺蒸汽养护工艺是冬季施工确保箱梁质量的关键,宜采用先预养、缓升温、制梁场箱梁冬季施工方案10/25 低恒温、慢冷却的工艺。采用测温系统对前5 孔箱梁芯部温度、表面温度、箱内温度进行检测,通过这些箱梁同养混凝土试件抗压强度值找出蒸养时间参数,作为批量生产箱梁蒸汽养护升温和降温时间的依据。蒸汽养护箱梁混凝土养护液覆盖养
17、护箱梁本梁场初步拟定蒸养时间为:4636(45)6,就是静停 4 个小时,升温 6 个小时,温度升至 45,升温速度保持在10/h 以内,恒温 36 个小时,再用 6 个小时的时间降至环境温度,降温速度保持在10/h 以内,共计 52 个小时的蒸养时间。蒸汽养护结束采用养护液养生,禁止对梁体洒水保湿养护。4.2.6 冬季混凝土测温4.2.6.1 箱梁混凝土拌和期间温度测量1、环境温度测量采用普通温度计测量,在拌和站开盘前开始记录。频次要求:拌和站开盘前测量 1 次,开盘后每 2 小时测量 1 次,箱梁混凝土浇筑时间以6 小时计,环境温度测量 4 次。环境温度按频次要求测量,并将测量数据填写在表
18、 4.2.6-1混凝土原材料、环境和拌和物入模温度测试记录表中。2、原材料温度测量采用红外线温度计测量,在拌和站开盘前开始记录,包括拌和用水、粗骨制梁场箱梁冬季施工方案11/25 料、细骨料、水泥、粉煤灰、矿粉和外加剂。频次要求:拌和站开盘前测量1次,开盘后每 2 小时测量 1 次,箱梁混凝土浇筑时间以6 小时计,原材料温度测量 4 次。原材料温度按频次要求测量,并将测量数据填写在表 4.2.6-1 混凝土原材料、环境和拌和物入模温度测试记录表中。3、模板温度测量采用红外线温度计测量,在拌和站开盘前开始记录。频次要求:拌和站开盘前测量 1 次,开盘后每 2 小时测量 1 次,箱梁混凝土浇筑时间
19、以6 小时计,模板温度测量 4 次。模板温度按频次要求测量,并将测量数据填写在 表 4.2.6-1混凝土原材料、环境和拌和物入模温度测试记录表中。4、混凝土拌和物温度测量采用红外线温度计测量。频次要求:首盘混凝土测量1 次,开盘后每 50 m3 混凝土测量 1 次,跨度 23.5m箱梁混凝土拌和物温度测量6 次,跨度 31.5m箱梁混凝土拌和物温度测量8 次。混凝土拌和物温度按频次要求测量,并将测量数据填写在 表 4.2.6-1 混凝土原材料、环境和拌和物入模温度测试记录表中。4.2.6.2 蒸养测温蒸养测温采用HTTN-D测温系统。温度传感器的布置位置主要考虑蒸汽流动方向、混凝土箱型梁的厚度
20、、是否有模板、空气流动是否畅通、养护罩的密封效果、混凝土的水化热等因素。对试验箱梁每个截面测温点的布置分为箱梁的外部布置和内部埋设。制梁场蒸汽供应采用多点同时供气,因此测温点分别以梁体的纵向中心线和横向中心线对称布置。在成都侧距端头1m,距顶板 70cm处的腹板布设 1 个测点测试混凝土芯部温度。在顶板混凝土面以下5cm处布设 1 个测点测试混凝土表面温度,箱内布设 1 个测点测试箱内温度,蒸养棚内布设3 个表盘式温度传感器,用来监测箱外温度(蒸养环境温度)。制梁场箱梁冬季施工方案12/25 单孔箱梁所布设的测温点共计5 个。当混凝土浇筑完后立即通过HTTN-D自动测温系统及表盘式温度计进行温
21、度监控。在蒸汽养护的静停和恒温阶段时自动测温时间间隔为2h,在升温和降温阶段自动测温时间间隔为1h,并将测量数据填写在 混凝土养护温度记录表 中。4.2.7 冬季混凝土缺陷修饰冬施期间,修饰箱梁缺陷的混凝土或砂浆必须掺加108胶水,降低混凝土或砂浆中自由水的冰点,减少受冻程度。同时缺陷修补后必须使用土工布密贴保温。4.3 钢筋冬季施工措施在负温条件下,钢筋的屈服点和抗拉强度增加,伸长率和抗冲击韧性降低,脆性增加,加工性能下降。冬季钢筋焊接前,必须根据施工条件进行试焊,?经试验合格后,方可正式施焊。冬季焊接钢筋均在钢筋加工大棚内进行,钢筋负温电弧焊时,必须防止产生过热、烧伤、咬肉和裂纹等缺陷,在
22、构造上应防止在接头处产生偏心受力状态。冬期闪光对焊时,在对焊机周围搭设6m2彩钢保温棚,棚内用暖风机升温,温度不得低于 0,当气温低于-5时,应采用预热闪光焊或闪光预热闪光焊。并增加调伸长度,采用较低变压器级数,增加预热次数和间歇时间。当气温低于零下 20,不得进行闪光焊接。当风速超过7.9m/s 必须采取挡风措施,否则不得实施焊接操作。焊接件未自然冷却时不得解除冰水。4.4 模板冬季施工措施浇筑混凝土前,当模板温度低于5时需对模板采取如下升温措施:(1)箱梁外模混凝土浇筑前,用篷布将箱梁外模翼缘板与地面封闭,接通蒸汽,保持环境气温 10左右,模板温度5以上,温度恒定后方可浇筑混凝土。制梁场箱
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