專利名稱：一種橋梁支座灌漿低溫施工方法
技術領域：
本發明涉及一種橋梁支座灌漿工藝在低溫下的施工方法，更具體地說是一種防止砂漿在澆注后由于溫度低而硬化慢、不能硬化或者被凍壞的施工方法及工藝。
背景技術：
目前，我國已開始大規模建設高速鐵路，并采用了大量的新工藝和新方法，而為了提高工作效率，加快工程進度，普遍采用在工廠預制的橋梁，一片橋梁一般重達900噸，通過架梁機在建設好的橋墩上架設橋梁，通過橋梁支座將橋梁和橋墩連接在一起，橋梁支座和橋梁通過高強螺栓連接，而為了調整橋梁的高度的需要，通過現場澆注支座高強灌漿砂漿將橋梁支座和混凝土橋墩固定在一起，而澆注的砂漿厚度一般在2cm-3cm左右，因此澆注的砂漿是否能夠具備充足的強度具有非常關鍵的作用。
如圖1所示，根據高速鐵路的橋梁架設方法，一般在混凝土墩臺1的支座墊石2與混凝土橋梁3之間設置有橡膠支座4，混凝土墩臺1及其支座墊石2在現場澆筑而成，混凝土橋梁3即可預制也可現澆制作，在混凝土橋梁底部固定橡膠支座4后，吊裝到混凝土墩臺1的支座墊石2上，支座墊石2在頂面四角處預留有錨栓孔，橡膠支座4的下鋼板上設有插入錨栓孔的螺栓，螺栓外圍設有套筒，當橋梁安裝到位后，便澆注砂漿將螺栓及套筒與支座墊石2固結在一起，最后橋梁3、橡膠支座4、混凝土墩臺1便都連接在一起，如圖2所示，澆注時需要在支座墊石2上安裝灌漿用模板，可采用預制鋼模5，底面設一層厚橡膠防漏條6，通過膨脹螺栓7固定在支座墊石2頂而，錨栓孔和平面支座墊石可以分開澆注，但平面支座墊石應一次澆注完畢，如圖3所示，砂漿通過導流管澆入支座下鋼板和墩臺支承墊石的空隙中，直至從鋼模與支座底板周邊間隙觀察到灌漿材料全部灌滿為止，澆注完畢后，將高出支座底板的砂漿掏出、抹平，待強度達到20MPa后，拆除鋼模板，拆除臨時支撐千斤頂，安裝支座防護圍板。
由于橋梁與橋墩之間主要通過支座來進行連接，因此澆注質量的好壞將直接決定橋梁的使用安全和使用壽命，而混凝土的凝固特性又決定了這一重要工藝過程必然會受到環境的影響，在高溫條件下施工時，漿體的流動度損失較快，一般在氣溫高于35℃時便需要采用降溫措施，如遮陽、灑水、制備冰水作為拌和水等等，相對來講比較容易解決，而在低溫條件尤其是負溫條件下施工時，往往會造成橋梁架設速度緩慢或者不能架設，主要是由于沒有行之有效的低溫施工方法，目前的加熱防凍工藝大都采用電熱毯對澆注后的砂漿進行養護或加熱，但由于一般的電熱毯功率較小，容易吸收水汽，而且與外界散熱快，只能通過對流或輻射的方式進行加熱，均不便對橋梁支座鋼墊板進行加熱，而且加熱部位有限，不能保證錨固砂漿各個部位的整體強度和抗凍性能，對橋梁的整體安全性將會埋下巨大的隱患。
發明內容
針對現有技術存在的不足，本發明的目的是提供一種在低溫或負溫條件下能夠架設預制橋梁或者現澆梁支座灌漿的施工方法。
為實現上述目的，本發明采用的技術方案是一種橋梁支座灌漿低溫施工方法，其工藝步驟如下(1)首先對支座墊石和錨栓孔進行預加熱，需要架梁前在錨栓孔和支座墊石上灑水濕潤后，分別在每個錨栓孔中放入加熱袋，然后在整個支承墊石上放置加熱袋，最后在支座墊石加熱袋之上覆蓋耐高溫保溫材料，如保溫棉，保持加熱袋溫度在10℃～80℃左右，在落梁前斷電，然后取出所有加熱袋，并將保溫棉繼續覆蓋保溫，安裝螺栓和套筒時再撤除保溫棉；(2)對橋梁支座下鋼板的套筒及螺栓進行預加熱，在落梁前將套筒和螺栓放入保溫套中，然后在保溫套中放置加熱袋，保持加熱套內溫度在10℃～80℃之間，在梁的移動或者架設過程中，一直保持加熱套處于工作狀態；(3)對橋梁支座下鋼板進行加熱，分別將加熱袋安裝在橋梁支座下鋼板上表面的四角處，并固定在鋼板上，然后在橋梁支座外包覆保溫毯，并開始加熱，加熱袋的溫度在10℃～80℃之間；(4)攪拌砂漿時，對攪拌機進行加熱保溫，并對砂漿導流管進行加熱或保溫；(5)攪拌漿體，使用10℃～50℃左右的熱水拌和材料，漿體出機溫度在5℃～30℃為宜，最低不低于1℃；(6)澆注，漿體攪拌完畢后在30分鐘內澆注完畢，同時將攪拌的砂漿成型兩個以上的試模，放入保溫套中測試不同齡期的抗壓強度；
(7)澆注完畢后繼續對橋梁支座下鋼板進行加熱，將固定在橋梁支座上的保溫套下端貼實在支座墊石上，完全包覆橋梁支座的下鋼板、澆注的砂漿及澆注砂漿的圍護模板，盡量避免保溫套內空氣與外界相通，減少熱量損失，通過加熱橋梁支座下鋼板，間接的加熱砂漿和包覆在保溫材料內部的所有部件或材料，達到5℃-60℃的養護溫度；(8)待試模砂漿抗壓強度達到20MPa以上或者具備抗凍性能即可取消加熱套內加熱袋的養護。
所述步驟(1)中，加熱袋充滿整個錨栓孔60％以上的體積，加熱袋與錨栓孔壁相接觸，從而對錨栓孔進行均勻加熱。
所述步驟(4)中，梁體架設好后，盡快進行漿體攪拌，攪拌機直接放置在所架設的梁體上。
所述步驟(4)中，攪拌機外側下部分或全部纏繞加熱帶或薄層加熱袋，加熱帶及加熱袋具有自動控溫功能，超過一定的溫度后自動斷電，溫度不足時自動加熱，并在加熱帶外層包覆耐高溫保溫材料，加熱帶及加熱袋的溫度范圍為10℃-60℃之間。
所述步驟(4)中，在攪拌時用20℃～60℃的熱水沖洗攪拌機和管道，用加熱帶加熱攪拌機外層的金屬壁，導流管直徑在50-100mm左右為宜，并在外層包覆保溫材料或者纏繞加熱袋后再包覆保溫材料，加熱帶及加熱袋的溫度范圍在5℃-60℃之間。
所述步驟(3)中，在對橋梁支座下鋼板進行加熱時，加熱袋通過磁鐵吸附在鋼板上，或者用繩帶固定在橋梁支座上。
所述加熱袋及被加熱部件的溫度不超過80℃。
所述加熱袋采用具有自動控溫功能的加熱袋，溫度較低時自動啟動加熱，溫度過高時自動斷電停止加熱。
所述加熱袋內充入的導熱材料為液體，加熱源密封在袋體內，加熱袋為軟質可變形材料，可自動適應錨栓孔、橋梁支座和支承墊石的形狀。
本發明是在溫度小于10℃尤其是小于0℃時，通過對墩臺頂面支座墊石、錨栓孔、橋梁支座下鋼板、螺栓及套筒、砂漿攪拌機、砂漿導流管等部位進行部分或全部預加熱和保溫措施，并且在砂漿澆注后通過設置加熱袋和保溫套，對澆注后的砂漿進行加熱保溫養護，在低溫或負溫條件下進行施工的方法。
本發明具有如下優點1、能夠對所有與在砂漿攪拌過程中和澆注后的砂漿相接觸的部位進行加熱，并且加熱袋能夠根據被加熱部件的形狀自動變形，直接與需加熱的部位相接觸，加熱袋以液體為發熱體，通過袋內液態半導體均勻加熱儲能，無突額高溫點，各個部位加熱均勻，最高溫度不超過80℃，不會因局部加熱不均勻，而引起混凝土開裂或者造成橋梁支座防腐涂料的劣化；2、橋梁支座下鋼板、墩臺支座墊石、錨栓孔外圍的混凝土、螺栓及套筒加熱后的熱量，在砂漿澆注后對砂漿起到加熱養護作用；3、所有加熱部件或被加熱部件的溫度不超過80℃，不會對施工人員造成燙傷、燒傷的后果，所有電連接均為密封連接，不會因觸電而引起安全事故；4、加熱源具有自動控溫的功能，溫度較低時，自動啟動加熱，溫度過高時，自動斷電停止加熱。
5、主要通過熱傳導方式加熱，加熱速度快，節省能量和時間，鋼筋混凝土的熱傳導系數為1.74W/(m·℃)，鋼板的熱傳導系數為45W/(m·℃)，空氣的熱傳導系數為0.025W/(m·℃)，鋼筋混凝土和鋼板的熱傳導系數分別是空氣的70倍、1800倍，通過對混凝土和鋼板加熱的加熱效率比加熱空氣的效率分別高70倍和1800倍；6、密封時加熱，能夠減少由于對流或輻射加熱方式造成的混凝土水汽蒸發，而導致在澆注砂漿時新澆注的砂漿與混凝土之間粘結強度低以及混凝土較大的干縮或開裂；7、采用低溫熱傳導方式加熱，現場容易操作，加熱源安裝和撤出都簡化，可以減少現場看護和管理，不會因為加熱時間過長而破壞被加熱的部件；8、采用20℃～80℃的加熱源，即使達到最高溫度，也不會對被加熱的混凝土、鋼板或者鋼板上的防腐涂料造成破壞，因此不會造成質量事故；9、采用全加熱方式，即對所有與砂漿相接觸的部位均進行加熱，能夠真正有效的抗凍，對我國高速鐵路(客運專線)在冬季施工時具有非常關鍵的作用，因為如果澆注的砂漿不能迅速的達到20MPa以上的強度，或者不能得到全面的養護，那么在負溫條件下，所有橋梁工程都必須停止；10、根據高速鐵路900噸預制梁架設工藝，必須在砂漿達到20MPa的抗壓強度才能開始下一片梁的架設，本發明采用全加熱的熱傳導加熱方式，能夠使砂漿在2小時內達到20MPa的抗壓強度，保證施工的進度。
圖1為混凝土墩臺、支座墊石、橋梁支座、混凝土橋梁的安裝示意圖；圖2為澆注前的模板安裝示意圖；圖3為澆注時的剖視示意圖；圖4為橋梁支座的結構示意圖；圖5為支座墊石頂面安裝模板后的俯視示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明進行詳細的說明。
附圖標記說明如下1——混凝土墩臺2——支座墊石3——混凝土橋梁4——橡膠支座5——鋼模 6——橡膠防漏條7——膨脹螺栓 8——橋梁支座下鋼板9——螺栓 10——套筒11——錨栓孔如圖4、圖5所示，該實施例在開始架設預制梁或者澆注現澆梁前，將加熱袋安裝在橋梁支座下鋼板8四角的上表面部位并進行加熱，外圍用保溫材料包覆整個橋梁支座或支座下部分，將螺栓9及套筒10放入保溫套中，并放入加熱袋進行加熱，將加熱袋放入墩臺錨栓孔11中進行加熱，將加熱袋放在支座墊石2上進行加熱，并在加熱袋上覆蓋耐溫保溫材料，對以上部位進行加熱一定的時間，梁體或橋梁支座安裝到位后，對攪拌機使用電熱帶或者加熱袋進行加熱，使用熱水作為拌和水攪拌砂漿，對砂漿導流管外層包覆保溫材料或者先纏繞加熱帶后包覆保溫材料，然后按照一定的工藝方法澆注砂漿，砂漿澆注完畢，對砂漿進行繼續養護，直至強度達到20MPa以上或者具備抗凍的能力時為止。
其具體工藝步驟為(1)首先對支座墊石2和錨栓孔11進行預加熱，需要架梁前在錨栓孔11和支座墊石2上灑水濕潤后，分別在每個錨栓孔11中放入加熱袋，加熱袋充滿整個錨栓孔60％以上的體積，對錨栓孔進行均勻加熱，然后在整個支承墊石2上放置加熱袋，最后在支座墊石加熱袋上覆蓋耐高溫保溫棉，保持加熱袋溫度在40℃～60℃左右，在落梁前斷電，然后取出所有加熱袋，并將保溫棉繼續覆蓋保溫，安裝螺栓9和套筒10時再撤除保溫棉；(2)對橋梁支座下鋼板的套筒10及螺栓9進行預加熱，在落梁前將套筒10和螺栓9放入保溫套中，然后在保溫套中放置加熱袋，保持加熱套內溫度在40℃～60℃之間，在梁的移動或者架設過程中，一直保持加熱套處于工作狀態；(3)對橋梁支座下鋼板8進行加熱，分別將加熱袋安裝在橋梁支座下鋼板上表面的四角處，并通過磁鐵或者繩帶固定在支座上，然后在橋梁支座外包覆保溫毯，并開始加熱；(4)梁體架設好后，盡快進行漿體攪拌，攪拌機直接放置在所架設的梁體上，攪拌砂漿時，對攪拌機進行加熱保溫，并對砂漿導流管進行加熱或保溫，攪拌機外側下部分或全部纏繞加熱袋，加熱帶具有自動控溫功能，超過一定的溫度后自動斷電，溫度不足時自動加熱，并在加熱帶外層包覆耐高溫保溫材料，在攪拌時用40℃～60℃的熱水沖洗攪拌機和管道，用加熱帶加熱攪拌機外層的金屬壁，導流管直徑在80mm左右，并在外層包覆保溫材料或者纏繞加熱袋后再包覆保溫材料；(5)攪拌漿體，使用20℃～30℃左右的熱水拌和材料，漿體出機溫度在15℃～25℃為宜，一般不低于10℃；(6)澆注，漿體攪拌完畢后在20分鐘內澆注完畢，同時將攪拌的砂漿成型兩個以上的試模，放入保溫套中測試不同齡期的抗壓強度；(7)澆注完畢后繼續對橋梁支座進行加熱，將固定在橋梁支座上的保溫套下端貼實在支座墊石2上，完全包覆橋梁支座的下鋼板、澆注的砂漿及固定砂漿的圍護模板，盡量避免保溫套內空氣與外界相通，減少熱量損失，通過加熱橋梁支座下鋼板8，間接的加熱砂漿和包覆在保溫材料內部的所有部件或材料，達到10℃-30℃的養護溫度；(8)待試模砂漿抗壓強度達到20MPa以上或者具備抗凍性能即可取消加熱套內加熱袋的養護，完成整個澆注工藝，經測試澆注體主要性能指標如下表所示。
此外，對現澆梁的支座灌漿也可采用本方法，由于現澆梁是在支座澆注在墩臺墊石之后再開始澆注橋梁，因此改變之處是在橋梁支座鋼板表面覆蓋加熱袋，加熱袋表面再覆蓋耐高溫保溫材料。
以上對本發明所提供的橋梁支座灌漿低溫施工方法進行了詳細介紹，本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式作了闡述，這些實施例的說明只是用于幫助理解本發明的方法及其核心思想，同時對于本領域的一般技術人員，依據本發明的思想，在具體實施方式
及應用范圍上均會有改變之處，但不論作怎樣的變化，凡是具有與本發明相同或相近似的技術方案，均在其保護范圍之內。
權利要求
1.一種橋梁支座灌漿低溫施工方法，其工藝步驟如下(1)首先對支座墊石和錨栓孔進行預加熱，需要架梁前在錨栓孔和支座墊石上灑水濕潤后，分別在每個錨栓孔中放入加熱袋，然后在整個支承墊石上放置加熱袋，最后在支座墊石加熱袋之上覆蓋耐高溫保溫材料，如保溫棉，保持加熱袋溫度在10℃～80℃左右，在落梁前斷電，然后取出所有加熱袋，并將保溫棉繼續覆蓋保溫，安裝螺栓和套筒時再撤除保溫棉；(2)對橋梁支座下鋼板的套筒及螺栓進行預加熱，在落梁前將套筒和螺栓放入保溫套中，然后在保溫套中放置加熱袋，保持加熱套內溫度在10℃～80℃之間，在梁的移動或者架設過程中，一直保持加熱套處于工作狀態；(3)對橋梁支座下鋼板進行加熱，分別將加熱袋安裝在橋梁支座下鋼板上表面的四角處，并固定在鋼板上，然后在橋梁支座外包覆保溫毯，并開始加熱，加熱袋的溫度在10℃～80℃之間；(4)攪拌砂漿時，對攪拌機進行加熱保溫，并對砂漿導流管進行加熱或保溫；(5)攪拌漿體，使用10℃～50℃左右的熱水拌和材料，漿體出機溫度在5℃～30℃為宜，最低不低于1℃；(6)澆注，漿體攪拌完畢后在30分鐘內澆注完畢，同時將攪拌的砂漿成型兩個以上的試模，放入保溫套中測試不同齡期的抗壓強度；(7)澆注完畢后繼續對橋梁支座下鋼板進行加熱，將固定在橋梁支座上的保溫套下端貼實在支座墊石上，完全包覆橋梁支座的下鋼板、澆注的砂漿及澆注砂漿的圍護模板，盡量避免保溫套內空氣與外界相通，減少熱量損失，通過加熱橋梁支座下鋼板，間接的加熱砂漿和包覆在保溫材料內部的所有部件或材料，達到5℃-60℃的養護溫度；(8)待試模砂漿抗壓強度達到20MPa以上或者具備抗凍性能即可取消加熱套內加熱袋的養護。
2.根據權利要求1所述的橋梁支座灌漿低溫施工方法，其特征在于，所述步驟(1)中，加熱袋充滿整個錨栓孔60％以上的體積，加熱袋與錨栓孔壁相接觸，從而對錨栓孔進行均勻加熱。
3.根據權利要求1所述的橋梁支座灌漿低溫施工方法，其特征在于，所述步驟(4)中，梁體架設好后，盡快進行漿體攪拌，攪拌機直接放置在所架設的梁體上。
4.根據權利要求3所述的橋梁支座灌漿低溫施工方法，其特征在于，所述步驟(4)中，攪拌機外側下部分或全部纏繞加熱帶或薄層加熱袋，加熱帶及加熱袋具有自動控溫功能，超過一定的溫度后自動斷電，溫度不足時自動加熱，并在加熱帶外層包覆耐高溫保溫材料，加熱帶及加熱袋的溫度范圍為10℃-60℃之間。
5.根據權利要求4所述的橋梁支座灌漿低溫施工方法，其特征在于，所述步驟(4)中，在攪拌時用20℃～60℃的熱水沖洗攪拌機和管道，用加熱帶加熱攪拌機外層的金屬壁，導流管直徑在50-100mm左右為宜，并在外層包覆保溫材料或者纏繞加熱袋后再包覆保溫材料，加熱帶及加熱袋的溫度范圍在5℃-60℃之間。
6.根據權利要求1所述的橋梁支座灌漿低溫施工方法，其特征在于，所述步驟(3)中，在對橋梁支座下鋼板進行加熱時，加熱袋通過磁鐵吸附在鋼板上，或者用繩帶固定在橋梁支座上。
7.根據權利要求1至6任一所述的橋梁支座灌漿低溫施工方法，其特征在于，所述加熱袋及被加熱部件的溫度不超過80℃。
8.根據權利要求1至6任一所述的橋梁支座灌漿低溫施工方法，其特征在于，所述加熱袋采用具有自動控溫功能的加熱袋，溫度較低時自動啟動加熱，溫度過高時自動斷電停止加熱。
9.根據權利要求1至6任一所述的橋梁支座灌漿低溫施工方法，其特征在于，所述加熱袋內充入的導熱材料為液體，加熱源密封在袋體內，加熱袋為軟質可變形材料，可自動適應錨栓孔、橋梁支座和支承墊石的形狀。
全文摘要
本發明公開了一種支座灌漿低溫施工方法，是一種在溫度小于10℃尤其是小于0℃時，通過對墩臺頂面支承墊石、墩臺錨栓孔、橋梁支座下鋼板、螺栓及套筒、砂漿攪拌機、砂漿導流管等部位進行部分或全部預加熱和保溫措施，并且在砂漿澆注后通過設置加熱袋和保溫套，對澆注后的砂漿進行加熱保溫養護，在低溫或負溫條件下進行施工的方法。該方法能夠對所有與在砂漿攪拌過程中和澆注后的砂漿相接觸的部位進行加熱，無突額高溫點，各個部位加熱均勻，最高溫度不超過80℃，不會因局部加熱不均勻，而引起混凝土開裂或者造成橋梁支座防腐涂料的劣化，能保證錨固砂漿各個部位的整體強度和抗凍性能。
文檔編號E01D21/00GK1944798SQ20061014511
公開日2007年4月11日 申請日期2006年11月13日 優先權日2006年11月13日
發明者佘海龍 申請人:北京建工華創工程技術有限公司