概念：在北方地区由于常温施工季节较短，桥梁施工一般在初冬时期对未完成工程在简单防护情况下仍继续施工，由于桥梁施工条件和气候多变使混凝土出现冻害，不易及早发现。所以当室外日平均气温连续5天稳定低于5℃时，桥涵混凝土结构工程应进入冬期施工阶段。

一、出现冻害情况有以下几种：

1.未掺任何外加剂混凝土由于气温下降较快而受冻。

2.不掺任何外加剂混凝土，当气温在0-2℃时即受冻，强度损失在50%以上，而且气温达到正温后强度不再恢复。

3.掺有防冻剂混凝土在负温下受冻，如果气温极速下降，也会出现与未掺防冻剂的破坏现象。

4.由于部分管理人员对桥梁冬季施工技术了解不够，存在误区致使不断出现工程事故。

二 、混凝土冻结分析

对于桥梁现场新拌制混凝土，若入模温度较低且接近于混凝土冻结温度时即发生立即冻结；若入模温度较高而混凝土预养时间不足，当环境温度降到混凝土冻结温度时则导致预养冻结。冻结是水分迁移并导致水分重分布和冰晶形成，后者是混凝土已具有一定初始强度冻结，它比前者更易发生水分迁移，且破坏程度也大于前者，由于受构件尺寸和混凝土内外温度平衡过程影响，混凝土发生预养冻结时，外部破坏程度一般均大于内部，解冻对其冻伤几乎无恢复作用。而立即冻结是混凝土不具有初始强度冻结，冻结时基本不存在内外温度平衡过程，故内外冻伤程度基本一致，解冻后混凝土强度会有一定增长，但仍有较大损失。桥梁混凝土捣拌浇灌后逐渐凝结和有高温度是由本身水化作用结果，而水泥水化作用速度除于混凝土组合材料和配合比有关外，主要是随温度高低而变化，当温度升高时水化作用加快，强度增长也快；当温度降至0℃时存在于混凝土中游离水开始结冰逐渐由液相变为固相，水泥水化作用基本停止，强度不再上升，温度继续下降，当混凝土中水全部结成冰由液相变为固相时，体积膨胀约9%，同时产生大约20kN/m压力，应力值大于混凝土浇筑后内部形成初期强度值，使混凝土受到不同程度早期破坏而降低强度，当水结成冰后在骨料和钢筋表面产生颗粒较大冰凌会减弱水泥浆与骨料同钢筋粘结力影响混凝土抗压强度。当气温回升冰融化后在混凝土内部留下众多空隙和孔洞降低混凝土密实性和耐久性。冬季混凝土施工中水的形态变化是影响混凝土强度增长关键因素，新浇灌混凝土立刻冻结时水变成冰，水化反应极其微弱了；混凝土在浇灌后有一段养护期，对加速水化作用极为重要，当采用普通硅酸盐水泥配置的配合比，在抗压强度达到设计强度40%前不能受冻，养护一段水化时间就不受冻害影响。

三、桥梁混凝土冬季施工方法及措施

1. 正温养护工艺 冬季气温虽然处于0℃以下，可以通过技术手段使桥梁混凝土浇筑后先保持一段时间正温，待逐渐硬化直至具有足够早期抗冻能力后冷却至0℃以下，这种工艺称为正温养护工艺。混凝土正温养护工艺的基本做法是:原材料加热、搅拌站和运输工具都要适当保温，必要时还应对钢模板和施工缝处原混凝土进行预热使拌合物在浇筑后具有一定正温度，除在暖棚内浇筑混凝土外，结构物周围均须用保温材料围护，以利于节约能源和加速硬化。混凝土浇筑完毕时温度依构件尺寸而异，厚大构件浇筑后内部水化热会使混凝土温度上升，拌合物温度可相对较低，在浇筑薄壁构件时拌合物温度较高，混凝土采用正温养护工艺时温度通常不要超过30℃；采用人工加热时最高温度控制在40℃-50℃之间，水泥不宜与温度超过80℃的原材相接触。混凝土常用正温养护工艺有:蓄热法、暖棚法、电热法、蒸汽加热法等。

2. 负温养护工艺 混凝土负温养护工艺是将原材料预先适当加热使混凝土在浇筑完毕时温度在5℃以上，拌合物中掺入防冻剂，浇筑后混凝土表面仅用塑料薄膜作保护性覆盖，避免脱水和防止霜雪侵袭，表面系数大于18构件在日平均气温低于-8℃条件下施工时冷却过程中须用保温材料适当围护以延长冷却时间，负温养护混凝土，终凝前温度即降至0℃以下，混凝土就在负温中硬化。负温养护工艺优点是工艺简单，节约能源，缺点是强度增长较慢。负温养护工艺适于在日平均气温不低于0℃或极端最低气温不低于-16℃条件下，用于对强度增长速度要求不高构件，尤其适用于其他养护工艺无法奏效构件，适量防冻成分掺入混凝土后使混凝土强度有所降低，但不影响耐久性能，由此而造成强度下降与因冻害而造成强度下降在性质上是不同的。负温配合比设计原则是混凝土经负温养护后不仅要达到工程设计方面提出各项质量指标，混凝土耐久性能不得低于常温施工所达到水平，配合比设计必须符合经济合理原则，确定配合比必须具有可操作性，能够满足施工要求。

3. 综合养护工艺 混凝土综合养护工艺是在混凝土拌合物中掺少量防冻剂，原材料预先加热，搅拌站和运输工具都要适当保温，拌合物浇筑后温度一般达到10℃以上，当构件断面尺寸小于300mm时须达到13℃以上，通过蓄热保温或人工加热使混凝土在浇筑后有一个短暂正温养护阶段，直至终凝后温度才降至0℃以下，然后逐渐与环境气温相平衡。混凝土强度虽然低但依靠防冻剂作用，混凝土在负温中继续硬化。综合养护工艺优点是与负温养护工艺相比较，防冻剂掺量可以减少，混凝土强度增长也较快，与正温养护比较，可以减少能耗，有较好技术经济效果，综合养护工艺适用于混凝土自浇筑起6d内平均气温不低于-10℃或极端最低气温不低于-16℃条件下施工，采用综合养护工艺施工时选用硬化较快水泥，如标号较高硅酸盐水泥，可提高混凝土强度增长速度。

4.混凝土的配置、搅拌和运输：

1）混凝土宜选用较小的水灰比和较小的坍落度。当需对水进行加热处理时，水的加热温度不宜高于80℃，当骨料不加热时，水可加热至80℃以上，但搅拌时应先投入骨料和已加热的水，拌匀后再投入水泥。当加热水不能满足要求时，可将骨料均匀加热，其加热温度不得高于60℃。混凝土搅拌时间宜较常温施工延长50%左右。

2)骨料中不得混入冰雪、冻块及易被冻裂的矿物质,混凝土搅拌设备宜安装在气温不低于10℃的厂房或暖棚内。搅拌混凝土时要提前试拌以确定水和骨料需要的最高温度，保证混凝土的入模温度不得低于5℃。设专人负责测量并记录混凝土浇筑期间的入模温度。

3)混凝土的运输车辆、容器应有保温设施，运输时间应缩短，并尽量减少中间倒运环节。

5.混凝土的浇筑

1）混凝土浇筑前，应清除模板及钢筋上的冰雪和污垢。当环境气温低于-10℃时。应将直径大于或等于25mm的钢筋和金属预埋件加热至正温。

2）混凝土应采用分层连续的方法浇筑，分层厚度不得小于20cm。

6.混凝土的养护

混凝土的养护温度开始时不得低于5℃，细薄截面结构不得低于10℃。混凝土浇筑成型后，应立即防寒保温，采取蓄热法养护时，混凝土表面采用彩条布或麻袋，顶层采用草袋覆盖，要保持覆盖材料干燥。并应对结构的边棱角加强覆盖保温，迎风面采取防风措施。采用暖棚法养护混凝土时，棚内低部温度不得低于5℃，且混凝土表面保持湿润；采用燃煤加热时，应将烟气排出棚外。

在混凝土养护期间，要设专人对混凝土的养护温度（结构物设测温孔）、室外气温、环境气温进行检测并记录。

四、冬季施工注意事项

对于桥梁钢筋焊接时最低温度不宜低于-20℃，并采取防雪防风措施，减少焊件温度差，焊接后接头严禁接触冰雪。如果桥梁混凝土冬期施工中选择方法不佳，措施不当出现工程质量事故，浪费资金，拖延工期，确保冬期混凝土工程质量，需要混凝土搅拌站严格控制生产环节和出厂质量，施工单位大力配合和支持，为了保证工程质量，除严格标准规范进行混凝土外施工单位一定要做好混凝土的施工和养护工作，以避免混凝土在冬期施工过程中留下质量隐患，确保混凝土工程质量。

五、钻孔桩冬季施工技术措施

 1  混凝土冬季施工保温和加温

1) 原材料保温。砂石料进场后，要采用保温材料如草袋以及棉毡覆盖，防止出现冰雪、冻块，下雪后，及时清理表面积雪，水泥存放在库房内，砂石料如果上冻，使用时应将表面清除，使用下层未冻结的砂石料，钢筋垫高堆放，采用苫布遮盖。

2) 混凝土拌制加温。严格按批复的配合比施工，运到现场的混凝土严禁擅自加水，搅拌站设在气温不低于 10 的厂房内，配备一台带有稳压供水设备的热水锅炉，拌制前后，用热水冲洗搅拌机的拌盘，拌合料温度不满足要求时，需对拌合料加温，首先加热水的温度，最高温度不宜高于 60 ; 仍不满足要求时，再对骨料加热，最高温度不宜高于 40 ; 水泥只保温不加热，避免水泥与热水直接接触。加料顺序为先加集料和热水，最后加水泥，拌合时间较常温时延长 50% ，确保混凝土出机温度不低于 10 。

3) 混凝土的运输。a． 正确选择拌合机摆放位置，尽量缩短运输距离，选择最佳运输路线，缩短运输时间。b． 正确选择运输容器的大小和保温材料。采用混凝土输送车，并进行保温处理，容量根据混凝土施工用量和浇筑时间选择。c． 尽量减少装卸次数并合理组织装入、运输和卸出混凝土工作。

 2  钻机操作的保温

为了保证钻机的正常运行及钻孔成桩的质量，须在施工现场设置保温大棚，将钻孔的钻机设备等置于保温大棚内; 保持温度在 0 ～ 10 ，便于施工人员操作及设备的正常运转，这样也可以保证灌注混凝土入孔温度不低于 10 。保温大棚可以用龙门架，并通过工字钢或其他型钢搭设，外面用棉帐篷围裹。大棚内根据情况设置若干火炉取暖。

 3    泥浆供应及循环

为了使泥浆的拌制、储存、输送、浮渣、循环正常进行，需要采取以下供热保暖措施: 

1) 拌制泥浆用的粘土应采取暖土。在冰冻前将粘土运输到现场，集大堆存放，也可以用棉帐篷覆盖，以防冻结; 如发生冻结，则需打碎在拌制池用蒸汽加热使其融化。

2) 泥浆拌制池、储浆池、沉淀池均应设置暖棚，池周围用装河沙的草袋围挡。池与池之间设置火炉保暖，池内设蒸汽针。

3) 泥浆循环管路可用防寒毡包裹。每台钻机均设两套管路，一旦受冻，可以迅速更换备用管路。

4 钢筋骨架的施工

温度过低将会对钢筋骨架的焊接质量产生较大影响。因此，钢筋焊接要在加工棚进行，长大构件焊接必须在室外进行时，不得低于 － 20 ，并采取防风、雪设施，严寒气候( 低于 － 20 ) 不得焊接。焊接好的钢筋严禁立刻接触冰雪。

 5    混凝土浇筑

运输到现场的混凝土必须保证其均匀性和坍落度，灌注时，尽量安排在白天及气温较高时间段进行，大风、大雾及下雪天不安排施工，保证其温度不低于 5 ，冬季施工的关键是防止混凝土的早期受冻，必须重视水下混凝土的养护，灌注完毕的桩基，如果桩顶标高较高或在冰冻线以内，必须对桩头回填土养护，用以保持温度。

6、早期冻胀实例

    桩基（冻融破坏）

路基（冻土溶解后下沉）

梁板（水泥浆冻胀开裂）

  墩台（冻融后脱落）                    

 牡佳4标项目监理部                       

                                                   2017.10.13下载本文