专利名称：一种桥梁支座灌浆低温施工方法
技术领域：
本发明涉及一种桥梁支座灌浆工艺在低温下的施工方法，更具体地说是一种防止砂浆在浇注后由于温度低而硬化慢、不能硬化或者被冻坏的施工方法及工艺。
背景技术：
目前，我国已开始大规模建设高速铁路，并采用了大量的新工艺和新方法，而为了提高工作效率，加快工程进度，普遍采用在工厂预制的桥梁，一片桥梁一般重达900吨，通过架梁机在建设好的桥墩上架设桥梁，通过桥梁支座将桥梁和桥墩连接在一起，桥梁支座和桥梁通过高强螺栓连接，而为了调整桥梁的高度的需要，通过现场浇注支座高强灌浆砂浆将桥梁支座和混凝土桥墩固定在一起，而浇注的砂浆厚度一般在2cm-3cm左右，因此浇注的砂浆是否能够具备充足的强度具有非常关键的作用。
如图1所示，根据高速铁路的桥梁架设方法，一般在混凝土墩台1的支座垫石2与混凝土桥梁3之间设置有橡胶支座4，混凝土墩台1及其支座垫石2在现场浇筑而成，混凝土桥梁3即可预制也可现浇制作，在混凝土桥梁底部固定橡胶支座4后，吊装到混凝土墩台1的支座垫石2上，支座垫石2在顶面四角处预留有锚栓孔，橡胶支座4的下钢板上设有插入锚栓孔的螺栓，螺栓外围设有套筒，当桥梁安装到位后，便浇注砂浆将螺栓及套筒与支座垫石2固结在一起，最后桥梁3、橡胶支座4、混凝土墩台1便都连接在一起，如图2所示，浇注时需要在支座垫石2上安装灌浆用模板，可采用预制钢模5，底面设一层厚橡胶防漏条6，通过膨胀螺栓7固定在支座垫石2顶而，锚栓孔和平面支座垫石可以分开浇注，但平面支座垫石应一次浇注完毕，如图3所示，砂浆通过导流管浇入支座下钢板和墩台支承垫石的空隙中，直至从钢模与支座底板周边间隙观察到灌浆材料全部灌满为止，浇注完毕后，将高出支座底板的砂浆掏出、抹平，待强度达到20MPa后，拆除钢模板，拆除临时支撑千斤顶，安装支座防护围板。
由于桥梁与桥墩之间主要通过支座来进行连接，因此浇注质量的好坏将直接决定桥梁的使用安全和使用寿命，而混凝土的凝固特性又决定了这一重要工艺过程必然会受到环境的影响，在高温条件下施工时，浆体的流动度损失较快，一般在气温高于35℃时便需要采用降温措施，如遮阳、洒水、制备冰水作为拌和水等等，相对来讲比较容易解决，而在低温条件尤其是负温条件下施工时，往往会造成桥梁架设速度缓慢或者不能架设，主要是由于没有行之有效的低温施工方法，目前的加热防冻工艺大都采用电热毯对浇注后的砂浆进行养护或加热，但由于一般的电热毯功率较小，容易吸收水汽，而且与外界散热快，只能通过对流或辐射的方式进行加热，均不便对桥梁支座钢垫板进行加热，而且加热部位有限，不能保证锚固砂浆各个部位的整体强度和抗冻性能，对桥梁的整体安全性将会埋下巨大的隐患。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种在低温或负温条件下能够架设预制桥梁或者现浇梁支座灌浆的施工方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是一种桥梁支座灌浆低温施工方法，其工艺步骤如下(1)首先对支座垫石和锚栓孔进行预加热，需要架梁前在锚栓孔和支座垫石上洒水湿润后，分别在每个锚栓孔中放入加热袋，然后在整个支承垫石上放置加热袋，最后在支座垫石加热袋之上覆盖耐高温保温材料，如保温棉，保持加热袋温度在10℃～80℃左右，在落梁前断电，然后取出所有加热袋，并将保温棉继续覆盖保温，安装螺栓和套筒时再撤除保温棉；(2)对桥梁支座下钢板的套筒及螺栓进行预加热，在落梁前将套筒和螺栓放入保温套中，然后在保温套中放置加热袋，保持加热套内温度在10℃～80℃之间，在梁的移动或者架设过程中，一直保持加热套处于工作状态；(3)对桥梁支座下钢板进行加热，分别将加热袋安装在桥梁支座下钢板上表面的四角处，并固定在钢板上，然后在桥梁支座外包覆保温毯，并开始加热，加热袋的温度在10℃～80℃之间；(4)搅拌砂浆时，对搅拌机进行加热保温，并对砂浆导流管进行加热或保温；(5)搅拌浆体，使用10℃～50℃左右的热水拌和材料，浆体出机温度在5℃～30℃为宜，最低不低于1℃；(6)浇注，浆体搅拌完毕后在30分钟内浇注完毕，同时将搅拌的砂浆成型两个以上的试模，放入保温套中测试不同龄期的抗压强度；
(7)浇注完毕后继续对桥梁支座下钢板进行加热，将固定在桥梁支座上的保温套下端贴实在支座垫石上，完全包覆桥梁支座的下钢板、浇注的砂浆及浇注砂浆的围护模板，尽量避免保温套内空气与外界相通，减少热量损失，通过加热桥梁支座下钢板，间接的加热砂浆和包覆在保温材料内部的所有部件或材料，达到5℃-60℃的养护温度；(8)待试模砂浆抗压强度达到20MPa以上或者具备抗冻性能即可取消加热套内加热袋的养护。
所述步骤(1)中，加热袋充满整个锚栓孔60％以上的体积，加热袋与锚栓孔壁相接触，从而对锚栓孔进行均匀加热。
所述步骤(4)中，梁体架设好后，尽快进行浆体搅拌，搅拌机直接放置在所架设的梁体上。
所述步骤(4)中，搅拌机外侧下部分或全部缠绕加热带或薄层加热袋，加热带及加热袋具有自动控温功能，超过一定的温度后自动断电，温度不足时自动加热，并在加热带外层包覆耐高温保温材料，加热带及加热袋的温度范围为10℃-60℃之间。
所述步骤(4)中，在搅拌时用20℃～60℃的热水冲洗搅拌机和管道，用加热带加热搅拌机外层的金属壁，导流管直径在50-100mm左右为宜，并在外层包覆保温材料或者缠绕加热袋后再包覆保温材料，加热带及加热袋的温度范围在5℃-60℃之间。
所述步骤(3)中，在对桥梁支座下钢板进行加热时，加热袋通过磁铁吸附在钢板上，或者用绳带固定在桥梁支座上。
所述加热袋及被加热部件的温度不超过80℃。
所述加热袋采用具有自动控温功能的加热袋，温度较低时自动启动加热，温度过高时自动断电停止加热。
所述加热袋内充入的导热材料为液体，加热源密封在袋体内，加热袋为软质可变形材料，可自动适应锚栓孔、桥梁支座和支承垫石的形状。
本发明是在温度小于10℃尤其是小于0℃时，通过对墩台顶面支座垫石、锚栓孔、桥梁支座下钢板、螺栓及套筒、砂浆搅拌机、砂浆导流管等部位进行部分或全部预加热和保温措施，并且在砂浆浇注后通过设置加热袋和保温套，对浇注后的砂浆进行加热保温养护，在低温或负温条件下进行施工的方法。
本发明具有如下优点1、能够对所有与在砂浆搅拌过程中和浇注后的砂浆相接触的部位进行加热，并且加热袋能够根据被加热部件的形状自动变形，直接与需加热的部位相接触，加热袋以液体为发热体，通过袋内液态半导体均匀加热储能，无突额高温点，各个部位加热均匀，最高温度不超过80℃，不会因局部加热不均匀，而引起混凝土开裂或者造成桥梁支座防腐涂料的劣化；2、桥梁支座下钢板、墩台支座垫石、锚栓孔外围的混凝土、螺栓及套筒加热后的热量，在砂浆浇注后对砂浆起到加热养护作用；3、所有加热部件或被加热部件的温度不超过80℃，不会对施工人员造成烫伤、烧伤的后果，所有电连接均为密封连接，不会因触电而引起安全事故；4、加热源具有自动控温的功能，温度较低时，自动启动加热，温度过高时，自动断电停止加热。
5、主要通过热传导方式加热，加热速度快，节省能量和时间，钢筋混凝土的热传导系数为1.74W/(m·℃)，钢板的热传导系数为45W/(m·℃)，空气的热传导系数为0.025W/(m·℃)，钢筋混凝土和钢板的热传导系数分别是空气的70倍、1800倍，通过对混凝土和钢板加热的加热效率比加热空气的效率分别高70倍和1800倍；6、密封时加热，能够减少由于对流或辐射加热方式造成的混凝土水汽蒸发，而导致在浇注砂浆时新浇注的砂浆与混凝土之间粘结强度低以及混凝土较大的干缩或开裂；7、采用低温热传导方式加热，现场容易操作，加热源安装和撤出都简化，可以减少现场看护和管理，不会因为加热时间过长而破坏被加热的部件；8、采用20℃～80℃的加热源，即使达到最高温度，也不会对被加热的混凝土、钢板或者钢板上的防腐涂料造成破坏，因此不会造成质量事故；9、采用全加热方式，即对所有与砂浆相接触的部位均进行加热，能够真正有效的抗冻，对我国高速铁路(客运专线)在冬季施工时具有非常关键的作用，因为如果浇注的砂浆不能迅速的达到20MPa以上的强度，或者不能得到全面的养护，那么在负温条件下，所有桥梁工程都必须停止；10、根据高速铁路900吨预制梁架设工艺，必须在砂浆达到20MPa的抗压强度才能开始下一片梁的架设，本发明采用全加热的热传导加热方式，能够使砂浆在2小时内达到20MPa的抗压强度，保证施工的进度。
图1为混凝土墩台、支座垫石、桥梁支座、混凝土桥梁的安装示意图；图2为浇注前的模板安装示意图；图3为浇注时的剖视示意图；图4为桥梁支座的结构示意图；图5为支座垫石顶面安装模板后的俯视示意图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明进行详细的说明。
附图标记说明如下1——混凝土墩台2——支座垫石3——混凝土桥梁4——橡胶支座5——钢模 6——橡胶防漏条7——膨胀螺栓 8——桥梁支座下钢板9——螺栓 10——套筒11——锚栓孔如图4、图5所示，该实施例在开始架设预制梁或者浇注现浇梁前，将加热袋安装在桥梁支座下钢板8四角的上表面部位并进行加热，外围用保温材料包覆整个桥梁支座或支座下部分，将螺栓9及套筒10放入保温套中，并放入加热袋进行加热，将加热袋放入墩台锚栓孔11中进行加热，将加热袋放在支座垫石2上进行加热，并在加热袋上覆盖耐温保温材料，对以上部位进行加热一定的时间，梁体或桥梁支座安装到位后，对搅拌机使用电热带或者加热袋进行加热，使用热水作为拌和水搅拌砂浆，对砂浆导流管外层包覆保温材料或者先缠绕加热带后包覆保温材料，然后按照一定的工艺方法浇注砂浆，砂浆浇注完毕，对砂浆进行继续养护，直至强度达到20MPa以上或者具备抗冻的能力时为止。
其具体工艺步骤为(1)首先对支座垫石2和锚栓孔11进行预加热，需要架梁前在锚栓孔11和支座垫石2上洒水湿润后，分别在每个锚栓孔11中放入加热袋，加热袋充满整个锚栓孔60％以上的体积，对锚栓孔进行均匀加热，然后在整个支承垫石2上放置加热袋，最后在支座垫石加热袋上覆盖耐高温保温棉，保持加热袋温度在40℃～60℃左右，在落梁前断电，然后取出所有加热袋，并将保温棉继续覆盖保温，安装螺栓9和套筒10时再撤除保温棉；(2)对桥梁支座下钢板的套筒10及螺栓9进行预加热，在落梁前将套筒10和螺栓9放入保温套中，然后在保温套中放置加热袋，保持加热套内温度在40℃～60℃之间，在梁的移动或者架设过程中，一直保持加热套处于工作状态；(3)对桥梁支座下钢板8进行加热，分别将加热袋安装在桥梁支座下钢板上表面的四角处，并通过磁铁或者绳带固定在支座上，然后在桥梁支座外包覆保温毯，并开始加热；(4)梁体架设好后，尽快进行浆体搅拌，搅拌机直接放置在所架设的梁体上，搅拌砂浆时，对搅拌机进行加热保温，并对砂浆导流管进行加热或保温，搅拌机外侧下部分或全部缠绕加热袋，加热带具有自动控温功能，超过一定的温度后自动断电，温度不足时自动加热，并在加热带外层包覆耐高温保温材料，在搅拌时用40℃～60℃的热水冲洗搅拌机和管道，用加热带加热搅拌机外层的金属壁，导流管直径在80mm左右，并在外层包覆保温材料或者缠绕加热袋后再包覆保温材料；(5)搅拌浆体，使用20℃～30℃左右的热水拌和材料，浆体出机温度在15℃～25℃为宜，一般不低于10℃；(6)浇注，浆体搅拌完毕后在20分钟内浇注完毕，同时将搅拌的砂浆成型两个以上的试模，放入保温套中测试不同龄期的抗压强度；(7)浇注完毕后继续对桥梁支座进行加热，将固定在桥梁支座上的保温套下端贴实在支座垫石2上，完全包覆桥梁支座的下钢板、浇注的砂浆及固定砂浆的围护模板，尽量避免保温套内空气与外界相通，减少热量损失，通过加热桥梁支座下钢板8，间接的加热砂浆和包覆在保温材料内部的所有部件或材料，达到10℃-30℃的养护温度；(8)待试模砂浆抗压强度达到20MPa以上或者具备抗冻性能即可取消加热套内加热袋的养护，完成整个浇注工艺，经测试浇注体主要性能指标如下表所示。
此外，对现浇梁的支座灌浆也可采用本方法，由于现浇梁是在支座浇注在墩台垫石之后再开始浇注桥梁，因此改变之处是在桥梁支座钢板表面覆盖加热袋，加热袋表面再覆盖耐高温保温材料。
以上对本发明所提供的桥梁支座灌浆低温施工方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式作了阐述，这些实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，同时对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式
及应用范围上均会有改变之处，但不论作怎样的变化，凡是具有与本发明相同或相近似的技术方案，均在其保护范围之内。
权利要求
1.一种桥梁支座灌浆低温施工方法，其工艺步骤如下(1)首先对支座垫石和锚栓孔进行预加热，需要架梁前在锚栓孔和支座垫石上洒水湿润后，分别在每个锚栓孔中放入加热袋，然后在整个支承垫石上放置加热袋，最后在支座垫石加热袋之上覆盖耐高温保温材料，如保温棉，保持加热袋温度在10℃～80℃左右，在落梁前断电，然后取出所有加热袋，并将保温棉继续覆盖保温，安装螺栓和套筒时再撤除保温棉；(2)对桥梁支座下钢板的套筒及螺栓进行预加热，在落梁前将套筒和螺栓放入保温套中，然后在保温套中放置加热袋，保持加热套内温度在10℃～80℃之间，在梁的移动或者架设过程中，一直保持加热套处于工作状态；(3)对桥梁支座下钢板进行加热，分别将加热袋安装在桥梁支座下钢板上表面的四角处，并固定在钢板上，然后在桥梁支座外包覆保温毯，并开始加热，加热袋的温度在10℃～80℃之间；(4)搅拌砂浆时，对搅拌机进行加热保温，并对砂浆导流管进行加热或保温；(5)搅拌浆体，使用10℃～50℃左右的热水拌和材料，浆体出机温度在5℃～30℃为宜，最低不低于1℃；(6)浇注，浆体搅拌完毕后在30分钟内浇注完毕，同时将搅拌的砂浆成型两个以上的试模，放入保温套中测试不同龄期的抗压强度；(7)浇注完毕后继续对桥梁支座下钢板进行加热，将固定在桥梁支座上的保温套下端贴实在支座垫石上，完全包覆桥梁支座的下钢板、浇注的砂浆及浇注砂浆的围护模板，尽量避免保温套内空气与外界相通，减少热量损失，通过加热桥梁支座下钢板，间接的加热砂浆和包覆在保温材料内部的所有部件或材料，达到5℃-60℃的养护温度；(8)待试模砂浆抗压强度达到20MPa以上或者具备抗冻性能即可取消加热套内加热袋的养护。
2.根据权利要求1所述的桥梁支座灌浆低温施工方法，其特征在于，所述步骤(1)中，加热袋充满整个锚栓孔60％以上的体积，加热袋与锚栓孔壁相接触，从而对锚栓孔进行均匀加热。
3.根据权利要求1所述的桥梁支座灌浆低温施工方法，其特征在于，所述步骤(4)中，梁体架设好后，尽快进行浆体搅拌，搅拌机直接放置在所架设的梁体上。
4.根据权利要求3所述的桥梁支座灌浆低温施工方法，其特征在于，所述步骤(4)中，搅拌机外侧下部分或全部缠绕加热带或薄层加热袋，加热带及加热袋具有自动控温功能，超过一定的温度后自动断电，温度不足时自动加热，并在加热带外层包覆耐高温保温材料，加热带及加热袋的温度范围为10℃-60℃之间。
5.根据权利要求4所述的桥梁支座灌浆低温施工方法，其特征在于，所述步骤(4)中，在搅拌时用20℃～60℃的热水冲洗搅拌机和管道，用加热带加热搅拌机外层的金属壁，导流管直径在50-100mm左右为宜，并在外层包覆保温材料或者缠绕加热袋后再包覆保温材料，加热带及加热袋的温度范围在5℃-60℃之间。
6.根据权利要求1所述的桥梁支座灌浆低温施工方法，其特征在于，所述步骤(3)中，在对桥梁支座下钢板进行加热时，加热袋通过磁铁吸附在钢板上，或者用绳带固定在桥梁支座上。
7.根据权利要求1至6任一所述的桥梁支座灌浆低温施工方法，其特征在于，所述加热袋及被加热部件的温度不超过80℃。
8.根据权利要求1至6任一所述的桥梁支座灌浆低温施工方法，其特征在于，所述加热袋采用具有自动控温功能的加热袋，温度较低时自动启动加热，温度过高时自动断电停止加热。
9.根据权利要求1至6任一所述的桥梁支座灌浆低温施工方法，其特征在于，所述加热袋内充入的导热材料为液体，加热源密封在袋体内，加热袋为软质可变形材料，可自动适应锚栓孔、桥梁支座和支承垫石的形状。
全文摘要
本发明公开了一种支座灌浆低温施工方法，是一种在温度小于10℃尤其是小于0℃时，通过对墩台顶面支承垫石、墩台锚栓孔、桥梁支座下钢板、螺栓及套筒、砂浆搅拌机、砂浆导流管等部位进行部分或全部预加热和保温措施，并且在砂浆浇注后通过设置加热袋和保温套，对浇注后的砂浆进行加热保温养护，在低温或负温条件下进行施工的方法。该方法能够对所有与在砂浆搅拌过程中和浇注后的砂浆相接触的部位进行加热，无突额高温点，各个部位加热均匀，最高温度不超过80℃，不会因局部加热不均匀，而引起混凝土开裂或者造成桥梁支座防腐涂料的劣化，能保证锚固砂浆各个部位的整体强度和抗冻性能。
文档编号E01D21/00GK1944798SQ20061014511
公开日2007年4月11日 申请日期2006年11月13日 优先权日2006年11月13日
发明者佘海龙 申请人:北京建工华创工程技术有限公司