低温条件下结合梁桥主梁湿接缝养护技术研究

低温条件下结合梁桥主梁湿接缝养护技术研究

李琴易晓峰

中交第二航务工程局有限公司第六工程分公司湖北武汉430014

摘要：为解决冬季低温施工时湿接缝面板与钢梁温差过大的问题，本文结合兰州（新城）至永靖沿黄河快速通道河口特大桥冬季施工的特点，基于对低温条件下结合梁桥湿接缝养护技术的研究，提出了一种新的湿接缝冬季施工养护方法，通过工程实例的应用，证明了该养护技术的可行性。

关键词：大温差结合梁桥湿接缝冬季施工

1前言

结合梁斜拉桥预制桥面板需通过湿接缝浇筑与钢梁剪力键形成钢混联合整体，结合梁湿接缝的特殊性，决定了对湿接缝混凝土的养护要求相对较高，特别是对冬季低温条件下如何养护，目前我国尚无统一的标准和规范。现有技术一般只在湿接缝混凝土上表面进行保温、覆盖、洒水养护，但由于湿接缝混凝土底部是导热性能较高的钢结构，散热快，易形成湿接缝混凝土上下表面温差过大的现象。因此，本文以兰永河口黄河大桥主梁湿接缝养护施工为例，提出一种新的“电加热膜+保温板”养护方法。

2工程概况

兰州至永靖沿黄河快速通道是兰州打造一小时都市经济圈的重要交通要道，全48.58km，依黄河沿岸而建，并四跨黄河。其中被称为“黄河第一跨”的河口黄河特大桥主桥为结合梁斜拉桥，是甘肃省高等级公路史上第一座真正意义上的斜拉桥；大桥一跨过黄河，为国内8级及以上地震区最大斜拉桥。

河口特大桥主桥为双塔双索面半漂浮体系斜拉桥，桥塔采用钢筋混凝土A型塔，塔高99m，塔身采用外侧圆弧凸起的箱型截面，截面横向宽度450cm、纵向宽度700cm。在塔顶设空透隔板连接，塔柱底设底座。主梁采用工字钢+砼桥面板结合梁形式，跨径布置为：（177+360+177=714）m，边跨（距主塔中心线100m处）设置辅助墩。全桥设置纵坡，桥面横坡为2%人字坡。

3养护方案研究

3.1养护方案设计原理

3.1.1湿接缝顶部采用蒸汽暖棚进行养护，通过在湿接缝顶部蒸汽暖棚内的测温元件测量湿接缝顶部温度，自动控制调节电热膜的温度，降低湿接缝上下表面的温差。

3.1.2湿接缝底部采用电热膜加热，电热膜制热原理是产品在电场的作用下，发热体中的碳分子团产生“布朗运动”，碳分子之间发生剧烈的摩擦和撞击，产生的热能以远红外辐射和对流的形式对外传递，其电能与热能的转换率高达98%以上。碳分子的作用使系统表面迅速升温。较传统加热方式效率高，节能环保。

3.2养护技术方案

3.2.1湿接缝混凝土顶面养护采用“保温暖棚+电蒸汽锅炉”进行养护

湿接缝顶部采用蒸汽暖棚进行养护，蒸汽暖棚是较为传统的冬季养护措施，使本方法与传统养护方法的兼容度较高。为保证混凝土在浇筑过程中及之后的养生过程中不受冻，湿接缝顶部采用蒸汽暖棚蓄热养护。暖棚采用钢管和圆钢焊接成骨架，表面盖聚乙烯棚布和棉蓬布各一层，暖棚内布设蒸汽管道，采用电锅炉供应蒸汽——电蒸汽锅炉在结构上轻便易于拆装、常压、控制灵活、无级自动调温、环保、维修更换方便等优点，蓄热暖棚结构见图3.2-1。

图3.2-1保温暖棚及蒸汽管路布置图

3.2.2湿接缝混凝土底面养护采用贴“电热膜+保温板”进行养护

为避免湿接缝底部钢梁翼板散热较快，形成较大温差，在钢梁翼板反面贴电加热膜并贴保温板进行加热保温，电热膜和保温板安拆方便，解决了桥梁底部保温养护措施安装难的问题。电热膜可数控调节加热温度，解决湿接缝冬季施工上下表面温差过大的问题，使桥梁湿接缝可以在冬季自由施工，缩短工程总工期。通过在钢梁翼板背面加热膜通电加热，每小时采用激光测温仪测定棚内温度及钢梁温度，保证湿接缝养护温度大于5℃，见图3.2-2。

图3.2-2电热膜及保温板布置图

4养护工艺与现场控制

4.1施工工艺流程

图4.1-1施工工艺流程图

4.2现场控制要点

4.2.1施工准备

在养护系统安装施工前，应根据结构图纸综合考虑施工机械设备、材料及现场施工条件，全面组织现场准备工作，包括现场施工人员技术交底，施工机械、设备及材料准备。

4.2.2养护系统安装

1）根据湿接缝结构图纸设计顶部蒸汽暖棚布置方式和结构、底部电热膜布置形式和安装方式，绘制出养护系统设计图。

2）根据养护系统设计图进行安装，底部电热膜系统安装完毕，将顶部蒸汽暖棚骨架及蒸汽管道安装完毕，保温篷布准备就绪，置于蒸汽暖棚旁待用。

3）电热膜及保温板要绑扎牢固，避免掉落，电热膜系统安装时要注意测温元件和自动调温控制系统的安装。

4.2.3混凝土浇筑

1）混凝土浇筑时要注意对养护系统的保护。

2）混凝土浇筑完毕后及时覆盖蒸汽暖棚的保温篷布。

4.2.4混凝土养护

1）及时开启蒸汽养护和电热膜养护。

2）监测湿接缝混凝土顶部和底部温度及温差，人工调控和自动调控相结合，控制养护温度和温差。

4.2.5养护系统拆除

混凝土强度达到设计或规范要求的后，方可拆除。电热膜系统均为轻质材料，可使用吊篮人工拆除，拆除后在指定地点整齐存放。

4.3质量安全保证措施

1）建立质量安全保证体系，并按照体系要求进行职能分工，责任落实到人；同时制定奖惩办法，调动各级人员的积极性，从而使质量目标得以实现。

2）编制质量计划，设置质量控制点。设置施工专职质检员，做好各工序的质检工作，要求上一道工序不合格，不允许进入下一道工序施工。

3）现场统一管理，认真做好质量检查制度，根据设计图纸、文件及施工规范的要求，实施全方位、全过程的跟踪检验和控制。

4）严格按照施工方案和技术交底的要求进行养护系统的安装，确保其整体稳定性。

5）钢材、焊条、电热膜、保温板等原材料进厂时应有质量保证书，保证资料齐全，对进厂材料进行复验检查，试验合格后使用。

6）严格按照施工方案要求的频率和密度监控养护温度，发现问题及时调整。

7）严格按照施工规范和安全操作规程施工，施工现场各种安全防护措施必须设置齐全，严禁违章操作野蛮施工。

8）在工程现场周围显目位置处设置警告、危险标志等安全标志和标识牌。

9）在养护系统上架设的电线和使用的电动工具，应采用36V的低压电源或采取其他安全的有效措施。

10）当有六级及六级以上大风和雾、雨、雪天气时应停止养护系统安装与拆除作业。雨、雪后上架作业应有防滑措施，并应扫除积雪。

11）施工过程中，应严格遵守国家及地方有关环境保护的法律、法规，防止对附近周边造成环境污染。

5实施效果

结合梁湿接缝施工时间为2014年5月12日至2014年12月16日，混凝土利用边跨桥面吊机吊至桥面，再由运梁小车运输至中跨浇筑，通过对混凝土生产各个过程控制，使混凝土入模温度达到设计要求；同时湿接缝混凝土冬季养生顶部采用保温棚罩+蒸汽养护措施，底部采用电加热膜加热保温，在西北冬季极端低温气候条件下，在保证质量前提下，圆满完成了全部桥面板安装任务，并经专业检测桥面板施工质量均满足设计要求。

图5-1冬季桥面板湿接缝养护

6结语

本文在中交第二航务工程局有限公司大型桥梁工程积累的经验的基础上，不断探索总结，首次在湿接缝低温养护过程中，引入“电加热膜+保温板”组合供热的方式，并实现自动化温度调节，有效保证了湿接缝的施工质量，成功克服了大温差环境下，混凝土养护质量难以保证及高空中混凝土养护难以全面覆盖的问题，并运用温度监控元件结合pc系统实时对养护温度监控调整。该方法目前在国内外属先例，现已在兰永河口黄河大桥工程中得到了成功应用，获得了良好经济效益和社会效益。本文中提出来的湿接缝养护方法可为类似条件下桥梁建设提供参考和借鉴。

参考文献：

[1]李华.节段拼装梁湿接缝混凝土冬季施工温度控制技术.铁道标准设计.2011-08-20

[2]沈志刚.浅谈公路桥梁湿接缝混凝土渗水产生的原因及预防对策.黑龙江交通科技.2014年第11期

[3]扬天伟.组合梁斜拉桥桥面板湿接缝施工探讨.城市道桥与防洪.2011年10月第10期

[4]赵军.基于现场管理的公路桥梁湿接缝作业分析.华东科技：学术版.2014年第2期