商合杭高鐵箱梁夏季自動噴淋養(yǎng)護技術(shù)

陳柯屹

（中鐵八局集團橋梁工程有限責任公司，四川成都 610300）

高速鐵路橋梁上部結(jié)構(gòu)大都采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，其中多數(shù)采用箱梁、T梁。如何確保高溫地區(qū)夏季預制簡支箱梁混凝土養(yǎng)護質(zhì)量，是工程施工的一大難題，目前，箱梁混凝土養(yǎng)護還沒有形成一套完整的體系。

新建商合杭高鐵北起商丘，經(jīng)合肥至杭州，標段位于安徽省合肥市，線路正線長28.5 km，預制、架設箱梁867 孔。夏季最高氣溫達38 ℃。在確保箱梁施工質(zhì)量的前提下，控制混凝土養(yǎng)護質(zhì)量是施工重點。結(jié)合商合杭高鐵工程實例，主要從國內(nèi)現(xiàn)狀、養(yǎng)護方案、方案實施、效益分析4個方面進行研究。

1 國內(nèi)現(xiàn)狀

目前箱梁養(yǎng)護部分采用自動噴淋養(yǎng)護，部分仍采用人工灑水養(yǎng)護。人工灑水養(yǎng)護受人員責任心因素影響，會出現(xiàn)漏灑、少灑等現(xiàn)象，影響?zhàn)B護效果，導致混凝土表面出現(xiàn)收縮裂紋［1］，降低梁體混凝土質(zhì)量。

目前國內(nèi)使用的自動噴淋養(yǎng)護系統(tǒng)存在以下不足：噴灑不均勻、養(yǎng)護用水跟不上、不能有效對箱梁底部進行全方位噴淋養(yǎng)護、養(yǎng)護時間過長、操作不簡便，不能有效地實現(xiàn)自動化［2］。

2 養(yǎng)護方案

夏季箱梁養(yǎng)護是非常重要的施工工序［3］，梁場研發(fā)箱梁自動噴淋養(yǎng)護設施以滿足箱梁全方位養(yǎng)護需要。采用底腹板自動噴淋養(yǎng)護、橋面蓄水養(yǎng)護［4］、芯室噴霧保濕養(yǎng)護、梁端滴水保濕養(yǎng)護工藝，對箱梁底腹板、翼緣板、橋面、芯室、梁端進行全方位自動養(yǎng)護，確保箱梁養(yǎng)護質(zhì)量滿足要求。養(yǎng)護方案流程見圖1，箱梁全方位自動噴淋養(yǎng)護效果見圖2。

3 方案實施

3.1 底腹板自動噴淋養(yǎng)護

（1）在箱梁底部安裝2根橫向間距5.585 m、縱向長33 m的50#槽鋼軌道，控制噴淋養(yǎng)護設施的行走路線。

圖1 養(yǎng)護方案流程

圖2 箱梁全方位自動噴淋養(yǎng)護效果

（2）噴淋設施采用1個減速電機，通過齒輪控制滾軸以0.22 m/s的速度在50 mm槽鋼上同步行走（見圖3），在軌道兩端各設置1個擋板作為行程開關（見圖4）。當自動噴淋設施行走到另一端行程開關觸碰到擋板時，系統(tǒng)啟動行走電機使養(yǎng)護設施自動行走往返養(yǎng)護［5］。

（3）在養(yǎng)護臺位旁設置配電箱（見圖5），配備時間繼電器、接觸器、行程開關等重要構(gòu)件，通過時間繼電器控制噴淋設施的養(yǎng)護時間，設置養(yǎng)護時間參數(shù)為“養(yǎng)護10 min，停20 min”。噴淋設施以0.22 m/s的速度在10 min內(nèi)往返行走4次，完成箱梁底腹板及翼緣板養(yǎng)護。同時可根據(jù)天氣、溫度情況通過時間繼電器調(diào)整養(yǎng)護間隔時間［6-7］，確保夏季高溫天氣箱梁混凝土養(yǎng)護質(zhì)量。

圖3 減速電機、鏈條、鏈條

圖4 行程開關

圖5 養(yǎng)護臺位配電箱

（4）在自動行走設施上方根據(jù)箱梁腹板、翼緣板弧度焊接2 排鍍鋅水管，鍍鋅水管設置2 排噴淋孔，噴淋孔采用錯位開孔，縱向間距為100 mm，橫向間距為50 mm，直徑為1.5 mm。在供水管處安裝增壓泵增壓達到0.3～0.5 MPa，以保證水壓充足。在水壓作用下水從噴淋孔均勻噴出，噴灑均勻性較好，能使箱梁底、腹板外側(cè)、翼緣板側(cè)面達到完全濕潤狀態(tài)（見圖6）。

圖6 底腹板自動噴淋養(yǎng)護

3.2 橋面蓄水養(yǎng)護

（1）將聚丙烯膠條安裝于橋面四周（見圖7），膠條安裝時間應在橋面混凝土第1次抹面后，混凝土表面漿體未凝固前，陷于混凝表面2～3 mm。

圖7 安裝膠條

（2）采用4 根長度40 cm 的膠條呈正方形安裝于吊裝孔處（見圖8），防止吊裝作業(yè)時橋面蓄水滲漏。

（3）吊裝孔、泄水孔工裝應在橋面蓄水前及時拆除，泄水孔使用裝有沙子的塑料袋進行封堵。

（4）蓄水時間為混凝土初凝1 h 后，澆筑完成4 h后開始蓄水，橋面四周蓄水高度為1.5 cm，跨中蓄水深度約為3.0 cm（見圖9）。

圖8 吊裝孔處安裝膠條

圖9 橋面蓄水養(yǎng)護

3.3 芯室噴霧保濕系統(tǒng)

（1）脫模前芯室采用蓄水養(yǎng)護：底板混凝土澆筑完成初凝1 h 后，對芯室底板進行蓄水養(yǎng)護，蓄水高度3 cm，梁端4.5 m范圍內(nèi)采用土工布覆蓋保濕養(yǎng)護。

（2）芯室兩端制作封閉棚進行封閉，避免噴霧過程中芯室濕度降低，要求兩端封閉嚴實，特別注意梁端檢查孔的封閉（見圖10）。

圖10 芯室兩端安裝封閉棚

（3）每榀箱梁安裝2個噴霧保濕器，噴霧保濕器安裝于芯室梁端1.5 m 范圍內(nèi)，噴霧頭朝向跨中部位（見圖11），養(yǎng)護用水直接使用前期鋪設的主水管。在主水管上增設水泵，水泵使用鋼絲管直接連接到設備噴霧器，將水轉(zhuǎn)化為水霧對箱梁芯室進行保濕養(yǎng)護，可在10 min內(nèi)使箱梁芯室濕度達到90%以上，滿足養(yǎng)護要求。

圖11 芯室噴霧保濕養(yǎng)護

3.4 梁端滴水保濕養(yǎng)護

（1）鋼絞線穿束完成后，使用鋼絞線保護套與封壓板對錨具和鋼絞線進行防銹保護（見圖12），避免滴水銹蝕鋼絞線和錨墊板。

圖12 鋼絞線、錨具防銹措施

（2）使用開孔的土工布對梁端面進行覆蓋，并對土工布進行灑水濕潤。橋面設置1 個1 t 水箱，在梁端面的土工布上方安裝1排PVC管，并在PVC管上開1排孔，孔徑為3 mm，間距為5 cm。PVC 管一端采用堵頭封堵，另一端采用鋼絲軟管與水箱出水管進行連接。水箱供水采用增壓泵，打開水箱出水閥，對梁端面進行滴水保濕養(yǎng)護（見圖13）。

3.5 供水系統(tǒng)

圖13 梁端滴水保濕養(yǎng)護

自動噴淋設施采用循環(huán)用水的方式，將經(jīng)過噴淋的養(yǎng)護用水匯集至排水溝內(nèi)，經(jīng)濾網(wǎng)過濾后通過抽水泵重新用于噴淋養(yǎng)護，實現(xiàn)廢水再利用，做到既保護環(huán)境又節(jié)約用水的效果。設置沉淀凈化池，將噴淋后的水、場地清理水和雨水，沿排水溝進入沉淀池內(nèi)凈化，然后通過抽水泵將凈化后的水抽回噴淋設施再次用于養(yǎng)護，達到更好的環(huán)保效果（見圖14）。

圖14 養(yǎng)護用水循環(huán)系統(tǒng)示意圖

4 效益分析

（1）與傳統(tǒng)養(yǎng)護方法相比，箱梁全方位自動噴淋養(yǎng)護人工投入少。傳統(tǒng)養(yǎng)護方式每榀箱梁需配置1人進行養(yǎng)護，自動噴淋養(yǎng)護僅需配置4 人即可完成15 榀箱梁的噴淋設施維護保養(yǎng)及養(yǎng)護措施的實施，按照同時養(yǎng)護15榀箱梁計算，平均每榀箱梁每天節(jié)約0.73 d。

（2）箱梁全方位自動噴淋養(yǎng)護減少土工布的使用量，無須使用土工布大面積覆蓋混凝土。

（3）采用自動噴淋養(yǎng)護效果更好、效率更高，確保夏季混凝土養(yǎng)護質(zhì)量［8］。

（4）經(jīng)統(tǒng)計，采用自動噴淋養(yǎng)護后，箱梁混凝土表面裂紋發(fā)生率從16%降低至2%，有效提高了箱梁混凝土養(yǎng)護質(zhì)量［9］。

5 結(jié)論與建議

箱梁全方位自動噴淋養(yǎng)護設施噴淋面積大，能對箱梁橋面、底腹板、翼緣板、芯室、梁端進行全覆蓋無死角養(yǎng)護［10-11］。主要有以下優(yōu)點：

（1）養(yǎng)護用水能循環(huán)使用，節(jié)約用水；

（2）橋面與芯室底板采用蓄水養(yǎng)護，避免出現(xiàn)養(yǎng)護盲區(qū)；

（3）操作簡單，養(yǎng)護設施安裝、維修較為簡便；

（4）無須進行日常人工輔助灑水養(yǎng)護，工作效率提高。

以商合杭高鐵毛集制梁場夏季箱梁養(yǎng)護為例，系統(tǒng)對比分析研究并總結(jié)延伸，對夏季箱梁自動噴淋養(yǎng)護開展研究和探討，基本解決夏季箱梁混凝土養(yǎng)護不到位的問題。該技術(shù)未完全實現(xiàn)箱梁遠程控制自動養(yǎng)護，建議對夏季箱梁混凝土養(yǎng)護自動控制系統(tǒng)進一步深入研究。