现目前整个四渡河桥址区已经进入了冬季，湖北湖蓉西16合同段现主要受冬季气温影响的工程有拉拔试验及喷射砼。四渡河特大桥拉拔试验反力梁、锚塞体是一个受到2000吨力作用的结构物，因此要保证好混凝土及钢筋的制作及安装质量；喷射砼主要集中在恩施岸重力式锚碇、宜昌岸隧道式锚碇等地方 。1、编写本方案的依据
①、公路桥涵施工技术规范（JTJ 041—2000）；
②、鄂湖蓉西指质[2005]15号文件“关于确保混凝土工程冬季施工质量大的紧急通知”；
③、2004年度混凝土施工的工作面。2、2004年12月份及2005年1月份的气象资料
为了保证冬季混凝土施工的质量，项目部指定有实验室对近期气温进行量测，集体结果见附件中的内容。3、冬季混凝土施工的目标
冬季混凝土施工的目标主要是保证混凝土不被冻伤；保证混凝土在受冻之前强度为设计强度标准值的30％，反力梁、锚塞体混凝土的标号为C30，喷射混凝土的标号也为C30（重力式锚碇的喷射混凝土的标号为C20），因此受冻之前，混凝土强度必须大于9.0Mpa（重力式锚碇的喷射混凝土受冻前的混凝土强度必须大于6.0Mpa）。4、冬季混凝土施工的技术要求
⑴．冬季浇注的混凝土，在受冻之前，抗压强度值不得低于下列规定：①.硅酸盐或普通硅酸盐水泥配制砼，为设计强度标准值的30％，矿渣水泥配制的混凝土为设计强度的的40％；②.不大于C10的砼，不得小于5.0Mpa。
⑵．优先使用硅酸盐或普通硅酸盐水泥，强度等级不应低于32.5级，最小水泥用量不宜小于300Kg/m3，水灰比不应小于0.6。
⑶．冬季施工的砼，掺加的防冻剂一定要符合有关规定，应有出厂
合格证，并应取样进行见证试验，符合要求后方可使用。
⑷．掺用防冻剂砼的养护应符合下列规定:
①.在负温条件下养护，严禁浇水且外露表面必须覆盖；②.砼的初期养护温度与环境温度差大于15℃时，应对砼采用保温材料覆盖；
③.当温度降到防冻剂规定的温度以下时，其强度不应小于3.5Mpa；
④.拆模后砼的表面温度与环境温度差大于15℃时，应对砼采用保温材料覆盖。
⑸．砼养护温度的测量应符合下列规定：
①.采用蓄热养护时，在养护期间至少每6h一次；
②.对采用防冻剂的砼，在强度未达到3.5Mpa以前每2h测定一次，以后每6h测定一次；
③.室外气温剂周围环境温度在每昼夜内应定时定点至少测定4次。⑹．应按规定留置标准养护试块、同条件养护试块和临界强度试块。
⑺．冬季施工砼，不宜留置施工缝。
⑻．冬季施工的砼投料顺序及时间很关键，由于采用水加法搅拌，避免热水和水泥接触，应先投入骨料和水拌和一段时间后，水温降到40℃左右时，再投入水泥继续搅拌到规定的时间，以减少水泥假凝。
⑼．砼的运输过程是热损失的阶段，所以应尽可能地采用易保温、不漏浆又轻便地车辆及垂直运输工具，提高功效，缩短运输时间，以减少热损失，其出机温度不低于10℃。
⑽．提高和控制入模温度作为冬季砼施工地一项主要措施，一般应控制在15～25℃。
⑾．在拌制掺加防冻剂砼时，必须设专人配制和掌握防冻剂，严格执行规定的掺量，定时检查防冻剂质量，如发现异常应立即停止使用。
⑿．砼的入模温度应控制在5℃以上，砼运输至浇注地点应立即浇
注，尽量减少热损失。浇注与振捣要衔接好，间歇时间不得超过15min，要按随浇注、随振捣、随覆盖保温的原则连续作业。5、冬季钢筋施工的技术要求
钢筋随着温度的降低，屈服点强度略有提高，伸长率和冲击轫性下降，存在着冷脆倾向。
⑴、在室外温度低于-5℃时进行钢筋焊接，应优先选用闪光对焊，也可选用电弧焊，焊接时除应按照常温焊接的有关规定外，还应调整焊接工艺参数（包括焊接电流、电弧电压、焊接通电时间、调伸长度、闪光留量、引弧提升高度），使焊缝和热影响区缓慢冷却。每批钢筋正式焊接前，必须进行现场条件下的焊接性能实验，合格后方可正式施工。
⑵、雨天、雪天不得在现场进行焊接，必须进行现场焊接时，应采取有效的遮盖措施，焊后未冷却的接头应避免碰到雨雪。风力超过四级或风速超过7.9m/s时，应采取挡风措施。环境温度低于-20℃，焊接不能保证质量，故不宜施焊。
另外，在多冬季施工时，还应制定防火，防冻，防煤气中毒等安全措施，并与当地气象部门保持联系，做好气温观测工作，上部结构施工时，注意做好人员的防冻防滑措施，做好施工机械的维修保养，在气温降低时，应停止一切的高空危险作业。6、原材料及配合比设计报告
我部现在施工的只有拉拔试验、隧道式锚碇的C30喷射混凝土及重力式锚碇边坡C20喷射混凝土，混凝土配合比的设计见下表：
表1混凝土配合比的设计
材料用量（Kg/m3）
名称
聚丙
粉膨烯合
速凝减水
碎石煤胀成网
剂剂
水
泥
水砂
灰剂
C30喷
5002101319336射砼
C20喷
4102051406336射砼
C30试
验306150728锚砼
状纤维
15.0
1.36
12.3
95511246
C30反
力3751538301015梁砼
2.06
7、四渡河特大桥拉拔试验反力梁，喷射砼，以及基桩护壁砼出机温度控制指标及热工计算书见附件2。
8、四渡河特大桥拉拔试验反力梁，喷射砼，以及基桩护壁砼入摸温度控制指标及热工计算书见附件2。9、现阶段混凝土的保温措施
现阶段混凝土主要拉拔试验及喷射等混凝土的施工，拉拔试验采用加热的方式进行保温；喷射混凝土采用蓄热法进行保温。9.1 混凝土的保温方式
反力梁混凝土的保温方式：用彩条塑料布搭成暖棚的形式，暖棚内容加上煤炉，煤炉上面放着一锅水，保证棚内的温度不小于8℃。
锚塞体的保温方式：在洞口用帆布或麻袋遮盖，在洞内用点钨灯进行加热，并在洞内放有一盆水，这样既保证洞内的湿度，又保证了洞内的温度。
露天喷射混凝土的保温方式：采用覆盖麻袋的方法进行保温，同时在施工过程中尽量避免低温天气的时候进行喷护；
在宜昌岸隧道锚碇洞室内的喷射混凝土的保温方式：喷护前，用帆布或麻袋遮盖洞口，并在洞室内用点钨灯或篝火的方式进行加温到10℃后再进行喷护，喷护后的保温方式同锚塞体的保温方式。9.2 原材料的加热
各种原材料的加热主要目的是为了提高入模温度，出机温度根据现阶段温度的确定为15～20℃ ，入模温度确定为8～12℃。喷射混凝土的在喷射头处的温度为10～15℃。
据现阶段的气温情况，确定混凝土各种原材料的加热程度如下：①、水泥：采用覆盖或在保温棚内保存，保证水泥的温度不小于5℃。
②、水：在施工过程中，根据入模温度进行调整，采用现场加热的方式进行，水温控制在40～80℃之间。
③、碎石、砂等原材料不用加热。
④、外加剂：采用覆盖或在保温棚内保存，保证外加剂的温度不小于5℃，保证外加剂不结晶；相关产品说明见附件中的内容。10、投入的保温设备及相关检测仪器
根据我部现阶段的施工特点，投入的保温设备见表3，投入的检测仪器见表4。
表3 投入的保温设施
序号12
施工地点恩施岸重力锚碇
边坡宜昌岸拉拔试验
反力梁宜昌岸拉拔试验
锚塞体
保温方式覆盖
投入的保温设备厚2cm麻袋布帘40m2
备注
彩条布150 m2，煤炉、
搭棚加热
锅各4个厚2cm麻袋布帘40m2，
遮挡加热
点钨灯4个，锅2个。厚2cm麻袋布帘200m2，
遮挡加热点钨灯4个，煤炉、锅
各4个。
表4 投入的检测仪器
3
4
宜昌岸隧道锚碇
序号123
施工地点恩施岸重力锚碇
边坡宜昌岸拉拔试验
反力梁宜昌岸拉拔试验
锚塞体
保温方式覆盖
投入的检测仪器测温计30个
备注
搭棚加热测温计10个遮挡加热测温计10个
4宜昌岸隧道锚碇遮挡加热测温计30个
湖北沪蓉西高速公路建设天气情况记录
2004年 12 月施工单位：路桥华南湖北沪蓉西第十六合同段项目部 监理单位：铁二院咨询监理公司
时间21日22日23日24日25日26日27日28日29日30日1日
星期日一二三四五六日一二三
天气状况晴晴晴阴雨雨阴转雨晴阴阴阴
最高温度25.8℃26.2℃25℃18℃10℃8℃10℃18℃12℃12℃11.5℃
最低温度8℃7℃7℃5℃4℃4℃3℃6℃5℃5.5℃4℃
特殊气象状况
记载
2日3日4日5日6日7日8日9日10日11日12日13日14日15日16日17日18日19日20日
四五六日一二三四五六日一二三四五六日一
阴阴晴晴晴晴晴阴阴阴晴晴阴晴晴阴阴晴阴
9℃9℃15℃16℃17℃16℃14℃8℃8.5℃9℃13℃16℃9℃16℃15℃10℃10℃14℃9℃
3℃2℃3℃5℃4℃3℃3℃2℃3℃3℃4℃3℃2℃3℃3℃2℃1℃2℃1℃
2005年 01 月施工单位：路桥华南湖北沪蓉西第十六合同段项目部 监理单位：铁二院咨询监理公司
时间21日22日
星期二三
天气状况大雾雨
最低温度-2℃-2℃
最高温度1℃0℃
特殊气象状况
记载
23日24日25日26日27日28日29日30日31日1日2日3日4日5日6日7日8日9日10日11日12日13日14日15日16日
四五六日一二三四五六日一二三四五六日一二三四五六
小雪小雪小雪大雪小雪晴小雪晴晴阴晴晴晴晴晴阴阴阴阴晴晴晴晴晴晴
-4℃-3℃-3℃-4℃-4℃-3℃-3℃-3℃-2℃-2℃-1℃-1℃0℃-2℃0℃1℃1℃-3℃-4℃0℃-2℃-4℃-1℃-2℃
-1℃-1℃-1℃-2℃-1℃1℃0℃1℃2℃1℃3℃2℃3℃5℃4℃3℃4℃5℃3℃5℃3℃3℃7.5℃8℃
日
17日18日19日20日
一二三四
阴阴阴阴
-2℃0.5℃1℃-1℃0℃
8℃8℃8℃5.5℃1℃
C30反力梁砼冬季施工
⑴C30砼冬季施工出机温度控制在15℃热工计算书：
砼拌和物的温度计算：T0=［0.9（WCTC+WSTS+WgTg）+4.2Tw(Wg－PsWS－PgWg)+c1(PsWSTs+PgWg Tg)－c2(PsWS+ PgWg)］÷[4.2Ww+0.9(WC+WS+Wg)]
式中：T0—砼拌和物的温度（℃）；
WC、WC、WS、Wg—水、水泥、砂、石的用量（kg）；Tw、TC、 Ts、Tg—水、水泥、砂、石的温度（℃）；Ps、Pg—砂、石的含水率（％）；
c1、c2—水的比热容（KJ/kg·K）及溶解热（KJ/kg）当骨料温度＞0℃时，c1＝4.2，c2＝0；当骨料温度≤0℃时，c1＝2.1，c2＝335。
由公式得：T0=［0.9（375×8+830×10+1015×8）+4.2×7（1015－3％×830－0.5％×1015）+4.2（3％×830×10+0.5％×1015×8）－
（3％×830+0.5％×1015）］÷［4.2×153+0.9（830+375+1015）］＝18℃
砼拌和物得出机温度：T1=T0－0.16（T0－Tb）式中：T1—砼拌和物的出机温度（℃）；
Tb—搅拌机棚内温度（℃）。由公式得：T1=18－0.16（18－7）
=16.2℃＞15℃
⑵C30砼冬季施工入模温度控制在10℃ 热工计算书公式：T2= T1－（αt+0.032n）（T1－Ta）
T2—砼拌和物经运输至成型完成时的温度（℃）； t—砼自运输至浇筑成型完成的时间（h）；
n—运转次数；
Ta—运输时的环境温度（℃）； α—用开敞式小型自卸汽车，α=0.3
由公式得：T2=16.2－（0.3×0.17+0.032×2）（16.2－7）
=15.1℃＞10℃
由以上计算可知，满足冬季施工要求，只需常规养护即可！
C30喷射砼冬季施工
C30喷射砼冬季施工出口温度控制在8℃，热工计算式：砼拌和物的温度计算：T0=［0.9（WCTC+WSTS+WgTg）+4.2Tw(Wg－PsWS－PgWg)+c1(PsWSTs+PgWg Tg)－c2(PsWS+ PgWg)］÷[4.2Ww+0.9(WC+WS+Wg)]
式中：T0—砼拌和物的温度（℃）；
WC、WC、WS、Wg—水、水泥、砂、石的用量（kg）；Tw、TC、 Ts、Tg—水、水泥、砂、石的温度（℃）；Ps、Pg—砂、石的含水率（％）；
c1、c2—水的比热容（KJ/kg·K）及溶解热（KJ/kg）当骨料温度＞0℃时，c1＝4.2，c2＝0；当骨料温度≤0℃时，c1＝2.1，c2＝335。
由公式得：T0=［0.9（500×8+1319×10+336×8）+4.2×7（336－3％×1319－1％×336）+4.2（3％×1319×10+1％×336×8）－
（3％×1319+1％×336）］÷［4.2×210+0.9（500+1319+336）］＝10℃
砼拌和物的出口温度：T1=T0－0.16（T0－Tb）式中：T1—砼拌和物的出机温度（℃）；
Tb—搅拌机棚内温度（℃）。T1=T0－0.16（T0－Tb）
式中：T1—砼拌和物的出机温度（℃）；
Tb—搅拌机棚内温度（℃）。由公式得：T1=10－0.16（10－7）
=9.5℃＞8℃
由以上计算可知，满足冬季施工要求，只需常规养护即可！
C20喷射砼冬季施工
C20喷射砼冬季施工出口温度控制在8℃，热工计算式：砼拌和物的温度计算：T0=［0.9（WCTC+WSTS+WgTg）+4.2Tw(Wg－PsWS－PgWg)+c1(PsWSTs+PgWg Tg)－c2(PsWS+ PgWg)］÷[4.2Ww+0.9(WC+WS+Wg)]
式中：T0—砼拌和物的温度（℃）；
WC、WC、WS、Wg—水、水泥、砂、石的用量（kg）；Tw、TC、 Ts、Tg—水、水泥、砂、石的温度（℃）；Ps、Pg—砂、石的含水率（％）；
c1、c2—水的比热容（KJ/kg·K）及溶解热（KJ/kg）当骨料温度＞0℃时，c1＝4.2，c2＝0；当骨料温度≤0℃时，c1＝2.1，c2＝335。
由公式得：T0=［0.9（410×8+1406×10+336×8）+4.2×7（336－3％×1406－1％×336）+4.2（3％×1406×10+1％×336×8）－
（3％×1406+1％×336）］÷［4.2×205+0.9（410+1406+336）］＝10.2℃
砼拌和物的出口温度：T1=T0－0.16（T0－Tb）
式中：T1—砼拌和物的出机温度（℃）；
Tb—搅拌机棚内温度（℃）。T1=T0－0.16（T0－Tb）
式中：T1—砼拌和物的出机温度（℃）；
Tb—搅拌机棚内温度（℃）。由公式得：T1=10.2－0.16（10.2－7）
=9.7℃＞8℃
由以上计算可知，满足冬季施工要求，只需常规养护即可！
C30基桩护壁砼冬季施工
⑴C30砼冬季施工出机温度控制在15℃热工计算书：
砼拌和物的温度计算：T0=［0.9（WCTC+WSTS+WgTg）+4.2Tw(Wg－PsWS－PgWg)+c1(PsWSTs+PgWg Tg)－c2(PsWS+ PgWg)］÷[4.2Ww+0.9(WC+WS+Wg)]
式中：T0—砼拌和物的温度（℃）；
WC、WC、WS、Wg—水、水泥、砂、石的用量（kg）；Tw、TC、 Ts、Tg—水、水泥、砂、石的温度（℃）；Ps、Pg—砂、石的含水率（％）；
c1、c2—水的比热容（KJ/kg·K）及溶解热（KJ/kg）当骨料温度＞0℃时，c1＝4.2，c2＝0；当骨料温度≤0℃时，c1＝2.1，c2＝335。
由公式得：T0=［0.9（420×8+750×10+1100×8）+4.2×7（1100－2％×750－0.5％×1100）+4.2（2％×750×10+0.5％×1100×8）－
（2％×750+0.5％×1100）］÷［4.2×151+0.9（420+750+1100）］＝18.8℃
砼拌和物得出机温度：T1=T0－0.16（T0－Tb）式中：T1—砼拌和物的出机温度（℃）；
Tb—搅拌机棚内温度（℃）。由公式得：T1=18.8－0.16（18.8－7）
=16.9℃＞15℃
⑵C30砼冬季施工入模温度控制在10℃ 热工计算书公式：T2= （αt+0.032n）（T1－Ta）
T2—砼拌和物经运输至成型完成时的温度（℃）； t—砼自运输至浇筑成型完成的时间（h）； n—运转次数；
Ta—运输时的环境温度（℃）； α—用手推车，α=0.5
由公式得：T2=16.9－（0.5×0.1+0.032×2）（16.9－7）
=15.8℃＞10℃
由以上计算可知，满足冬季施工要求，只需常规养护即可！
T1－
C30试验锚微膨胀砼冬季施工
⑴C30微膨胀砼冬季施工出机温度控制在15℃热工计算书：
砼拌和物的温度计算：T0=［0.9（WCTC+WSTS+WgTg）+4.2Tw(Wg－PsWS－PgWg)+c1(PsWSTs+PgWg Tg)－c2(PsWS+ PgWg)］÷[4.2Ww+0.9(WC+WS+Wg)]
式中：T0—砼拌和物的温度（℃）；
WC、WC、WS、Wg—水、水泥、砂、石的用量（kg）；Tw、TC、 Ts、Tg—水、水泥、砂、石的温度（℃）；
Ps、Pg—砂、石的含水率（％）；
c1、c2—水的比热容（KJ/kg·K）及溶解热（KJ/kg）当骨料温度＞0℃时，c1＝4.2，c2＝0；当骨料温度≤0℃时，c1＝2.1，c2＝335。
由公式得：T0=［0.9（306×8+728×10+955×8）+4.2×7（955－3％×728－0.5％×955）+4.2（3％×728×10+0.5％×955×8）－
（3％×728+0.5％×955）］÷［4.2×150+0.9（728+306+955）］＝18.2℃
砼拌和物得出机温度：T1=T0－0.16（T0－Tb）式中：T1—砼拌和物的出机温度（℃）；
Tb—搅拌机棚内温度（℃）。由公式得：T1=18.2－0.16（18.2－7）
=16.4℃＞15℃
⑵C30砼冬季施工入模温度控制在10℃ 热工计算书公式：T2= （αt+0.032n）（T1－Ta）
T2—砼拌和物经运输至成型完成时的温度（℃）； t—砼自运输至浇筑成型完成的时间（h）； n—运转次数；
Ta—运输时的环境温度（℃）； α—用开敞式小型自卸汽车，α=0.3
由公式得：T2=16.4－（0.3×0.3+0.032×2）（16.4－7）
=15℃＞10℃
由以上计算可知，满足冬季施工要求，只需常规养护即可！
混凝土蓄热法热工计算
喷射混凝土采用蓄热法进行保温。下面进行相应的蓄热计算，采用吴氏蓄热法热工计算。
透风系数：ω=1.3
导热系数：λ=0.1（一层麻袋覆盖）
T1－总传热系数：K=3.6/（0.04+d÷λ）=3.6/（0.04+0.02÷0.1）=15砼表面系数：M=A/V=1×2÷(1×2×0.1)=10(喷射砼以1×2m为一小单元，厚10cm。)
砼水化速度：Vce=0.013（h-1）砼的比热容：Cc0.96（KJ/Kg·K） 砼的质量密度：ρc=2500（Kg/m3） 每方砼水泥用量：mce=410（Kg）
每千克砼的水化热：Qce=250（KJ/Kg）（按3天龄期算） 砼的入摸温度T3：8℃（即出口最低温度）
砼的入摸温度Tm，a：-4℃（取一月最低气温计算）(1).各个系数计算：
θ=(ω·K·M)÷(Vce·Cc·ρc)
=（1.3×15×10）÷（0.013×0.96×2500）
=6.25
ψ= (Vce·Qce·mce )÷(ω·K·M-Vce·Cc·ρc) =(0.013×250×410)÷（0.013×0.96×2500-1.3×15×10）
=-8.13
η=T3-Tm，a+ψ=8-（-4）+（-8.13）=3.87 (2).冷却时间计算：
T=η·e-θ·Vce·t-ψ·e-Vce·t+ Tm，a =3.87×e-6.25×0.013t+8.13×e-0.013t-4
估计砼在养护50h，代入上式得：
T= 3.87×e-6.25×0.013×50+8.13×e-0.013×50-4=0.311℃
此时混凝土仍处于正温，再估计砼在养护60h，代入上式得： T= 3.87×e-6.25×0.013×60+8.13×e-0.013×60-4=-0.244℃
此时混凝土处于负温下。说明砼冷却到0℃时间在50h后，60h前。取h=55代入上式得
T= 3.87×e-6.25×0.013×55+8.13×e-0.013×55-4=0.0215℃≈0℃
所以砼在养护55小时后，达到0℃。
(3).平均温度计算：
Tm=(ψ·e-Vce·t-η·e-θ·Vce·t/θ Tm，a
=(-8.13e-0.013×55-3.87e-
+η/θ-ψ)/（Vce·t）+
6.25×0.013×55/6.25+3.87/6.25+8.13)/(0.013×55)-4
=2.665℃
故混凝土冷却至0℃时间为55h，平均温度为2.665℃。
混凝土暖棚法热工计算
拉拔实验采用暖棚加热法进行保温。下面进行相应的热工计算，其
包括能耗计算和加热燃料用量计算。一、暖棚耗热量计算
室外温度: Ta=-4℃(取一月最低气温计算)
棚内温度: Tb=10℃
暖棚的平面尺寸为：4m×3m, 8m`（覆盖反力梁和支墩）隧道锚验锚围护层面积:A1=（4+3）×2×8+4×3=124m2
3
=124×5.435×(10+4)=9435.16(W)
通风换气引起的热损失：Q2=V·n·Ca·ρa·(Tb-Ta)/3.6（ 其中：3.6为换算系数）
二、加热燃料用量计算：采用烟煤作为燃料
一层彩条布导热系数取λ=0.1，厚取3mm
传热系数：K=1/（0.04+d÷λ+0.114）=1/（0.04+0.003÷0.1+0.114）=5.435
每小时换气次数：n=2
空气比容热：Ca=1KJ/Kg·K 空气的表观密度：ρa=1.37Kg/m 通过洞门的散热量：Q1=A·K·(Tb-Ta)
Q2=152·2·1·1.37·(10+4)/3.6=1619.644（W）
隧道锚暖棚总耗热量 Q=Q1+Q2=9435.16+1619.644=11054.804(W)
η)=11054.804×3.6÷(35000×0.8)= 1.42Kg
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