悬浇箱梁智能喷淋及蒸汽养生技术应用研究

悬浇箱梁智能喷淋及蒸汽养生技术应用研究

谢承铭  谈超  谢鹏辉  李天舒  李子凡

中建五局土木工程有限公司   湖北荆州  434000

摘要：本论文以武松三标项目为载体，旨在研究一种适用于悬浇箱梁的养生技术装置，该装置实现了对箱梁的自动喷淋，不需要人工洒水养护，解决了现有的护方法养护效果差，易出现裂纹和工人劳动强度大的问题。

关键词：悬浇箱梁、高性能混凝土、蒸汽养护

1引言

悬浇箱梁作为非常重要的直接承重构件，其质量控制尤为重要，混凝土养生为重中之重，如不能及时得到养护，强度无法达到要求，干燥环境中的混凝土加剧收缩，表面也易出现干缩裂缝，决定混凝土构件强度的两大因素是温度和湿度。商量也因季节和温度的不同而有不同的养生方案。冬季气温比较低时要采取冬季施工养生措施。为了加快箱梁施工进度，有效缩短工期，冬季施工中常采用蒸汽养生方案。本文结合工程现场实际设计了一种适用于悬浇箱梁的养生技术。

2工程概况

东荆河4号大桥桥梁右偏角90度，桥梁整体布置，全桥墩台径向布置。本桥设计中心里程桩号K56+796.5，本桥平面位于直线上，桥面横坡为双向2%，桥梁桥跨布置为55+2×100+55m，跨越东荆河第4汊及东荆河南岸防洪堤，上部结构形式为悬浇施工的预应力混凝土箱梁。全桥共1联。桥梁起点桩号K56+641.5，终点桩号K56+951.5，桥梁全长310.0m。桥墩采用实体墩、桩基础。小里程侧接东荆河3号大桥，大里程侧接潭子村大桥。

3悬浇箱梁智能喷淋及蒸汽养生技术

3.1喷淋及蒸汽管排设

为有效地控制温度升降，在两段箱孔内，分别排设2根(A、B)蒸汽管。沿桥表面两侧(纵向)排设2根直径为120mm并开设喷气孔，的蒸汽总管；开设喷气孔的支管(直径为40mm)通过调节阀与总管连接，横向均布。为避免蒸汽直接喷射至梁体，造成局部升温过快，故蒸汽管应离混凝土面30-50cm，桥表面支管沿水平方向喷气。

通过对管道加装喷雾嘴以及更换供水系统即可实现由蒸汽养生到喷淋养生的转换。首先在主水池出口的主水管上安装管道增压泵、控制水泵开关定时的“多功能智能计测器”、水泵开关接触器和总电源开关，然后分别在每个支水管上装好电磁阀和时间继电器，可实现定时自动喷淋养生。

图1 蒸汽管布设平面图

图2 蒸汽管布设立面图

3.2蒸养棚搭设

采用棚罩法蒸汽养护，即在各节段表面搭设蒸养棚，根据现场实际情况，蒸养棚的高度应在0.6~1m，棚内可设置数个小型鼓风机，既能使蒸养棚内的蒸汽充分对流，温度均衡，又不会形成蒸养棚内上下温差较大，浪费热能，蒸养棚的四周用泡沫塑料绝热层封闭，外面覆盖蓬布，蓬布周边与挂篮紧密连接，形成密闭气室。

图3 蒸养棚布置图

3.3蒸汽养护温度监测

为了真实反映蒸汽及梁体混凝土内温度，并适时调节蒸汽温度，每一节段设置10个测温点，其中图1为混凝土内温度测点蒸汽温度测点，图2为蒸汽温度测点。每个测点埋设1个温度应变片，用导线并联，并与切换器连接，通过读数仪表读数。

图4 蒸汽养护梁内测点布置图

图5 蒸汽养护梁表面测点布置图

3.4蒸汽养护工艺流程

为避免梁体因内外温差过大或恒温温度过高而导致混凝土产生裂缝，应严格控制升、降温速率及恒温温度，故蒸汽养护分静养、加温、恒温、降温4个阶段。

静停阶段：为制品成型后及蒸汽养护开始前所进行的养护期，其可增加混凝土在升温期对结构破坏作用的抵抗能力。静停阶段的长短与外界温度、混凝土性能及梁体混凝土强度等有关。一般只要将预养期控制在7-10h之间，就能使C50高性能混凝土蒸养效果达到最佳。在静停阶段，因梁体顶面面积系数较大，需对梁体顶面的混凝土进行保湿，为此在混凝土浇筑完毕、收水抹面结束后，立即覆盖土工布，并浇水保湿。

升温阶段：此要控制升温速率、协调温度与湿度、控制梁体混凝土、外模板与蒸汽间的温差。根据本工程的实际情况及C50高性能混凝土的性能，升温阶段要缓慢升温、高湿低温;升温速率要小于5℃/h，前2h的速率要放慢，并每小时测温1次，总升温时间定为 12h。

恒温阶段：对于高性能混凝土来说，箱孔内及桥表面恒温温度(以桥表面及箱孔中心处测温点为控制基准)应控制在40~42℃。因箱孔内净空较高，为降低箱孔内上下蒸汽温差，在箱孔内适当位置加设微风扇或小型鼓风机，形成搅动气幕。恒温阶段为24h.每2h进行一次测温。

降温阶段：此要缓慢停汽、均匀降温、保持湿度。考虑到现浇箱梁体积较大，降温时间定为36h，每小时测温1次。降温开始时，先减小供汽量，降温速率控制在1~2℃/h，当箱孔内温度降至比环境温度约高15℃时停汽；降温过程中应严格控制桥表面与箱孔内蒸汽的温差<5℃(利用透气管将箱孔内的蒸汽热量散去)；当箱孔内与环境的温差不超过10℃箱梁混凝土内与环境温差不超过15℃、桥表蒸养棚内与环境温差不超过5℃时，方可撤除蒸养棚(严禁在大风、降雨等恶劣气候条件下撤除)；蒸养棚撤除后，为了混凝土保湿，桥表面仍需覆盖土工布，并向桥表面及箱孔内喷洒温水，保证高强混凝土后期养护质量，减少裂缝的产生。

4. 结论

在现浇箱梁施工中，本项目采用悬浇箱梁智能喷淋及蒸汽养生技术，在保证安全的前提下，大大提高了使用工效，降低工人劳动强度；不仅大大提高了悬浇箱梁生产效率，确保工程的正常进行，更重要的是在不拖延工期的条件下，使箱梁在低温条件下的质量得到了保证和提高。蒸汽养生能加快混凝土的水化热反应，短时间内提高混凝土强度，可缩短工期。同时，箱梁施工过程中养生棚内温度和湿度已达到标养室养生条件，对混凝土工程质量提供了保障。有效地降低了施工总成本。为类似工程提供了相关经验，具有良好的社会经济效益。

参考文献

[1]张维东.混凝土预制箱梁蒸汽养生施工质量控制研究[J].交通世界, 2022(34):114-117.

[2]郭云杰,GUOYun-jie.蒸汽养生在预制箱梁冬季施工中的应用[J].交通运输研究, 2013(18):99-101.