高速鐵路預制簡支箱梁蒸汽養(yǎng)護

張帥軍

（中鐵十八局集團第一工程有限公司 廣東潮州）

隨著我國高速鐵路的進一步發(fā)展建設(shè)，特別是武廣、京滬、哈大、蘭新等幾條長距離，高速度高速鐵路的建設(shè)完成，已形成一套較為成熟的管理體系和施工技術(shù)水平，而其中大橋、特大橋的預制簡支箱梁則是其重要的組成部分。預計城際鐵路將會成為新型鐵路的主體，同樣有很大份額的橋梁。以在京滬高鐵10#梁場（河北境內(nèi)）的實際經(jīng)驗，簡述預制箱梁的蒸汽養(yǎng)護。

梁場主要擔負青滄特大橋簡支箱梁的預制工作，是無砟軌道后張法預應(yīng)力混凝土簡支箱梁（雙線），跨度分別是31.5 m和23.5 m簡支箱梁。為加快施工進度，提高制梁、存梁臺座的周轉(zhuǎn)效率，采用蒸汽養(yǎng)護提高梁體的早期強度。

一、我國現(xiàn)行預制箱梁養(yǎng)護的標準

1.梁體混凝土養(yǎng)護的要求

箱梁蒸養(yǎng)過程分靜停，升溫，恒溫，降溫4個階段。靜停期間應(yīng)保持棚溫≥5℃，灌注完4 h后方可升溫，升溫速度≤10℃/h，恒溫養(yǎng)護期間蒸汽溫度≤45℃，混凝土芯部溫度≤60℃，個別最高≤65℃，降溫速度≤10℃/h，恒溫養(yǎng)護時間應(yīng)根據(jù)梁體拆模（放張）強度要求，混凝土配合比及環(huán)境等通過試驗確定。

自然養(yǎng)護時，梁體混凝土應(yīng)包裹嚴實且至少有一層不透水的裹覆層，自然養(yǎng)護時間應(yīng)根據(jù)混凝土強度發(fā)展能否滿足拆模要求確定。

2.預制箱梁梁體拆模的要求

預制梁拆模時的混凝土強度應(yīng)符合設(shè)計要求，當設(shè)計無具體規(guī)定時，應(yīng)達到設(shè)計強度的60%以上，拆模時，梁體混凝土芯部與表層，表層與環(huán)境溫差≤15℃，且能保證棱角完整，當環(huán)境溫度＜0℃時，應(yīng)待表層混凝土冷卻至5℃以下方可拆除模板，在炎熱或大風干燥季節(jié)，應(yīng)采取逐段拆模，邊拆邊蓋，邊拆邊澆水或邊拆邊噴涂養(yǎng)護劑的拆模工藝。拆模后應(yīng)及時噴涂混凝土養(yǎng)護劑或覆蓋灑水，養(yǎng)護時間≥14 d。大風或氣溫急劇變化時不宜拆模。

二、預制箱梁梁體混凝土蒸汽養(yǎng)護的溫度控制

1.混凝土入模溫度的控制

新拌混凝土在入模前應(yīng)進行拌合物性能測試，也包括混凝土的入模溫度，夏季混凝土的入模溫度應(yīng)≤30℃，冬季混凝土的入模溫度應(yīng)≥5℃，若＜5℃，可采用往拌合用水中通入蒸汽的方法，并對蓄水池進行加蓋封閉，達到保溫的效果，此種方法比較實用，效果好的可使水溫達到30℃以上，完全可以滿足冬季施工的溫度要求。

混凝土在澆注過程中，冬季應(yīng)保證模板溫度＞5℃，夏季應(yīng)≤35℃，針對冬季，可采用棉簾圍護模板，內(nèi)預通蒸汽的方法保證模板溫度，基本可以滿足要求，混凝土澆注完畢后，應(yīng)及時對混凝土面進行覆蓋，覆蓋可采用蓬布，塑料布等，防止混凝土表面水分損失，保證混凝土質(zhì)量。

2.梁體混凝土蒸汽養(yǎng)護各階段溫度的控制

靜停階段：混凝土處于初凝時期，主要是保證混凝土中水泥進行一段時間的水化，使梁體具有一定的強度，以防止升溫階段混凝土體積膨脹對梁體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的裂紋甚至破壞。期間應(yīng)保持棚溫≥5℃，時間≥4 h，也不可太長，無論夏季還是冬季，都應(yīng)保持梁面頂板混凝土的溫度要求，夏季主要是防止太陽光直接暴曬，使梁面混凝土水分散失，冬季主要是保證梁頂面混凝土不受凍。

靜停過后進入升溫階段，升溫速度≤10℃/h，恒溫期間蒸汽溫度＜45℃，以靜停期間混凝土溫度5℃為例，升到45℃，至少需要4 h以上，升溫時間和速度，可根據(jù)升溫開始階段混凝土的溫度和本單位鍋爐設(shè)備的配備自行選擇，無嚴格規(guī)定，一般情況下，主要是控制升溫速度應(yīng)≤10℃/h，加強溫度監(jiān)控，若升溫速度過快，易形成模板，混凝土表面和混凝土芯部溫差＞15℃，容易在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力作用，同時由于水化作用過快，給混凝土性能帶來不利影響，對梁體的質(zhì)量不利。

具體的恒溫時間可根據(jù)恒溫的溫度以及強度決定，恒溫時間的長短只要各部分溫差在規(guī)定限度內(nèi)，對混凝土的質(zhì)量，強度無負面影響，但若恒溫期間混凝土芯部溫度過高（武廣客專部分最高可達75℃，但各部分溫差仍在范圍內(nèi)），則恒溫時間不宜過短，要留出混凝土芯部溫度降低的時間，否則若急于降溫，則會出現(xiàn)芯部與混凝土表面溫差過大的情形，對混凝土質(zhì)量不利，容易出現(xiàn)因溫差而產(chǎn)生的裂紋，進而影響混凝土的耐久性。但是通常在實際施工中，受到工期等的影響?？蛇咅B(yǎng)護邊監(jiān)控混凝土的強度發(fā)展，以滿足張拉對混凝土強度以及彈模的要求為標準，混凝土蒸汽養(yǎng)護的恒溫階段是影響混凝土早期強度，從而影響工程進度及總工期的重要階段，故恒溫期間需引起廣大技術(shù)人員的重視，恒溫養(yǎng)護期間的蒸汽溫度可根據(jù)混凝土芯部溫度與蒸汽溫度≤15℃為標準確定，且恒溫養(yǎng)護期間的蒸汽溫度＜45℃，混凝土芯部溫度＜60℃，個別最高應(yīng)＜65℃。

恒溫階段前期混凝土芯部溫度呈上升趨勢，繼續(xù)恒溫，混凝土芯部溫度不再增長，到恒溫階段后期，蒸汽溫度不變，而混凝土芯部溫度則處于下降，故降溫時機要適應(yīng)混凝土芯部溫度和表面溫度溫差的大小來決定。降溫速度應(yīng)≤10℃/h。蒸養(yǎng)結(jié)束后，立即進入自然養(yǎng)護，并按自然養(yǎng)護工藝辦理。

3.梁體混凝土蒸汽養(yǎng)護溫度控制的重點

蒸汽溫度決定模板溫度和混凝土表面溫度，夏季南方氣溫過高，可能會導致混凝土芯部溫度接近60℃，甚至超過65℃，此時應(yīng)適當提高蒸汽溫度，保證混凝土芯部和表面溫度溫差符合要求，不能降低蒸汽溫度甚至停止蒸養(yǎng)來試圖降低芯部溫度，降低蒸汽溫度可能會使表面和芯部溫度溫差＞15℃，出現(xiàn)裂紋，而停止蒸汽養(yǎng)護則更為不利，既達不到混凝土養(yǎng)護濕度的要求，而且有可能出現(xiàn)裂紋，對混凝土的強度發(fā)展不利。北方部分地區(qū)冬季，由于氣溫過低，入模溫度過低，可能會使混凝土強度增長過慢，根據(jù)京滬高鐵10#梁場的經(jīng)驗，若混凝土芯部溫度達不到40℃以上，混凝土的強度增長過慢，甚至不增長，從而嚴重影響張拉施工和臺座的利用率，故要適應(yīng)張拉及工期要求，最低要使混凝土芯部溫度在40℃以上，降低過程時間以及速度可根據(jù)伴隨芯部溫度走勢進行。

三、預制箱梁梁體混凝土蒸汽養(yǎng)護溫度的監(jiān)控

整個蒸汽養(yǎng)護過程的溫度監(jiān)控可通過在梁體埋設(shè)溫度傳感器，借助短距離無限信號的方式傳輸，實現(xiàn)在試驗室內(nèi)即可監(jiān)測混凝土芯部，表面，模板，蒸汽溫度的要求，測點布置應(yīng)具有代表性并按水化熱發(fā)生在截面最厚處的原則布置，具體傳感器的埋設(shè)點（略）。具體操作可0.5 h進行一次數(shù)據(jù)測定，恒溫期間監(jiān)控頻率可1 h一次，根據(jù)本人武廣及京滬10#制梁場的實際經(jīng)驗，湖南長沙三智電子科技集團的設(shè)備可基本滿足預制梁暫行技術(shù)條件及驗標的要求，推薦廣大試驗人員使用。采用無線測溫系統(tǒng)，既縮短工期保證質(zhì)量，還有效節(jié)省人力資源和減少物資的浪費，并可緩解冬季施工帶來的壓力，綜合創(chuàng)造經(jīng)濟效益顯著。