摘要： 本文结合河北省邢汾高速公路邢台至冀晋界段L12标30米T梁预制的工程实例, 通过冬季预应力混凝土T梁的施工、蒸汽养护等施工技术, 对做好混凝土T梁冬季施工提出了一些见解。通过这些措施，保证了预制混凝土T梁的质量和工程按期完工。
关键词： 混凝土T梁冬季施工养护
Abstract: this paper Fen xing in hebei province highway xingtai to JiJin world section L12 standard 30 m T beam of prefabricated engineering examples, through the winter prestressed concrete beams of the construction, T steam curing construction technology, to make concrete T beam winter construction, and put forward some ideas. With these measures, to ensure the quality of the precast concrete T beam and project completed on time.
Keywords: concrete T beam winter construction curing
中图分类号：TU742文献标识码：A 文章编号：
论文正文：
1.引言
邢汾高速公路邢台至冀晋界段东起河北省邢台市市区，西至邢台县白岸镇冀晋省界，横穿太行山脉，是建在山岭重丘区的高等级路。L12标位于邢台县路罗镇，起讫桩号为K62+270-K66+690，该地区位于太行山腹地，大陆性季风气候显著，四季分明，年均气温13.5℃，历史最低气温-22.40℃。笔者所负责的2号预制场今冬承担了预制鱼林沟右线2号大桥全桥90片30T梁的生产任务，由于山区条件限制，预制场共18个底座，无存梁区，所以生产颇为紧迫，做好冬季施工措施，成为成败之关键。我们从冬季施工前的准备工作入手, 冬施过程中在钢筋及钢绞线的加工制作, 混凝土的拌制、运输、浇筑和蒸汽养生等各个工序中采取措施,保证了施工质量和生产任务。
2. 冬施前的准备工作
2.1首先做好冬季施工组织计划及准备工作, 配备足够的防寒保暧材料。我们配备了充分的篷布和棉被等覆盖物。30米T梁梁体高2m，顶宽1.7米，底座高30cm，蒸养棚支架高30cm，宽2.2m，针对这些尺寸我们采用4m×7m规格棉被，每片梁配备9片棉被，共准备6套。棉被不能盖严实处配备篷布进行双层补盖。
为保证减水剂在低温下正常使用，减水剂盛放桶安装包裹式电热丝。拌合站水池内壁提前安装隔热板，制作隔热盖。对所有机械设备做好全面的维修和保养，采取保温处理。
2.2 安装锅炉和供气管道。
提前对锅炉进行送火试压，并通过有关安全部门的检验, 保证冬季养生的生产和安全需要。锅炉房内设置必要的安全设施,如灭火器等。供气管道全部用保温泡沫包裹，包裹密实，确保把管道热力损失降到最低。
2.3 设计并制作施工所需的蒸养支架（棚罩）。蒸养棚罩是T梁蒸汽养护的必备品，其作用是防止覆盖物直接压在顶板混凝土上，从而使梁身整体处在蒸汽中均衡受热。为便于移动，棚罩用钢管制作，单节高30cm，宽2.2m，长8米，每片梁由4节棚罩覆盖。棚罩外覆盖棉被。如图（1）所示
图（1）蒸养支架（棚罩）示意图 （单位：mm）
3．钢筋及钢绞线的加工制作
3.1 钢筋的存放和使用。
钢筋要存放于室内或严密覆盖。T梁主筋的闪光对焊不得在低温下进行, 为此加工了专门的焊工棚,保证对焊作业都在棚内操作, 棚内采取保温措施,配备了4台高温无烟煤炉，保证了棚内温度不低于10℃。
T梁骨架的焊接在室外进行作业时,保证气温在-15℃以上，并根据实际情况用彩条布搭设临时棚等措施来防雪挡风, 减小焊件温差。在负温条件下使用钢筋，施工时要加强检验，注意查看钢筋的平直、有无损伤，表面有无裂纹、油污、颗粒状或片状老锈等等。气温低于-15℃时停止钢筋焊接、安装等作业。
3.2 其他注意事项
1）避免刚焊接的部位立刻接触冰雪或极低的气温环境。避免在0℃以下用水冲洗钢筋, 以免钢筋上附着水而结冰。2）后张法施工的T梁, 采用蒸汽养护时不能先将钢绞线穿入梁体中, 避免钢绞线生锈。
4．混凝土的拌制
我项目采用C50高性能混凝土，胶凝材料为P.O 42.5水泥，理论配比为 水泥：碎石：砂：水：粉煤灰：矿粉：减水剂=1：2.95：1.66：0.4:0.13: 0.13 :0.013。水泥用量为388?/m3。
4.1 混凝土所需的材料在雨雪天气必须对其堆放场用篷布覆盖, 开放的料仓用彩钢板加装围墙使雨雪不进入料堆, 确保集料中不积水、不带有雪块。
4.2 当拌和的混凝土温度不能满足要求时, 首先考虑对拌合用水加热, 仍不能满足时, 再考虑对集料加热。水泥只保温, 不得加热。笔者所在的2号预制场采用蒸汽加热拌合用水的方法。冬季施工对于水温的控制是关键，混凝土的拌和温度按下式进行计算:
To＝[0.92（WcTc+WsTs+WgTg）+4.2Tw（Ww-PsWs-PgWg）+c1（PsWsTs+PgWgTg）-c2（PsWs+PgWg）]/[（4.2Ww+0.92（Wc+Ws+Wg）]
公式中：To--混凝土拌和物的温度（℃，以每盘1.0m2 计）
Wc--水泥和粉煤灰、矿粉的用量 746.8?
Ws--砂的用量 644?
Wg--碎石的用量 1144?
Ww--水的用量 155?
Tw--水的温度 拟定为70℃ 蒸汽加热
Tc--水泥和粉煤灰、矿粉的温度 0℃
Ts--砂的温度 0℃集中覆盖
Tg--碎石的温度 0℃集中覆盖
Ps--砂的含水率 0％
Pg--石的含水率 0％ Kj／kg
c1--水的比热容
c2--冰的溶解热
将以上数据代入公式，经计算： To = 15.3℃
当骨料温度大于0 ℃时，C1=4 Kj／kg，C2=0 Kj／kg；当骨料温度小于或等于0 ℃ 时，C 1 = 2 Kj／kg ,C2=335 Kj／kg。
我们在实际施工中砂、碎石采取了双层覆盖棉被的保温措施，拌合入机温度均能在0℃以上，实际水温控制在40℃-60℃ 之间, 最高不超过80℃时，混凝土的温度完全能够满足要求，和计算值很好的相符合。
4.3投料前, 先用热水或蒸汽冲洗搅拌机, 对混有冰雪、冻结块的集料在拌和前清除干净。投料顺序为: 集料→热水→水泥→外加剂, 搅拌时间为130秒，比常温延长40%,拌合量为0.6m2/盘，混合料能够得到充分搅拌均匀。
4．3 指定专人观测拌合用水加热温度、混凝土出料及入模温度,并观测运输、施工等温度损耗。
5.混凝土运输和浇筑
5.1 混凝土的运输要提前做好施工安排, 尽量缩短运输时间, 运输搅拌罐车均提前上好保温套, 减少混凝土运输过程中的热量损失。浇筑混凝土时尽量安排在白天气温最高时进行。
5.2 混凝土在浇筑前清除模板、钢筋上的冰雪和污垢, 用篷布把整个预制梁模板覆盖起来, 适当的通入一些热蒸汽, 使模板和钢筋温度在5℃以上。浇筑从箱梁的一端向另一端推进, 分段分层进行, 尽可能缩短混凝土浇筑时间。浇筑完顶板后及时覆盖好棉被进行保温层，同时进行低蒸汽养护，待混凝土终凝时就可大量通入蒸汽升温进行正常恒温养护。
6．混凝土的蒸汽养护
6.1 混凝土蒸养设备
混凝土采用锅炉生成蒸汽进行养护。预制场配备了一台2t锅炉，经过现场试验确定,一台2t锅炉可同时供8-10片T梁的养护,完全能够满足实际需要。主管道布设在不妨碍施工的预制场一侧，直接通到每排底座的一端。蒸汽通过支管道进入预制T梁内，每片梁布设2根支管道,支管道布置于每条台座的两侧与台座平行，支管上每0.3米设一个小孔用于喷出高温蒸汽。花管小孔成斜向上45度角位置以保证蒸汽养护质量。花管放置于地面并稍微垫起，花管与梁板要保证0.8米左右的距离以防止蒸汽直接吹在混凝土上。
6.2混凝土蒸养的四个阶段和相应技术措施
在T梁的浇筑、顶板拉毛、拆模、穿钢绞线等过程中保温棉被总难免反复进行覆盖和揭除，这会致使养护棚内温度的升高和降低。在棚内温度的变化中要严格控制才能保证T梁成品质量。
6.2.1混凝土静养阶段
静养阶段又称预养阶段。此阶段指的是混凝土自浇筑成型后至正式供给蒸汽前的一段时间。静养为4~6小时，静养时间的养护温度为20~25℃。静养阶段可输入蒸汽但要控制送汽的温度，保证棚内温度不超过25℃，如果达到25℃可停送蒸汽保温。这一阶段主要是使混凝土中水泥有一个比较充裕的水化时间，使混凝土形成一定强度，以增强混凝土对升温阶段结构破坏作用的抵抗力，避免蒸汽养护时在构件表面出现裂缝和疏松现象。这对于消除混凝土在升温中的肿胀十分重要。
6.2.2升温阶段
升温阶段是通入蒸汽达到恒温温度的阶段。混凝土构件在升温阶段的升温梯度控制关系到混凝土构件质量的优劣。升温速度不能太快，以免混凝土内外温差过大产生裂缝。升温时间为2~3小时，升温速度不能超过每小时10℃。这一阶段，水泥水化反应加快，逐渐形成一定强度，并且混凝土发生热胀变形，由于里外温差会产生温度应力。因而我们在鱼林沟右线2号大桥T梁蒸养中采取了下列措施：在静养的基础上，进行升温，大约安排了三个小时，第一小时升温至5℃，第二小时升温至8℃，第三小时升温8℃，刚开始养护上气时升温要慢，后期升温速度快一些。为了克服混凝土的热胀变形，采用坚固的钢模板予以约束，打出的90片T梁全部达到质量要求。
6.2.3恒温阶段
此阶段指混凝土经过升温阶段后，维持定温的一段蒸养时间。恒温时间的长短很关键，应根据同条件养护的现场试块达到设计的强度所需要的时间来确定。恒温温度是养护的最高温度，通常恒温温度越高，恒温的时间就越短，主要受水泥的品种，构件的体型等因素影响。一般混凝土的蒸汽养护温度为50℃~70℃，我项目采用的是C50高性能混凝土，恒温温度不能太高。为积累生产经验，在T梁生产的前一阶段，我们多做了一些试块，一部分作标准养护试件，直接放入标准养护室养护28天，按照《钢筋混凝土结构工程施工及验收规范》标准的规定进行标准养护；一部分做同条件养护标准试块，脱模后再移到现场随梁养护，一定时间间隔内分别进行试压。通过反复试验，在鱼林沟右线2号大桥T梁施工中，恒温温度控制在30℃-40℃，96小时强度即可达到90%以上，满足张拉强度，即减少了燃料费用，又保证了生产进度。
6.2.4降温阶段
降温阶段是停止供气到揭开养护覆盖物的阶段。在降温过程中，降温梯度是关键，降温梯度不能太大，降温剧烈将使混凝土表面产生“裂缝”，降温速度一般控制在5℃/小时。具体做法是从蒸养棚一端，掀起一角，然后逐渐扩大，直到全部棉被掀开。
6.3 蒸汽养护温度记录
在养护过程中，升温和降温过程要每1小时查温一次并做好记录，同时注意调整温度；恒温阶段每2小时查温一次并做好记录。温度计的布点设置3处，跨中一个布点，靠梁端4米处各1个点。室外温度在每天固定时间记录4次。我们制作了温度记录表，根据现场实际情况几经修改，将表格样式固定了下来。如表（1）所示：
T梁蒸汽养生温度记录表
施工部位：中交一公局桥隧公司邢汾高速L12标鱼林沟右线2号桥T梁预制
表（1）T梁蒸汽养生温度记录表
6.4 其他事项
6.4.1 蒸养棚罩设计要得当。实践证明我项目的蒸养棚罩设计合理，既保证了蒸养的质量，又避免了棚内空间太大导致温度散失过大。
6.4.2 张拉之后棚内温度既可以降到15℃-20℃。《公路工程质量评定标准》（JTG/F80/1-2004）中要求T梁梁体压浆温度不得低于5℃，我们多次试验当棚内温度在15℃-20℃时，梁体温度在8℃-12℃之间，满足规范要求，又能保证压浆后水泥浆能够正常上强度。
7．预应力T梁的张拉和压浆
7.1 当混凝土达到设计所要求的90%张拉强度后即进行预应力张拉和压浆。预应力张拉设备及仪表在工作时我们均用篷布包裹,内通蒸汽进行保温， 保证油压仪表工作环境温度不低于10℃, 油压仪表采用抗冻油。
7.2 拌浆用水用通蒸汽的方法加热，水温在40℃-60℃的之间即可满足入孔的温度要求。
8.结语
邢汾高速L12标2号预制场通过充分的前期准备和冬施过程中多方面的控制措施，在工期短、场地条件受限、底座少且没有存量区的情况下，顺利的完成了生产任务，T梁混凝土没有因冬季施工而产生的冻胀、裂缝、裂纹等现象, 工程质量呈现良好稳定状态。L12标2号梁场的冬季施工工程质量得到了邢汾高速公路管理处的肯定，被管理处作为山区冬季施工的样板在全线推广。希望本文的冬季施工的控制措施对于其他同样需要冬季施工的梁场或工地具有借鉴意义。
参考文献
1.朱冀军.T梁预制冬季施工质量控制措施[J]交通世界,2010年 第15期.
2.杨东坤.简支T 梁冬季施工技术研究[J]中国水运,2011年 第九期.
3. 李宏坤.预应力混凝土箱梁的冬季施工[J]石家庄铁路职业技术学院学报,第8卷 第2期.
作者简介：姓名：武启鹏；性别：男；出生年月：1987年1月；学历：本科；职称：助理工程师。笔者毕业于内蒙古工业大学土木工程专业（道桥方向），现于中交一局桥隧公司邢汾高速项目，主要负责标段内2号T梁预制场的质量控制。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。