一種新型橋梁圓柱墩預(yù)埋式自動噴淋養(yǎng)護(hù)裝置的應(yīng)用

摘要：針對傳統(tǒng)橋梁圓柱墩養(yǎng)護(hù)基本上采用滴漏薄膜覆蓋養(yǎng)護(hù)的方法，依靠主觀判斷，經(jīng)常出現(xiàn)養(yǎng)護(hù)不連續(xù)、保濕情況不達(dá)標(biāo)的問題，文章依托柳州市三江縣良梅公路（三期）四標(biāo)工程項目為背景，介紹了橋梁圓柱墩預(yù)埋式自動噴淋養(yǎng)護(hù)裝置設(shè)計過程，并通過實踐分析，得出了橋梁圓柱墩養(yǎng)護(hù)用自動噴淋養(yǎng)護(hù)替代傳統(tǒng)滴漏薄膜覆蓋養(yǎng)護(hù)安全可靠的方法。

關(guān)鍵詞：橋梁圓柱墩;自動噴淋;經(jīng)濟(jì)適用

中圖分類號：U445.55+9

0 引言

混凝土養(yǎng)護(hù)規(guī)范明確要求：混凝土的灑水保濕養(yǎng)護(hù)時間應(yīng)≥7 d，對重要工程或有特殊要求的混凝土，應(yīng)根據(jù)環(huán)境濕度、溫度、水泥品種，以及摻用的外加劑和摻合料等情況，酌情延長養(yǎng)護(hù)時間，并應(yīng)使混凝土表面始終保持濕潤狀態(tài)。

當(dāng)前橋梁圓柱墩養(yǎng)護(hù)基本上采用滴漏薄膜覆蓋養(yǎng)護(hù)的方法，即先將柱墩表面用薄膜覆蓋，養(yǎng)護(hù)作業(yè)過程中將滴漏水桶吊運至圓柱墩頂部讓水從桶底預(yù)留孔向下滴出，從而達(dá)到濕潤養(yǎng)護(hù)圓柱墩的作用。該傳統(tǒng)方法存在著諸多不足之處，不但費時、費工、費力，養(yǎng)護(hù)還不及時，養(yǎng)護(hù)效果及安全保障性較差。

為此，良梅公路（三期）四標(biāo)在橋梁圓柱墩養(yǎng)護(hù)上進(jìn)行大膽創(chuàng)新，采用自動噴淋養(yǎng)護(hù)，解決了傳統(tǒng)養(yǎng)護(hù)的諸多不足，節(jié)約了人力、物力和財力，確保了橋梁圓柱墩的施工質(zhì)量和安全。

1 工程概況

良梅公路（三期）四標(biāo)路線全長14.176 km，主線內(nèi)有橋梁兩座，分別是寨灣大橋（橋梁全長278 m）、漾口大橋（橋梁全長188 m）。兩座橋的圓柱墩共有10根，總長240 m，所有圓柱墩混凝土強(qiáng)度均為C30。兩座橋梁所在位置均有常流水溪流。

2 工作原理

橋梁圓柱墩預(yù)埋式自動噴淋養(yǎng)護(hù)裝置是將圓柱墩養(yǎng)護(hù)用的水管提前預(yù)埋于圓柱墩內(nèi)部，預(yù)埋管在鋼筋加工時一同在地面上制作，并與鋼筋籠一同安裝，作業(yè)人員只需在底部將接頭對接，待混凝土終凝后，采用薄膜覆蓋，確保全面覆蓋墩柱外表面，即可立即通水進(jìn)行養(yǎng)護(hù)作業(yè)。這一方法可避免吊運水桶前的養(yǎng)護(hù)間歇，且不用起重設(shè)備吊人進(jìn)行養(yǎng)護(hù)作業(yè)，養(yǎng)護(hù)結(jié)束后對預(yù)留管道進(jìn)行灌漿封閉即可。橋梁圓柱墩預(yù)埋式自動噴淋養(yǎng)護(hù)裝置將自動噴淋系統(tǒng)與圓柱墩養(yǎng)護(hù)相結(jié)合，可實現(xiàn)自動化養(yǎng)護(hù)作業(yè)來滿足圓柱墩表面24 h濕潤的需求。

3 工程流程

橋梁圓柱墩預(yù)埋式自動噴淋養(yǎng)護(hù)裝置工作流程如圖1所示。

（1）水泵安裝：“抽水系統(tǒng)”的選擇。

項目的兩座橋梁所在位置均有自然水源且水流較大，完全能滿足養(yǎng)護(hù)用水需求。選擇合適的抽水系統(tǒng)就應(yīng)對水泵揚程進(jìn)行分析。項目圓柱墩與水面最大高差約為48 m（漾口大橋5#墩），總管網(wǎng)長約180 m，90°彎頭約10個。經(jīng)查閱資料可知，管網(wǎng)的能量損失約為每10 m損耗1 m水揚程，每1個彎頭損失0.5 m揚程（見圖2水泵揚程計算實例），故本次課題需最大揚程為：48+180÷10×1+10×0.5=71 m。

本項目抽水裝置選用100QJD2-36/6潛水泵+15DW-550 W增壓泵。

其主要技術(shù)參數(shù)：功率為0.37+0.55 kW;最大揚程為80 m;流量為2 m3/h。該裝置使用壽命較長，流量適宜，能滿足圓柱墩養(yǎng)護(hù)最大揚程需要，耗電量較小。

抽水系統(tǒng)安裝：將潛水泵與增壓泵供電線路并聯(lián)，根據(jù)現(xiàn)場實際地形將潛水泵與增壓泵的水管進(jìn)行連接，潛水泵放入流淌的溪水中。抽水系統(tǒng)安裝過程中注意供電線路采用2.5 mm2的電纜線進(jìn)行并聯(lián)，電纜線不能出現(xiàn)多余接頭。潛水泵與增壓泵間的管節(jié)接頭均用配套的彎頭連接，連接前將進(jìn)行PVC管的連接，接觸面清理干凈并保持干燥，用專用的PVC膠粘劑進(jìn)行粘結(jié)。一套抽水裝置由100QJD2-36/6潛水泵、15DW-550 W增壓泵、25 mm PVC管、90°PVC彎頭、電纜線等組成。

在施工現(xiàn)場測試水泵裝置最大揚程能達(dá)到85 m。并統(tǒng)計了71 m揚程下每小時的水流量，結(jié)果滿足要求。

（2）時控設(shè)置：開關(guān)控制裝置采用KG316T微電腦時控開關(guān)電箱。

其特點為：接觸器配合時控開關(guān)，通過該裝置的定時功能，24 h設(shè)置水泵通電時長及斷電時間間隔。該裝置安裝簡單，操作方便，穩(wěn)定性好，使用壽命長。

制作一個時控開關(guān)控制電箱作為開關(guān)控制裝置，該電箱能在電流過載、短路、漏電等情況下自動斷電保護(hù)整個養(yǎng)護(hù)裝置，并由專業(yè)電工組裝通電檢查其是否能正常工作。

開關(guān)控制電箱安裝：將開關(guān)控制電箱接入漾口大橋的施工臨時用電線路中，并放置在抽水系統(tǒng)附近，將抽水系統(tǒng)的電纜線接入到開關(guān)控制電箱中。

時控開關(guān)控制電箱由KG316T微電腦時控開關(guān)、漏電保護(hù)器、時間繼電器、交流接觸器、常開開關(guān)、常閉開關(guān)、緊急停止開關(guān)、配電箱等組成。

時控開關(guān)運轉(zhuǎn)穩(wěn)定，啟閉的成功率為100%，在完成的時控開關(guān)控制電箱中設(shè)置有緊急停止開關(guān)、漏電保護(hù)器等電路保護(hù)措施，當(dāng)出現(xiàn)線路問題時能及時斷電。

（3）圓柱墩養(yǎng)護(hù)管預(yù)埋：管道管材采用PVC管材。

其特點是：需用專用的熱熔工具進(jìn)行熱熔連接。

將養(yǎng)護(hù)管的安裝納入墩柱驗收項目，在驗收程序中，對預(yù)埋的養(yǎng)護(hù)管，采用鋼尺每米各檢查1處其前后和左右的偏位，檢查養(yǎng)護(hù)管綁扎固定點的間距、牢固情況，強(qiáng)化管節(jié)安裝的重要性，提高管節(jié)安裝的質(zhì)量。

管節(jié)拼接完成后進(jìn)行水密性試驗，使預(yù)埋管管內(nèi)連接暢通率到達(dá)100%，養(yǎng)護(hù)管軸線與立柱軸線平行，軸線偏位≤5 mm。整個圓柱墩的鋼筋籠立籠及預(yù)埋管與主管的連接作業(yè)均在墩柱根部的施工平臺上進(jìn)行。

（4）圓柱墩澆筑：按規(guī)范對圓柱墩進(jìn)行澆筑。

（5）拆模、薄膜覆蓋：一般混凝土澆筑24 h后就可以拆模，拆模之后采用薄膜覆蓋。采用塑料薄膜將墩柱整節(jié)纏繞，縱向搭接寬度>10 cm，并用透明膠帶將接縫處貼住防止滑落，確保塑料薄膜全面覆蓋墩柱外表面。

（6）圓柱墩養(yǎng)護(hù)：養(yǎng)護(hù)水噴灑方式采用噴淋頭噴灑養(yǎng)護(hù)。

噴淋頭噴灑養(yǎng)護(hù)特點：安裝方便，噴灑均勻。

噴淋頭噴灑養(yǎng)護(hù)施工措施：

①采用可調(diào)整的銅芯噴霧噴淋頭作為養(yǎng)護(hù)裝置的噴淋頭，并且根據(jù)墩柱的直徑調(diào)整噴淋頭的噴灑范圍。

②薄膜覆蓋+噴灑。

③噴淋頭噴灑均勻。整個墩柱被薄膜嚴(yán)密覆蓋，養(yǎng)護(hù)水均勻地從墩柱頂部沿著包裹的薄膜內(nèi)向下流淌。通過統(tǒng)計表可知，在噴淋作業(yè)時，圓柱墩表面濕潤面積率均達(dá)到100%，整個噴淋作業(yè)和薄膜覆蓋作業(yè)施工人員都是通過施工爬梯上下，未用機(jī)械吊吊運工人作業(yè)。

整個橋梁圓柱墩預(yù)埋式自動噴淋養(yǎng)護(hù)裝置如圖3所示。

（7）預(yù)留管道灌漿封閉處理：對預(yù)留管道灌漿料進(jìn)行性能指標(biāo)試驗。預(yù)留管道灌漿料具有強(qiáng)度高且早期強(qiáng)度提升快、無收縮、自流動性強(qiáng)、無須振搗自密實等特性。對預(yù)留管道灌漿料在現(xiàn)場制作同養(yǎng)試塊，并進(jìn)行各種性能檢測。灌漿料抗壓強(qiáng)度>34.5 MPa。

預(yù)留管道灌漿料的流動度、抗壓強(qiáng)度等各種性能均滿足要求，灌漿材料7 d抗壓強(qiáng)度為46.5 MPa，28 d的抗壓強(qiáng)度為58.9 MPa，均>34.5 MPa，符合規(guī)范要求。

整個養(yǎng)護(hù)裝置安裝完成后，對漾口大橋5-1#墩第2節(jié)圓柱墩進(jìn)行從啟動養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)到圓柱墩全部潤濕所需時間及從圓柱墩全部潤濕到圓柱墩表面無表層水為止所需時間的計算，最后整理得出結(jié)論：啟動養(yǎng)護(hù)至圓柱墩全部潤濕平均大約15 min，而下次養(yǎng)護(hù)的間隔，根據(jù)一天的時間段氣溫不同，經(jīng)過整理編制出系統(tǒng)工作時間匯總表如表1所示。

4 效果檢查

從2020-10-01開始進(jìn)行圓柱墩養(yǎng)護(hù)，至2020-11-10完成了漾口大橋及寨灣大橋圓柱墩共計10根、16節(jié)的7 d養(yǎng)護(hù)施工應(yīng)用，并進(jìn)行了效果檢查。

養(yǎng)護(hù)裝置應(yīng)用后，首先對16節(jié)圓柱墩共進(jìn)行了224班次的檢查，均未有因圓柱墩養(yǎng)護(hù)而進(jìn)行機(jī)械吊吊運工人作業(yè)的情況，養(yǎng)護(hù)期間機(jī)械吊吊運工人0次。

其次，對圓柱墩濕潤情況進(jìn)行檢查。養(yǎng)護(hù)裝置應(yīng)用后，圓柱墩養(yǎng)護(hù)7 d期內(nèi)均能做到時刻保持濕潤，即圓柱墩養(yǎng)護(hù)期內(nèi)保持濕潤時間=24 h，有效保證了圓柱墩的養(yǎng)生質(zhì)量。

5 經(jīng)濟(jì)效益對比分析

2020-10-01至2020-11-10，該養(yǎng)護(hù)裝置應(yīng)用在漾口大橋、寨灣大橋施工中，采用兩套養(yǎng)護(hù)裝置同時作業(yè)，圓柱墩共計10根、16節(jié)，養(yǎng)護(hù)管累計長240 m，累計養(yǎng)護(hù)天數(shù)112 d。由于該方法相較滴漏養(yǎng)護(hù)施工減少了大量人工及機(jī)械臺班，節(jié)約成本共44 040.6元，經(jīng)濟(jì)效益顯著。具體如表2所示。

6 專業(yè)技術(shù)經(jīng)驗總結(jié)

在研制該養(yǎng)護(hù)裝置的過程中，實現(xiàn)了養(yǎng)護(hù)期內(nèi)時刻保持濕潤和機(jī)械吊吊運工人0次的目標(biāo)，同時還掌握了系統(tǒng)的分析方法，比選材料、設(shè)備，水電線路的安裝方法和要求。經(jīng)驗總結(jié)如下：

（1）要根據(jù)氣溫的變化，調(diào)整養(yǎng)護(hù)裝置運轉(zhuǎn)的時間間隔。

（2）養(yǎng)護(hù)管要預(yù)埋在兩根主筋中間，這樣安裝更順直、更牢固，不會干擾圓柱墩混凝土的澆筑。

（3）灌漿料的配合比要嚴(yán)格控制流動度和強(qiáng)度之間的關(guān)系。

（4）潛水泵應(yīng)先通電工作待水流進(jìn)入增壓泵后再啟動增壓泵，這樣抽水系統(tǒng)的壽命會更長，更安全。

（5）根據(jù)每個項目自身對抽水系統(tǒng)揚程的需求，選擇適合工序的水泵更為經(jīng)濟(jì)。

（6）在開關(guān)控制電箱面板上設(shè)置緊急停止按鈕，緊急情況時可快速安全停止養(yǎng)護(hù)裝置運行。

7 結(jié)語

采用新型養(yǎng)護(hù)裝置進(jìn)行圓柱墩養(yǎng)護(hù)施工后，在很大程度解決了長期以來圓柱墩養(yǎng)護(hù)不連續(xù)、保濕情況不達(dá)標(biāo)的問題，混凝土強(qiáng)度提升較快，同時省去了人工吊運作業(yè)，不再出現(xiàn)機(jī)械吊吊運工人高空作業(yè)的情況，較傳統(tǒng)做法更為安全。整個新型養(yǎng)護(hù)裝置施工成本低，不占用施工場地，不占用起吊設(shè)備，安全可靠，全天候自動養(yǎng)護(hù)，減少人工投入，操作簡單，容易復(fù)制，易進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的推廣，受到業(yè)主，監(jiān)理等單位的好評。

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作者簡介：

熊建榮（1987—），工程師，主要從事橋梁、路基路面施工管理工作。