全自動(dòng)T梁養(yǎng)護(hù)臺(tái)車(chē)設(shè)計(jì)及應(yīng)用

汪金鋒

一、設(shè)計(jì)背景

近些年來(lái)，橋梁工程建設(shè)突飛猛進(jìn)，上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)制T梁結(jié)構(gòu)的橋梁較多，T梁作為橋梁的關(guān)鍵分項(xiàng)，其養(yǎng)生質(zhì)量問(wèn)題一直是施工所忽視和各級(jí)部門(mén)指責(zé)的問(wèn)題。T梁混凝土在硬化的過(guò)程中，對(duì)溫度濕度的變化非常敏感，從理論上講，混凝土拌合中80%的水是要在其水化熱過(guò)程中揮發(fā)掉，只有20%是水泥硬化所必需的，當(dāng)這80%水分慢慢揮發(fā)的同時(shí)，水泥等便會(huì)收縮，在普通混凝土中，水泥漿的干縮率限制在90%，因而在混凝土內(nèi)部經(jīng)常存在著引起干縮裂縫的應(yīng)力狀態(tài)。如果在水化熱的過(guò)程中，水分蒸發(fā)過(guò)快，這種干縮應(yīng)力超過(guò)混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，便會(huì)產(chǎn)生干縮裂縫，同時(shí)混凝土內(nèi)部水分蒸發(fā)過(guò)快過(guò)早，導(dǎo)致混凝土后期水化過(guò)程缺水，也會(huì)影響其強(qiáng)度的形成。混凝土裂縫的產(chǎn)生將直接影響T梁混凝土的強(qiáng)度和耐久性，甚至危及工程結(jié)構(gòu)的安全性。因此，混凝土在凝固養(yǎng)護(hù)期間，必須按照規(guī)范要求和相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)措施認(rèn)真落實(shí)混凝土的養(yǎng)護(hù)工作，以確?；炷翗?gòu)件的質(zhì)量，防止混凝土開(kāi)裂，保證混凝土有適宜的硬化條件。

目前，項(xiàng)目正處大干階段，且已轉(zhuǎn)入夏天，氣溫較高，養(yǎng)護(hù)工作時(shí)項(xiàng)目質(zhì)量管控的重點(diǎn)，項(xiàng)目T梁養(yǎng)護(hù)采用的是噴淋養(yǎng)生與人工灑水相結(jié)合的方法，T梁兩側(cè)采用人工控制噴淋養(yǎng)護(hù)，梁頂覆蓋土工布人工灑水養(yǎng)護(hù)。但是，在T梁成品養(yǎng)護(hù)過(guò)程中存在養(yǎng)生不及時(shí)，不到位，不均勻，漏養(yǎng)等現(xiàn)象，很難達(dá)到規(guī)范要求的養(yǎng)護(hù)效果。針對(duì)上述T梁養(yǎng)護(hù)過(guò)程中存在的問(wèn)題，項(xiàng)目部根據(jù)T梁幾何尺寸及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，自行設(shè)計(jì)加工了全自動(dòng)T梁養(yǎng)護(hù)臺(tái)車(chē)，保障了項(xiàng)目T梁施工成品的養(yǎng)護(hù)工作，解決了養(yǎng)護(hù)過(guò)程中存在的上述問(wèn)題。

二、養(yǎng)生臺(tái)車(chē)及工作原理

1.養(yǎng)生臺(tái)車(chē)

養(yǎng)生臺(tái)車(chē)組成部分

PLC可編邏輯程控制器：該控制器可以通過(guò)設(shè)置邏輯程序來(lái)控制臺(tái)車(chē)的行走速度，行走方向，行走間隔暫停時(shí)間等參數(shù)；

行程開(kāi)關(guān)：通過(guò)碰觸預(yù)設(shè)值的障礙物結(jié)構(gòu)控制器中設(shè)置的程序來(lái)改變臺(tái)車(chē)運(yùn)行的狀態(tài)；

行走電機(jī)：通過(guò)行走電機(jī)的功率輸出來(lái)驅(qū)動(dòng)臺(tái)車(chē)行走；

控制閥：可以靈活控制養(yǎng)生的方式，若需養(yǎng)生兩片梁時(shí)同時(shí)打開(kāi)控制閥，養(yǎng)生一片梁時(shí)只需要打開(kāi)一側(cè)控制閥；

水泵：養(yǎng)生時(shí)通過(guò)水箱中的水泵抽水驅(qū)動(dòng)霧化噴頭噴水養(yǎng)生；

電磁閥開(kāi)關(guān)：當(dāng)養(yǎng)護(hù)臺(tái)車(chē)運(yùn)行到加水支架部位時(shí)，臺(tái)車(chē)底部行程開(kāi)關(guān)碰觸電磁閥，感應(yīng)后打開(kāi)自動(dòng)加水管往水箱中加水；

水位浮球：當(dāng)水箱中的水加滿(mǎn)時(shí)，水位浮球連接桿碰觸電磁閥，感應(yīng)后關(guān)閉自動(dòng)加水管，停止加水；

水箱：自行加工水箱，可儲(chǔ)存1.1t水；

行走軌道：根據(jù)整片梁長(zhǎng)度和臺(tái)車(chē)的間距，自行加工的可調(diào)節(jié)長(zhǎng)度臺(tái)車(chē)行走軌道。

2.養(yǎng)生臺(tái)車(chē)工作原理

使用前在水箱中加滿(mǎn)水，通過(guò)PLC可編程邏輯控制器設(shè)置臺(tái)車(chē)行走速度、啟動(dòng)噴水時(shí)間、臺(tái)車(chē)暫停時(shí)間等參數(shù)。使用時(shí)點(diǎn)擊一鍵開(kāi)關(guān)，臺(tái)車(chē)沿預(yù)鋪軌道按照預(yù)先設(shè)定的速度勻速行走，水箱中的水泵開(kāi)始驅(qū)動(dòng)臺(tái)車(chē)兩側(cè)安裝的霧化噴頭向梁體噴灑霧化水，梁側(cè)及梁頂均能養(yǎng)護(hù)到位。臺(tái)車(chē)行走至梁端部時(shí)，臺(tái)車(chē)前底部安裝的行程開(kāi)關(guān)碰觸到預(yù)放置的感應(yīng)障礙物，停止行走和噴水，在該位置暫停預(yù)先設(shè)定的暫停時(shí)間。暫停后臺(tái)車(chē)自動(dòng)開(kāi)始沿反方向行走，同時(shí)啟動(dòng)水泵噴灑霧化水，到達(dá)另一端時(shí)，臺(tái)車(chē)底部行程開(kāi)關(guān)碰觸預(yù)設(shè)電磁閥開(kāi)關(guān)，停止行走，打開(kāi)進(jìn)水管往水箱中自動(dòng)加水，加滿(mǎn)后水箱中水位浮球連接桿碰觸加水支架上的電磁閥開(kāi)關(guān)，停止加水，臺(tái)車(chē)自動(dòng)啟動(dòng)按照上述養(yǎng)護(hù)過(guò)程往返循環(huán)養(yǎng)生，直至人工點(diǎn)擊暫停鍵。整個(gè)養(yǎng)生過(guò)程實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)無(wú)人控制。

3. 傳統(tǒng)噴淋養(yǎng)生

項(xiàng)目預(yù)制廠(chǎng)目前采用管道噴淋結(jié)合人工灑水養(yǎng)護(hù)為主，該養(yǎng)護(hù)方法需要安排專(zhuān)人進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，工人按照一定的時(shí)間間距逐一打開(kāi)和關(guān)閉噴水閥門(mén)。梁側(cè)采用管道噴淋養(yǎng)護(hù)，梁頂采用人工灑水養(yǎng)護(hù)?；炷笼g期內(nèi)T梁預(yù)制數(shù)量多，且天氣氣溫高，存在人工養(yǎng)護(hù)不及時(shí)，養(yǎng)護(hù)不到位，養(yǎng)護(hù)時(shí)間控制不嚴(yán)，保水效果差，水源浪費(fèi)大等缺點(diǎn)。

三、工程應(yīng)用及經(jīng)濟(jì)效果分析

樂(lè)清灣02標(biāo)從6月份開(kāi)始投入使用養(yǎng)護(hù)臺(tái)車(chē)對(duì)預(yù)制T梁進(jìn)行全自動(dòng)化養(yǎng)生，項(xiàng)目預(yù)計(jì)2017年1月底完成T梁預(yù)制工程，共計(jì)8個(gè)月。其中，傳統(tǒng)噴淋養(yǎng)護(hù)需專(zhuān)職人員2名，臺(tái)車(chē)養(yǎng)護(hù)實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)控制過(guò)程。

1.使用養(yǎng)護(hù)臺(tái)車(chē)養(yǎng)護(hù)

養(yǎng)護(hù)臺(tái)車(chē)設(shè)計(jì)加工總費(fèi)用：5000元

行走電機(jī)0.12kw，水泵1kw，每天養(yǎng)護(hù)8小時(shí)

用電總費(fèi)用：（0.12+1）×8×1.5元/度×8個(gè)月×30天=3225.6元

使用全自動(dòng)養(yǎng)護(hù)臺(tái)車(chē)養(yǎng)護(hù)總費(fèi)用：5000+3225.6=8225.6元

2.傳統(tǒng)噴淋養(yǎng)護(hù)

管道及噴頭加工費(fèi)用：1000元

人工工資總費(fèi)用：2×150元/天×8個(gè)月×30天=72000元

使用傳統(tǒng)噴淋養(yǎng)護(hù)總費(fèi)用：72000+1000=73000元

3.兩種養(yǎng)護(hù)方法費(fèi)用比較

根據(jù)以上數(shù)據(jù)分析可得，使用臺(tái)車(chē)養(yǎng)護(hù)要比傳統(tǒng)噴淋養(yǎng)護(hù)費(fèi)用節(jié)省，且節(jié)省費(fèi)用如下：

總節(jié)省費(fèi)用：73000－8225.6=63774.4元

4. 養(yǎng)護(hù)效果分析

通過(guò)施工現(xiàn)場(chǎng)兩種養(yǎng)護(hù)方式對(duì)比可得，采用臺(tái)車(chē)養(yǎng)生比噴淋養(yǎng)生節(jié)水，保濕，養(yǎng)護(hù)均勻，不留死角，養(yǎng)護(hù)及時(shí)，可實(shí)現(xiàn)養(yǎng)護(hù)過(guò)程全自動(dòng)化，節(jié)省勞動(dòng)力，降低成本，可根據(jù)天氣情況通過(guò)PLC可編程邏輯控制器設(shè)置養(yǎng)護(hù)時(shí)間。傳統(tǒng)噴淋養(yǎng)生水源浪費(fèi)多，需安排專(zhuān)人養(yǎng)護(hù)，增加了成本，切人工灑水不均勻，有漏養(yǎng)現(xiàn)象存在。

通過(guò)以上統(tǒng)計(jì)圖可以看出，對(duì)于T梁的養(yǎng)護(hù)，采用傳統(tǒng)噴淋結(jié)合人工養(yǎng)護(hù)需花費(fèi)73000元，而采用臺(tái)車(chē)養(yǎng)護(hù)需8225.6元，相比之下，臺(tái)車(chē)養(yǎng)護(hù)比傳統(tǒng)噴淋養(yǎng)護(hù)節(jié)省63774.4元，占總成本的87.4%。采用臺(tái)車(chē)養(yǎng)護(hù)極大的節(jié)省了養(yǎng)護(hù)成本，提高了養(yǎng)護(hù)效率，增加了養(yǎng)護(hù)效果，經(jīng)濟(jì)效果顯著，為項(xiàng)目節(jié)省了費(fèi)用支出。

四、社會(huì)效益

通過(guò)市場(chǎng)調(diào)查，目前T梁養(yǎng)生的方法有多種，但都局限于傳統(tǒng)灑水養(yǎng)護(hù)，很難保證養(yǎng)護(hù)及時(shí)、均勻、到位，若工人責(zé)任心不強(qiáng)，會(huì)直接影響到T梁施工成品強(qiáng)度和耐久性。樂(lè)清灣02標(biāo)項(xiàng)目部自主設(shè)計(jì)加工了全自動(dòng)T梁養(yǎng)護(hù)臺(tái)車(chē)，養(yǎng)護(hù)過(guò)程不需要安排專(zhuān)人管控，可實(shí)現(xiàn)定時(shí)、定位、自動(dòng)加水養(yǎng)護(hù)，整個(gè)養(yǎng)護(hù)過(guò)程全自動(dòng)化控制，節(jié)約了養(yǎng)護(hù)成本。該養(yǎng)護(hù)臺(tái)車(chē)的設(shè)計(jì)思路新穎，構(gòu)造簡(jiǎn)單，使得T梁養(yǎng)護(hù)設(shè)備有了進(jìn)一步的提高，該養(yǎng)護(hù)臺(tái)車(chē)在同類(lèi)市場(chǎng)中具有一定的推廣應(yīng)用價(jià)值，臺(tái)車(chē)本事還有一定的改造空間。養(yǎng)護(hù)臺(tái)車(chē)對(duì)T梁的養(yǎng)護(hù)效果得到了指揮部、監(jiān)理辦一致好評(píng)，為公司在參建標(biāo)段中贏得了聲譽(yù)。