中承式钢管混凝土拱桥箱形主梁节段现浇冬季施工养护方法
技术领域
本发明涉及桥梁施工领域，特别是涉及一种中承式钢管混凝土拱桥箱形主梁节段现浇冬季施工养护方法。
背景技术
近年来，我国各地正在大规模建设交通路网，桥梁作为一种常见的跨越江河湖海的结构形式被广泛采用，而拱桥作为跨越能力较大、耐久性好且养护和维修费用少的桥梁，在各路网中越来越频繁的采用。
对于中承式拱桥混凝土箱梁施工，有节段现浇法、预制法、整体支架法等施工方式。对于大跨跨越深水地区的大断面箱梁施工，一般采取节段现浇法。因工期紧张时，箱梁往往需要进行冬季施工，而有些桥址位置的环境温度不能满足桥梁混凝土养护的最低温度要求，因而需要在混凝土在浇筑过程中及浇筑完成后需采取有效的保温养护方法，通常的冬季施工方法是在拌合站进行加温拌和水搅拌混凝土，搅拌车包裹保温运输至施工地点，泵送浇筑，箱梁混凝土浇筑前搭设简易棚架保温，浇筑完成后在棚架内部安放蒸汽发生器、暖风机等设备工作以进行保温保湿养护。
简易养护棚架移动不便，需要反复拆装；养护棚架搭设在已浇筑混凝土上，其基础设置后使混凝土外观质量受影响；搭设简易养护棚架后只能用于本节段梁体混凝土养护，后续节段梁体施工需等待本节段养护完成，施工周期长；简易养护棚架支架结构本身防风、防雪、保温效果较差，不适用于峡谷大风低温条件下使用；简易养护棚架无法养护梁底及翼缘；一般的蒸汽发生器覆盖保湿范围有限，使箱梁混凝土强度增长不均匀。
发明内容
本发明的目的在于提供一种中承式钢管混凝土拱桥箱形主梁节段现浇冬季施工养护方法。
本发明所采取的技术方案是：
一种中承式钢管混凝土拱桥箱形主梁节段现浇冬季施工养护方法，其包括以下步骤：
S1：加工制作养护棚架，运输至现场，将所述养护棚架安装在已浇筑的混凝土箱梁顶面；
S2：所述养护棚架顶面采用薄钢板并在薄钢板表面喷涂聚氨酯进行保温，所述养护棚架四周分别安装篷布卷帘，所述混凝土箱梁下部的现浇支架贝雷梁顶面铺设薄钢板并喷涂聚氨酯，在混凝土箱梁上端面布置箱梁浇筑底模板系统形成密闭空间；
S3：对所述养护棚架内部进行加热，使钢筋和模板温度提高至不低于5℃；
S4：在拌和楼搅拌混凝土，混凝土搅拌出机温度不低于10℃，将混凝土从拌和楼输送到工地然后输送入模，混凝土入模温度不低于5℃；
S5：混凝土浇筑完成后，对所述养护棚架内部加热及加湿，保证所述养护棚架内部温度不低于10℃和养护湿度要求，直到混凝土强度和弹性模量满足要求；
S6：将所述养护棚架前移，进行下节段混凝土箱梁施工。
进一步作为本发明技术方案的改进，在所述步骤S1中，所述养护棚架通过锚固结构固定在混凝土箱梁表面，所述混凝土箱梁顶面设置有滑道，所述养护棚架可沿所述滑道滑行。
进一步作为本发明技术方案的改进，所述养护棚架包括两组棱形桁架和伸臂结构，两组所述棱形桁架和伸臂结构通过横向杆连接成空间结构，所述棱形桁架后端下部通过锚固结构锚固在前一节段混凝土箱梁顶面，在所述棱形桁架后端顶部设置纵向滑道。
进一步作为本发明技术方案的改进，在所述步骤S2中，将所述混凝土箱梁内部的横隔板人洞采用木板密封形成密闭空间。
进一步作为本发明技术方案的改进，在所述步骤S2中，在所述混凝土箱梁顶面、内箱室内布置若干暖风机和蒸汽发生器，并在所述混凝土箱梁翼缘下面、底板下空间内分别布置若干带气孔的蒸汽管道。
进一步作为本发明技术方案的改进，在步骤S5中，当混凝土养护完成后，将所述养护棚架内保持暖风机工作升温，并向所述蒸汽管道内通入蒸汽，保证所述养护棚架内温度不低于10℃和养护湿度要求。
进一步作为本发明技术方案的改进，在步骤S4中，通过包裹拌和站储料罐体、升温搅拌机组、加热水和砂石料，使混凝土搅拌出机温度不低于10℃。
进一步作为本发明技术方案的改进，在步骤S4中，采用混凝土输送地泵将混凝土送入模，在混凝土输送地泵进灰口处搭设暖棚，采用暖风机进行升温，暖棚内温度不低于10℃，采用棉被封堵暖棚与罐车周边间隙。
进一步作为本发明技术方案的改进，在混凝土输送泵管表面喷涂聚氨酯包裹。
本发明的有益效果：此中承式钢管混凝土拱桥箱形主梁节段现浇冬季施工养护方法，采用养护棚架进行冬季施工的混凝土养护，不仅可以用于刚浇筑混凝土段保护养护，还可为后续节段钢筋绑扎作业提供一个无风且暖和的作业环境，质量有保障，施工便利，节省工期，在养护棚架安装喷涂聚氨酯的薄钢板并和四周的篷布卷帘一起形成密闭空间，保证混凝土的养护温度和四度，有效适应各种低温环境，通过提高混凝土入模温度、提高浇筑环境温度、升高养护温度和湿度结合，确保混凝土箱梁进行冬季施工温度和湿度，加速箱梁混凝土的强度和弹性模量的增长。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1为本发明实施例养护棚架中立面布置图；
图2为本发明实施例养护棚架横断面布置图；
图3为本发明实施例养护棚架蒸汽管道横断面布置图；
图4为本发明实施例混凝土箱梁截面示意图；
图5为本发明实施例主梁现浇吊架横断面布置图；
图6为本发明实施例菱形桁架立面布置图；
图7为本发明实施例另一菱形桁架立面布置图；
图8为本发明实施例养护棚架断面保温体系示意图；
图9为本发明实施例伸臂结构示意图。
具体实施方式
本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
在实际施工中，藏木特大桥位于高原深水峡谷地区，冬季温度较低，最低可达-15℃，主桥采用中承式提篮钢管混凝土拱，主跨430m，全桥孔跨布置为(39+32)m连续梁+384m主梁+(28+34)m连续梁，主跨梁体作为单箱双室连续箱梁结构，等高梁段，梁高3m，顶板宽18m，底板宽12m。
为解决现有中承钢管混凝土拱桥混凝土箱梁节段现浇冬季施工的养护各种问题，在箱梁浇筑过程和养护中确保混凝土在规范要求的最低温度和湿度要求下，保证混凝土在很短的几天时间内达到张拉要求的强度和弹模，加快施工速度，实现经济性、实用性的最大化，特发明本方法。
主梁施工采用三孔吊架进行分三个作业面进行节段现浇施工，箱梁混凝土冬季施工养护主要通过提高混凝土入模温度，提高浇筑环境温度，升高养护温度和湿度结合，共同加强箱梁混凝土强度和弹性模量。
箱梁冬季棚架养护范围包括两个节段，本节段和后一节段，养护棚架主要受力构件是两组棱形桁架带长伸臂结构，两组棱形桁架和长伸臂结构之间通过横向杆件连接形成空间结构，棱形桁架后端下部通过预埋精轧螺纹钢筋锚固在前一节段箱梁顶面。在棱形桁架后端底部设置纵向移动滑道，进行箱梁后一节段施工时养护棚架可在滑道上往前移动一个节段保温。在支架表面设置薄薄钢板覆盖并在侧面四周缝制保温篷布卷帘并使之下垂，在待浇筑节段浇筑前放开篷布卷帘并使之放下将节段四周包裹起来养护，养护完成后将篷布卷帘收起，方便施工。
参照图1-图9，一种中承式钢管混凝土拱桥箱形主梁节段现浇冬季施工养护方法，其包括以下步骤：
S1：加工制作养护棚架100，运输至现场，将养护棚架100安装在已浇筑的混凝土箱梁200顶面，养护棚架100通过锚固结构120固定在混凝土箱梁200表面，混凝土箱梁200顶面设置有滑道210，养护棚架100可沿滑道210滑行，养护棚架100包括两组棱形桁架130和伸臂结构140，两组棱形桁架130和伸臂结构140通过横向杆连接成空间结构，棱形桁架130后端下部通过锚固结构120锚固在前一节段混凝土箱梁200顶面，在棱形桁架130后端顶部设置纵向滑道。
S2：养护棚架100顶面采用薄钢板并在薄钢板表面喷涂3cm厚的聚氨酯进行保温，养护棚架100四周分别安装保温的篷布卷帘110，篷布卷帘110可卷动放下或收起，放下篷布卷帘110可以将待浇筑孔以及往中跨方向的下一孔罩在里面，在混凝土箱梁200下部的现浇支架贝雷梁顶面铺设薄钢板并喷涂聚氨酯，在混凝土箱梁200上端面布置箱梁浇筑底模板系统形成密闭空间，在混凝土箱梁200顶面、内箱室内布置多台大功率暖风机和蒸汽发生器，并在混凝土箱梁200翼缘下面、底板下空间内分别布置多条带气孔的蒸汽管道220，将混凝土箱梁200内部的横隔板人洞采用木板密封形成密闭空间。节段混凝土箱梁浇筑前可采用暖风机提高浇筑环境温度，节段混凝土浇筑后可以采用暖风机和蒸汽发生器作为提高温度和湿度进行养护。
S3：对养护棚架100内部进行加热，使钢筋和模板温度提高至不低于5℃；
S4：根据相关规范要求和现场既有参数，在确保混凝土出机温度满足要求情况下，计算出最低环境气温条件下生产混凝土时所需的原材料保温温度、搅拌水温度。通过包裹拌和站储料罐体、升温搅拌机组、加热水和砂石料，使混凝土搅拌出机温度不低于10℃，然后将混凝土从拌和楼输送到工地然后输送入模，采用混凝土输送地泵将混凝土送入模，在混凝土输送地泵进灰口处搭设暖棚，采用暖风机进行升温，暖棚内温度不低于10℃，采用棉被封堵暖棚与罐车周边间隙，尽量减少热量损失，在混凝土输送泵管表面喷涂聚氨酯包裹，保证混凝土入模温度不低于5℃。
S5：混凝土浇筑完成后，将养护棚架100内保持暖风机工作升温，并向蒸汽管道220内通入蒸汽，保证养护棚架100内部温度不低于10℃和养护湿度要求，直到混凝土强度和弹性模量满足要求。
S6：将养护棚架100前移，进行下节段混凝土箱梁200施工。
此中承式钢管混凝土拱桥箱形主梁节段现浇冬季施工养护方法，通过提高混凝土入模温度，提高浇筑环境温度、升高养护温度和湿高等相结合，确保混凝土箱梁进行冬季施工温度和湿度，加速箱梁混凝土的强度和弹模增长。
同时养护棚架100采用后锚式，将承受横向峡谷风力传至已浇筑梁段上，对本节段现浇混凝土根本不产生作用力，不存在现浇的混凝土因强度不高时因受力产生裂纹的质量隐患，本养护棚架100可以通过移动滑道向前走行，一次拼装完成，直到施工完成再拆除，无需配套机械设备，施工便利且安全，节省工期。
养护棚架100顶面设置喷涂聚氨酯的薄钢板，侧面四周采用保温的篷布卷帘110，可以卷动放下或收起，结构轻便，保温效果好，造价低，并且在内部采用暖风机和蒸汽发生器升温养护，使混凝土质量得到有效保障。
养护棚架100上表面、混凝土箱梁200底部下面采用喷涂聚氨酯的薄钢板进行空间密封，且设置蒸汽发生器并在其空间和翼缘底下空间内布设蒸汽管道升温养护，施工简单，养护效果好。
此方法简单实用，克服了现有的技术的缺陷，如无法进行底板、斜腹板和翼缘的养护，进而会出现由于无法养护带来的梁体混凝土强度不够或者梁体混凝土强度不均匀的施工质量隐患。
采用本方法进行冬季施工的混凝土养护，不仅可以用于刚浇筑混凝土段保护养护，还可为后续节段钢筋绑扎作业提供一个无风且暖和的作业环境，质量有保障，施工便利，节省工期，在养护棚架安装喷涂聚氨酯的薄钢板并和四周的篷布卷帘一起形成密闭空间，保证混凝土的养护温度和四度，有效适应各种低温环境，通过提高混凝土入模温度、提高浇筑环境温度、升高养护温度和湿度结合，确保混凝土箱梁进行冬季施工温度和湿度，加速箱梁混凝土的强度和弹性模量的增长。
上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
