冬季箱梁蒸汽养生施工方案
一、工程概况
本合同段属于XX埫口镇、杜家台分蓄洪区、龙华山办事处和西流河镇范围内,起于XX埫口镇周陈村,与武XX市圈环线高速公路孝感段对接,接点处为汉江特大桥南岸引桥起点,终点位于西流河镇金桥村四组附近,与第二合同段对接。桩号为134+671.348～K153+000,全长18.328652 km。三分部起止桩号:K144+700～K153+000,全长8.3km,仙桃东互通,姚坛村特大桥,金桥村大桥,西流河连接线及仙桃连接线。
本合同段3#和4#预制场共有25m箱梁1953片,计划在2020年5月30日前施工完成,介于工期压力,必须安排在冬季进行施工。冬季施工为在施工现场的室外平均气温连续5天稳定低于5℃,必须按照此施工方案进行施工。计划冬季施工时间为2020年11月16日～2020年2月28日。
二、编制目的
为确保我标段在2020年中旬顺利完成箱梁预制任务及冬季施工工程质量,针对本工程的特点制定箱梁预制蒸汽养生具体措施,并制定蒸汽养生规则,指导工人施工。定期进行检查监督,对存在问题的、有安全隐患的要及时整改消除隐患,确保施工安全、蒸养质量及工程进度。
三、编制依据
1、 中华人民共和国行业标准《公路桥涵施工技术规范》JTJ 041-2020 2、 中华人民共和国国家标准《公路工程施工安全技术规程》JTJ 076-95
四、施工准备
1、 技术准备
1.1 冬季施工砼配合比试验完成。
1.2 安排司炉工进行对相关知识详细、认真学习,进行考核,合格后方可上岗；对相关操作人员进行技术交底和安全交底。
2、 机械设备、物资准备
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冬季施工需要增加的机械设备 名称 蒸汽锅炉 管道 型号 NBS-DH 9KW 单位 套 套 数量 1 8 备注 箱梁保温 管道 冬季施工需要增加的物资 名称 钢筋架 管接 活节 球阀 球阀 变径三通 丝管 硬塑管 温湿度计 军用篷布 型号 40mm 40mm 40mm 2020 20200mm 2020 2020 单位 套 个 个 个 个 个 个 米 个 平方米 数量 8 16 10 8 8 8 24 600 40 1600 备注 按每梁板为一套计 3、 材料准备
原材料:水泥、石子、砂等执政材料员和实验员按规定经行检验,确保砼的强度达到设计要求,并有利于加快施工进度。
五、施工工艺
1、 工艺流程(见下图) 2、 冬季施工一般规定
2.1、根据JTJ041-2020《公路桥涵施工技术规范》中的规定:冬季施工是指根据当地多年气温资料,室外日平均气温连续5d稳定低于5℃时混凝土、钢筋混凝土、预应力钢筋混凝土及砌体工程的施工。
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2.2、冬季施工的工程,用普通硅酸盐水泥配置的混凝土,在抗压强度达到设计强度的40%及5MPa前,不得受冻。
2.3、冬季施工防寒保温用材料及器具,应因地制宜,尽量采用当地的廉价材料,尽量利用现成的设备或物品。
2.4、冬季施工时,制定防火、防冻、防煤气中毒等安全措施,并及时做好气温观测工作。 2.5、混凝土出机温度不宜低于10℃及入模温度在5℃以上,但不得大于35℃。 2.6、张拉预应力钢筋时温度不低于-15℃。
2.7、孔道压浆必须保证压浆过程中及压浆后48h内,结构混凝土的温度不得低于5℃,否则应采取保温措施。
砼搅拌用水加热 预制梁板钢筋绑扎、模板安装、混凝土浇筑 蒸汽发生器安装、篷布铺设 预养阶段 降温速度小于5℃/h， 升温速度小于10℃/h， 最高温度小于40℃ 模板拆除 正式养生阶段 降温速度小于5℃/h， 最高温度小于80℃ 预应力张拉 升温速度小于10℃/h， 最高温度小于80℃ 同步养生试件试验抗压强度，达到要求张拉 24h内保证梁板温度大于5℃ 压浆 出梁移放 施工工艺图
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3、混凝土入模温度控制
冬季施工期,混凝土的出机温度要求不得低于10℃,入模温度不得低于5℃。 3.1 混凝土热工计算
根据施工技术规范进行热工计算,确定水、石子、黄砂等的温度。
预应力梁板冬季施工C50混凝土热工计算书 C50混凝土配合比 材料名称 重量比 每立方用量 水泥 1 495 粉煤灰 0 0 砂 1.321 654 石子 2.347 1162
混凝土拌和温度(℃) 水用量(Kg) 水泥用量(Kg) 砂子用量(Kg) 石子用量(Kg) 水的温度(℃) 水泥的温度(℃) 砂子的温度(℃) 石子的温度(℃) 砂子的含水率(％) 石子的含水率(％) 水的比热容(KJ/Kg·K) 冰的融解热(KJ/Kg)
外加剂 0.013 6.435
水 0.28 139
一、计算混凝土的拌和温度
T0 mw mce msa mg Tw Tce Tsa Tg wsa wg C1 C2 T0 ＝ ＝
10.67 139 495 654 1162 40 10 2 3 4.9 1.1 4.2 0
混凝土拌和温度计算:
mceTcemsaTsamgTg4.2Twmwwsamsawgmg0.92c1wsamsaTsawgmgTgc2wsamsawgmg10.6703335 ℃ m m 4.2mw0.9mcesag
二、混凝土拌和物出机温度
T1 Ti
10.24 8
混凝土拌和物出机温度(℃) 搅拌机棚内温度(℃)
4
混凝土拌和物出机温度计算: T1 ＝ ＝
T0 - 0.16(T0-Ti) 10.2430802
℃
三、混凝土拌和物经运输到浇筑时温度
T2 t1 n Ta α
9.54 0.083 2 2 0.25 砼拌和物运输到浇筑时的温度(℃) 砼拌和物自运输到浇筑时的时间(h) 砼拌和物运转次数 砼拌和物运输时环境温度(℃) 温度损失系数(1/h) 砼搅拌车运输 α＝ 开敞式大型自卸汽车α＝ 开敞式小型自卸汽车α＝ 封闭式自卸汽车 α＝ 手推车 α＝
0.25 0.2 0.3 0.1 0.5
α
混凝土拌和物经运输到浇筑时温度计算: T2 ＝ ＝
T1 -(αt1＋0.032 n)(T1-Ta) 9.54447911
℃
四、混凝土浇筑成型完成时的温度
T3 Cc Cf Cs mc mf ms Tf Ts 8.92 1 0.48 0.48 2461. 306 153 2 2 砼浇筑成型完成时的温度(℃) 砼的比热容(KJ/Kg·K) 模板的比热容(KJ/Kg·K) 钢筋的比热容(KJ/Kg·K) 每立方砼的重量(Kg) 每立方砼接触的模板重量(Kg) 每立方砼接触的钢筋重量(Kg) 模板温度,未预热时为环境温度℃ 钢筋温度,未预热时为环境温度℃
混凝土浇筑成型完成时的温度计算: T3 ＝ ＝
CcmcT2CfmfTfCsmsTs
CcmcCfmfCsms8.92 ℃
结论: T3>5℃,砼初始养护温度满足要求
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在环境温度达到 1.水加热温度到 2.砂子温度 3.石子温度 8 40 2 3 ℃的情况下,砼组成材料加热温度要求: ℃； ℃； ℃。
所以冬季施工期,将水加热到40℃,石子严格采用水洗料,混凝土入模温度达到施工规范要求。同时经试验发现,大气温度对混凝土温度影响较大,在大气温度4-10℃,水温15-25℃,混凝土入模温度即可达到8-12℃。所以,混凝土浇筑时间应严格控制,尽量选在温度较高的09:00-15:00进行混凝土浇筑施工,解决水加热难以达到较高温度的问题。 3.2 砼搅拌运输控制要点
1、在混凝土中掺加防冻剂,C50砼的掺量为4.0%,对搅拌站主机采取挡风和保温措施,采用军用篷布对砂石料进行覆盖,避免石料结冰。
2、搅拌站蓄水池用保温材料覆盖并密封,热水采用大功率电热管加热,假如温度极低电热管不能满足加热要求,可使用蒸汽锅炉加热热水,使用管道传送到蓄水池；混凝土搅拌时应将水和砂石料搅拌均匀后方可投入水泥,避免水泥和水直接接触。
3、当温度极低,需要对砂石料进行加热时,砂石料上料斗采用保温材料制作大棚进行封闭,棚内进行生火进行保温和升温。
4、为确保冬季施工混凝土的和易性和流动性,混凝土搅拌时间应不小于150s,但不宜大于180s。
5、为提高混凝土的早期强度,混凝土的塌落度控制在90mm-110mm范围内,并掺配1.2%的高效减水剂。
6、混凝土运输车辆采取保温措施,罐体外加穿棉帆布,减少混凝土在运输、浇筑过程中的温度散失,保证混凝土的入模温度。
4、混凝土养护 4.1暖棚搭设
用φ16钢筋焊接宽为160cm,高为180cm,间距100cm的钢筋架子,保证暖棚坚固；上覆盖帆布,接缝处搭接1m,并用土工布加盖搭接部位；帆布下边沿用钢管、钢筋等压紧,防止透风。(暖棚尺寸根据梁板尺寸具体调整)
4.2支管道、温度计布置
每片梁板两侧各均匀布置两道蒸汽管道,支管道采用2020硬塑管,管上打有小气孔；气孔每米一个,梁板后部可适当加密到80cm一个；暖棚采用通长搭设,保证温度均匀。
温度计在梁体两侧对称布置,放于梁体腹板、底板、顶板的0L、1/4L、1/2L、3/4L、L
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处各1支,并应按一定的顺序编号,测量温度并检查温度是否均匀。温度计选用感应式温度计并标定。
4.3升降温速度控制
为防止梁体混凝土表面开裂,要求升、降温速度均不大于10℃/h,恒温不超过60℃。蒸养过程分:预养、升温、恒温、降温四个阶段。蒸养过程中应严格控制升、降温速率及恒温温度,避免梁体内外温差过大或恒温温度过高而导致混凝土开裂和结构变形。
(1)预养阶段
预养时间的长短由梁体混凝土强度决定。根据气温条件及浇筑每道梁混凝土所需的时间,预养时间一般控制在3～6h左右,混凝土强度达到6.0～8.0MPa。预养时预养温度不得骤然升高,温升速率控制在10℃/h以内,加热1～2h,达到2020维持3～4h。预养阶段梁体混凝土特别是梁体顶面混凝土的保湿很重要,为此在混凝土浇注完毕、顶面混凝土抹面结束后,应立即对梁顶混凝土进行喷雾直到安好蒸养棚养护。该阶段作业程序如下:
①、当混凝土浇筑完毕,检查和更换所在法兰处的海绵止水胶带,并检查阀门启闭是否灵活、有无异物堵塞；
②、调整好蒸汽喷射方向,避免因蒸汽直接喷射至钢模或梁体而使局部升温过快； ③、在指定位置安设感应式温度计并依次编号；
④、安装蒸养棚,支好钢筋马凳,封闭好与台座接触处的蓬布；
⑤、对所有阀门进行初步调整,以确保各个蒸汽出口汽量均匀；检查主管上各阀门与伸缩器有无异常；
⑥、蒸汽发生器压力为0～0.6MPa,缓慢开启主汽阀,待分汽缸内积水通过疏水管,然后逐渐开大阀门供汽；
⑦、每1h进行一次温度观察并作好记录,严格控制升温速率和棚内温度。 (2)升温阶段
将梁板模板、芯模拆除后,进入正式养护阶段。
缓慢升温、高湿低温,前2h升温速率控制在6～8℃/h,后1～2h放宽至10～12℃/h,避免温升过快引起混凝土细观结构的破坏,导致混凝土发生较大膨胀。最高温度不超过60℃。
(3)恒温阶段
恒温温度严格控制在45～50℃以内,保持梁体横断面及纵断面内上下内外的恒温温度基本一致,避免梁体内外、底板与顶板间的较大温差,降低局部热冲击对梁体混凝土的损害。恒温时间根据同期混凝土试件的试压强度确定,一般控制在10～16h左右。当同期养生的混凝
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土试块强度达到设计强度的85%以上,就可开始降温。该阶段作业程序如下:
①、每h对蒸养棚内温度进行一次观察、记录。根据环境温度及升温情况,恒温温度控制在45～50℃；
②、经常检查蒸养棚的密闭性,防止漏汽；对供汽管道进行巡检,发现问题及时处理并作好记录；注意调整工况,保证恒温的温度及时间,以确保梁体混凝土强度达到规定值。
(4)降温阶段
缓慢停汽,均匀降温,保持湿度。特别控制前2h的降温速率和降温结束时梁体表面温度与环境温度差不超标(15℃)。该阶段作业程序如下:
①、每1h测温一次,把降温速率控制在10℃/h以内,禁止过快降温。当梁体混凝土表面温度与环境温度之差≦15℃、梁体温度<5℃且稳定后才能揭去棚布、撤除蒸养棚；
②、降温开始时,由实验室发出通知单,调节主供汽阀和回汽阀；
③、当环境温度较高时,通过揭开小范围蓬布来控制降温；当环境温度较低时,通过控制供汽量进行调节。
5、 张拉压浆
5.1 预应力张拉
1、张拉预应力钢绞线时的温度不低于-15℃。
2、钢绞线的张拉设备、仪表以及工作油液,应根据实际使用时的环境温度选用,并应在使用时的环境温度条件下经行配套校验。 5.2 预应力管道压浆
预应力张拉封锚完毕,将箱梁再次用暖棚覆盖供暖升温保温,当梁体温度达到压浆所需温度时,经行压浆。压浆拌和用水用蒸汽加热,加热水温应低于80℃。压浆过程中,即对箱梁进行升温保温,直至压浆48h后,视其同条件养护下净浆试件强度达到25MPa后即可降温拆除暖棚。降温速度每小时不大于10℃
6 、温度测试
混凝土冬季施工过程中,由试验室(负责搅拌站混凝土)和质检工程师(负责梁体温度测试)按时测量水、骨料,混凝土出罐、入模时的温度、测量环境温度以及混凝土温度变化情况,尤其注意混凝土养生期的温度观测；压浆后的温度观测也可参照混凝土养生时候的温度观测进行。
6.1 测温仪器
外界气温和棚内气温均用温度计记录观测,混凝土出罐、入模时的温度和净浆温度都用
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普通温度计测试,箱梁内温度各观测点温度使用多个温度计测试。
6.2 测温点设置
每榀箱梁设置15个测温点。分别设在梁体腹板、底板、顶板的0L、1/4L、1/2L、3/4L、L。要求各测试点温度接近。
6.3 测温时间
大棚内各观测点自混凝土浇筑完毕或压浆完毕时算起,每隔2小时测一次温度,外界温度在7时、12时、16时和24时共四个时间进行记录。
6.4 具体做法
1、对观测点进行编号,并编制测温点布置图以备查。
2、测温时,温度计与外界气温隔离,避免冷空气影响,温度计在孔内停留时间在3min以上。
3、设专人负责测试温度工作,当发现温度发生异常变化时,及时采取措施。
六、质量标准
1 水泥、砂石料、钢筋、钢绞线、外加剂等材料符合国家标准及相关规范的规定。
2 预应力混凝土箱梁具体技术标准
钢筋安装实测项目
项次 1 2 3 寸(mm) 4
箱梁预制实测项目
项次 1 2
检查项目 受力钢筋间距(mm) 箍筋、横向水平筋间距(mm) 钢筋骨架尺宽、高 长 允许偏差 ±10 ±10 ±10 ±5 ±5 保护层位置(mm) 检查项目 混凝土强度(MPa) 梁板长度(mm) 9
允许偏差 在合格标准内 +5、-10
湿接缝 3 宽度(mm) 梁板 底宽 4 高度(mm) 断面尺寸5 (mm) 腹板厚 6 7 平整度(mm) 预埋件位置(mm) 底板厚 梁板 顶板厚 顶宽 ±20 ±30 ±20 ±5 +5,-0 5 5 钢绞线后张法实测项目
项次 1 2 3 检查项目 张拉应力值 张拉伸长率 每束钢绞线断丝或滑丝 同一构件内断丝根数不超过钢丝总数的4 百分数 梁长方向 5 管道坐标 梁高方向 同排 6 管道间距 上下层 10 10 10 30 1% 允许偏差 符合设计要求 ±6% 1丝 3 冬季施工蒸汽养生的要求
加热养护混凝土的升、降温速度(℃/h)
表面系数(m≧6 ﹤6 1) 升温速度 15 10 降温速度 10 5 七、成品保护
1 、梁板混凝土强度在未达到模板拆除时的强度以前严禁拆除模板,尤其梁板端头模板和边板翼缘板模板要等梁板强度达到要求之后拆除。
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2 、刚压完浆的箱梁,不许立即起吊,需等净浆达到50%强度后,方可移梁。 3 、梁板在起吊、下落过程中两侧加设方木,防止碰伤梁板。
4 、梁板存放最多存放两层,并且浇筑存梁底台,内加放钢架防止底台不均匀沉降,造成梁板倾倒。
八、质量记录
1、原材料(水泥、砂、石、钢筋、外加剂)进场复验报告。 2、钢绞线、锚具、夹片、锚垫板检验报告。
3、大气温度、混凝土原材测试温度、拌和用水测试记录。 4、混凝土塌落度、出机温度、入模温度检测记录。 5、梁体温度测试、净浆温度测试记录。 6、司炉工交记录。 7、突发事件处理方法记录。
九、安全环保措施
1、 安全措施
1.1建立安全生产保证体系,对操作人员进行专业的技术培训,考核合格后安排上岗工作。 1.2 在开工前对全体相关人员经行安全技术交底。
1.3所有施工人员必须佩带安全帽,高空作业人员必须佩带安全带。
1.4在进行焊接、切割、起重、司炉工等特种作业时必须佩带安全防护装置。 1.5特种作业人员、特殊工种必须持证上岗,严禁非特种作业人员从事特种作业施工。 1.6特种作业施工必须保证安全生产距离。
1.7施工中严禁使用破损、老化电缆电线。严禁乱拉乱接施工用电。必须使用符合国家相关标准的电缆线、配电箱等接电设施由专业电工进行接电。 1.8施工中所用氧气、乙炔分开摆放,保证安全距离。
1.9施工前检查各种施工机具安全性能,存在安全隐患的不得进行相应施工,直至修复无安全隐患方可使用。
1.10梁板施工区域严禁明火。
1.11张拉作业施工前在张拉端设立防护装置,张拉作业人员进行张拉时必须站在梁端的侧面。
1.12进行净浆拌制时严禁人手碰触搅拌机。压浆人员须与净浆进出口保持一定距离。
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1.13在进行移梁过程中,非施工人员禁止进入移梁区域,移梁整个过程必须要有专人指挥。 1.14 锅炉房设置远离居住区、材料库、油库,锅炉房内设置灭火材料器械。 1.15 司炉工在工作期间穿戴好防护护具,防止烧伤、烫伤。
十、环境保护措施
施工中的污染源主要有粉尘、噪声、废弃物等,为控制和减少这些污染源产生公害的措施主要有:
1、施工期间的粉尘主要来自施工车辆行驶引起的扬尘。施工场地和便道每天洒水数次,保持其表面湿润,则可避免扬尘。
2、施工产生的噪声具有不规则、不延续、高强度的特点,施工现场除车辆产生噪声外,还有施工机械产生的噪声,难以避免。
3、施工过程产生的废弃物应按照监理工程师的指示集中堆放或及时清运,生活垃圾与环卫部门联系定期运至远离居民区的垃圾堆放点。
4、在施工期间始终保持工地排水良好,修建临时水渠,以防施工废水、生活污水排入农田、耕地、饮用水源,灌溉渠道。
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