論公路橋梁項(xiàng)目的預(yù)制T梁蒸汽養(yǎng)生技術(shù)

唐駿

摘要 高速公路橋梁工程具有工序復(fù)雜、工期緊、任務(wù)重等特點(diǎn)，為有效提升預(yù)制T梁施工效率，保證橋梁施工工期要求，文章依托某高速公路橋梁施工實(shí)踐，針對(duì)預(yù)制T梁蒸汽養(yǎng)生技術(shù)展開綜合探究，介紹了蒸汽養(yǎng)生主要設(shè)備，總結(jié)了蒸汽養(yǎng)生施工技術(shù)要點(diǎn)及注意事項(xiàng)，通過(guò)試驗(yàn)檢測(cè)，驗(yàn)證預(yù)制T梁蒸汽養(yǎng)生48 h后的抗壓強(qiáng)度、彈性模量均能達(dá)到張拉要求。同時(shí)，針對(duì)蒸汽養(yǎng)護(hù)對(duì)T梁結(jié)構(gòu)耐久性造成的不良影響，提出了針對(duì)性的處治措施，可為后續(xù)同類工程提供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞 公路橋梁項(xiàng)目；預(yù)制T梁；蒸汽養(yǎng)護(hù)；質(zhì)量控制

中圖分類號(hào) U445.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 2096-8949（2023）14-0117-03

0 引言

近年來(lái)，隨著交通運(yùn)輸行業(yè)的不斷發(fā)展，公路橋梁工程建設(shè)取得顯著進(jìn)步，預(yù)制T梁憑借強(qiáng)度高、跨度大、質(zhì)量輕、耐久性好等優(yōu)點(diǎn)，在橋梁工程建設(shè)中得到了大規(guī)模應(yīng)用。但由于公路橋梁施工工期較緊、任務(wù)繁重，對(duì)預(yù)制T梁質(zhì)量和進(jìn)度提出了更加嚴(yán)苛的要求。因此，為保證預(yù)制T梁施工質(zhì)量，加快橋梁施工進(jìn)度，該文提出了預(yù)制T梁蒸汽養(yǎng)生技術(shù)，可以有效增強(qiáng)混凝土水化反應(yīng)速率，提高T梁早期強(qiáng)度，縮短施工工期，保證項(xiàng)目建設(shè)的綜合效益[1]。

1 工程概況

某高速公路位于山區(qū)地帶，設(shè)計(jì)長(zhǎng)度9.934 km，全線橋隧占比超過(guò)85%，工期700 d。由于現(xiàn)場(chǎng)地形條件復(fù)雜，施工空間有限，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，預(yù)制T梁場(chǎng)設(shè)置于現(xiàn)場(chǎng)僅有的挖方路基區(qū)域，長(zhǎng)度125 m，總面積約3 720 m2。因預(yù)制場(chǎng)地狹小，預(yù)制梁工期較緊，為保證項(xiàng)目整體施工進(jìn)度，該工程預(yù)制T梁采用蒸汽養(yǎng)生技術(shù)。

2 蒸汽養(yǎng)生設(shè)備

預(yù)制T梁蒸汽養(yǎng)生涉及設(shè)備較多，其基本類型及要求如下：

（1）蒸汽鍋爐。其作用是為T梁提供蒸汽，結(jié)合該工程實(shí)際情況，現(xiàn)場(chǎng)共設(shè)置2臺(tái)鍋爐，單體功率72 kW·h，鍋爐安裝、調(diào)試完畢應(yīng)實(shí)施壓力試驗(yàn)，檢測(cè)達(dá)標(biāo)后方可使用。

（2）蒸汽管道。主要作用是將來(lái)自鍋爐的蒸汽輸送至T梁蒸養(yǎng)棚，管道規(guī)格為φ100 mm的耐高溫PVC管，并在外側(cè)設(shè)置保溫層，防止散熱過(guò)快。管道與臺(tái)座等長(zhǎng)，并沿臺(tái)座縱向設(shè)置。

（3）保溫棚。主要作用是為T梁蒸養(yǎng)提供封閉空間，保持蒸養(yǎng)溫度恒定。其主體結(jié)構(gòu)采用規(guī)格為100 mm×

100 mm×1.8 mm方管；墻面板為雙面0.326 mm鐵皮巖棉板；頂板為雙面0.326 mm鐵皮泡沫板；單塊板長(zhǎng)為11 m。

（4）蓄水池。T梁蒸養(yǎng)期間用水量巨大，為確保水源充足，該工程從附近引水，并在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置容量為10 m3的蓄水池，保持供水穩(wěn)定[2]。

3 蒸汽養(yǎng)生施工工藝要點(diǎn)

3.1 施工準(zhǔn)備

預(yù)制T梁蒸汽養(yǎng)生前，應(yīng)科學(xué)做好以下施工準(zhǔn)備工作：

（1）技術(shù)準(zhǔn)備。提前編制T梁蒸養(yǎng)施工組織設(shè)計(jì)及技術(shù)方案，確定施工材料、蒸養(yǎng)設(shè)備、技術(shù)人員、施工人員配置計(jì)劃，并明確T梁施工質(zhì)量控制要點(diǎn)、混凝土強(qiáng)度管控要點(diǎn)、溫濕度控制要點(diǎn)、安全管控要點(diǎn)等，保證T梁蒸養(yǎng)工作的順序?qū)嵤?/p>

（2）物資準(zhǔn)備。蒸養(yǎng)施工前，物質(zhì)部應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況制定材料和設(shè)備購(gòu)置計(jì)劃，合理配置鍋爐、管道、保溫材料、保溫棚等設(shè)施，具體包括蒸汽鍋爐2臺(tái)，保溫棚4個(gè)、耐高溫PVC管200 m、三通閥門10套等[3]。

（3）設(shè)備安裝。蒸汽管道敷設(shè)時(shí)，每間隔3 m預(yù)留排氣孔，并設(shè)置閥門，通過(guò)閥門自由調(diào)節(jié)蒸汽流量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)溫度控制。但應(yīng)特別強(qiáng)調(diào)的是T梁蒸養(yǎng)期間禁止溫度突變，同時(shí)針對(duì)T梁兩端、邊緣等散熱過(guò)快區(qū)域應(yīng)采取必要的保溫措施，并禁止在T梁表面灑水，蒸養(yǎng)溫度不得超過(guò)65 ℃。

3.2 蒸汽養(yǎng)生流程

T梁早期養(yǎng)護(hù)階段，需重點(diǎn)針對(duì)耐久性影響因素實(shí)施控制，以保證早期強(qiáng)度、耐久性等相關(guān)性能符合標(biāo)準(zhǔn)要求。T梁施工完畢，通過(guò)保溫棚實(shí)施密閉蒸養(yǎng)，并對(duì)其密閉效果實(shí)施檢測(cè)，防止出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象。

（1）蒸養(yǎng)設(shè)備及具體階段。選用型號(hào)為CL-75自動(dòng)蒸養(yǎng)發(fā)生器，此設(shè)備可自動(dòng)完成開關(guān)、加水、加熱等工作，具有耗能低、污染小、重量輕、免維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，其實(shí)際耗能僅為常規(guī)電力發(fā)生器的1/3。預(yù)制T梁蒸養(yǎng)過(guò)程如圖1所示，具體包括預(yù)養(yǎng)期、升溫期、恒溫期、降溫期，各階段溫控要求如下：①預(yù)養(yǎng)期溫度控制在10～20 ℃，養(yǎng)護(hù)時(shí)間為2～6 h；②升溫期應(yīng)嚴(yán)格控制保溫棚內(nèi)部溫度，并按照10 ℃/h的速率勻速提升溫度，將溫度控制在60～65 ℃；③恒溫期將保溫棚內(nèi)溫度保持在60～65 ℃范圍內(nèi)，蒸養(yǎng)時(shí)間為8～10 h，若溫度不足60 ℃時(shí)，應(yīng)合理延長(zhǎng)蒸養(yǎng)時(shí)間；④降溫期的預(yù)制T梁強(qiáng)度滿足要求后，應(yīng)暫停通汽，并嚴(yán)格控制棚內(nèi)溫降速率，確保處于10 ℃/h范圍內(nèi)[4-5]。若溫降過(guò)快，會(huì)造成混凝土溫縮裂縫，降低T梁強(qiáng)度。

（2）T梁蒸養(yǎng)要求：①嚴(yán)格控制蒸養(yǎng)溫度，每間隔1～2 h檢測(cè)一次溫度，詳細(xì)記錄檢測(cè)數(shù)據(jù)，并以此判定T梁混凝土強(qiáng)度；②蒸養(yǎng)期間，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)棚內(nèi)溫度及T梁表面溫度，避免溫差過(guò)大；③溫度監(jiān)測(cè)時(shí)間為混凝土澆筑完成至保溫棚移除；④溫度監(jiān)測(cè)頻率按升溫、降溫期30 min/次，恒溫期1 h/次；⑤各測(cè)溫時(shí)間應(yīng)分別標(biāo)號(hào)，并在現(xiàn)場(chǎng)詳細(xì)記錄溫度監(jiān)測(cè)情況；⑥蒸養(yǎng)期間若溫差過(guò)大，應(yīng)及時(shí)報(bào)告，當(dāng)棚內(nèi)溫差超過(guò)15 ℃時(shí)，應(yīng)立即預(yù)警，查找具體影響原因，并采取必要的防控措施[6-7]。

（3）拆模要求：待混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度，保證棱角不產(chǎn)生破壞時(shí)，進(jìn)行模板拆除。同時(shí)，盡量選擇溫度較高時(shí)段拆模，以10：00—16：00為宜。模板拆除前，需暫停通汽，適當(dāng)降低保溫棚內(nèi)溫度，并嚴(yán)格控制棚內(nèi)、外溫差，確保處于15 ℃范圍內(nèi)，溫降速率不超過(guò)5 ℃/h，模板拆除過(guò)程中及時(shí)采用毛氈進(jìn)行覆蓋保溫。模板拆除完畢，繼續(xù)進(jìn)行通汽養(yǎng)護(hù)，直至T梁混凝土強(qiáng)度滿足張拉要求，然后進(jìn)行緩慢降溫，待T梁表面溫度接近常溫水平時(shí)，將表面毛氈撤除，避免產(chǎn)生溫縮裂縫[8]。

3.3 施工注意事項(xiàng)

預(yù)制T梁養(yǎng)護(hù)應(yīng)建立科學(xué)完善的蒸養(yǎng)制度，嚴(yán)格控制升溫、恒溫、降溫等各環(huán)節(jié)溫度及時(shí)間，確保滿足規(guī)范要求，同時(shí)，應(yīng)確保蒸養(yǎng)濕度符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

（1）T梁蒸養(yǎng)期間，應(yīng)對(duì)保溫棚及梁體表面溫度、濕度實(shí)施全面監(jiān)測(cè)。待蒸養(yǎng)混凝土試件抗壓強(qiáng)度、彈性模量滿足要求后，方可進(jìn)行降溫。

（2）蒸養(yǎng)裝置噴嘴距離混凝土表面至少為300 mm，保溫棚內(nèi)濕度不得低于95% RH。

（3）預(yù)制T梁同條件蒸養(yǎng)試件抗壓強(qiáng)度、彈性模量分別達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的90%和85%時(shí)，方能實(shí)施降溫。

（4）蒸汽養(yǎng)護(hù)應(yīng)根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)具體情況，并結(jié)合蒸養(yǎng)設(shè)備功率及外界環(huán)境條件，制定滿足該工程實(shí)際需求的蒸養(yǎng)方案，以科學(xué)指導(dǎo)實(shí)際施工。

（5）蒸養(yǎng)期間應(yīng)采取必要的環(huán)保措施，避免因T梁蒸養(yǎng)而對(duì)生態(tài)環(huán)境造成破壞，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，科學(xué)做好防護(hù)工作，實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)與生態(tài)環(huán)境的和諧發(fā)展。

（6）T梁蒸養(yǎng)施工時(shí)，嚴(yán)格按照相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計(jì)要求開展環(huán)境保護(hù)工作，并制定如下環(huán)保措施：①制梁場(chǎng)地內(nèi)建立完善的排水系統(tǒng)，確保現(xiàn)場(chǎng)無(wú)積水，現(xiàn)場(chǎng)施工便道應(yīng)堅(jiān)實(shí)和平整，寬度滿足大型設(shè)備錯(cuò)車要求；②選擇性能優(yōu)良的低噪聲施工機(jī)具，并在施工區(qū)域周邊設(shè)置消聲降噪設(shè)施，以有效降低噪聲污染；③建立健全環(huán)保管控機(jī)制，嚴(yán)格遵循“預(yù)防為主、防治結(jié)合”的環(huán)保理念，科學(xué)強(qiáng)化水土保持工作，制定科學(xué)完善的水土保護(hù)措施，防止水體污染。

4 蒸汽養(yǎng)生T梁早期力學(xué)性能

4.1 T梁早期混凝土抗壓強(qiáng)度

蒸汽養(yǎng)護(hù)可為預(yù)制T梁混凝土提供適宜的溫度、濕度條件，加快混凝土內(nèi)部水化反應(yīng)速率，顯著提升混凝土抗壓強(qiáng)度。為全面了解混凝土蒸養(yǎng)早期強(qiáng)度變化情況，在相同蒸養(yǎng)條件下，對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度實(shí)施檢測(cè)[9]。從現(xiàn)場(chǎng)隨機(jī)抽取T梁檢測(cè)試件，試件混凝土強(qiáng)度為C50，具體檢測(cè)數(shù)據(jù)如表1所示。

通過(guò)表1能夠看出，混凝土試件蒸養(yǎng)24 h后，其強(qiáng)度出現(xiàn)大幅度上升，與常規(guī)灑水養(yǎng)護(hù)方式相比，其強(qiáng)度上升幅度較大。蒸養(yǎng)48 h后，混凝土強(qiáng)度上升速率顯著降低。

4.2 T梁早期混凝土彈性模量

混凝土彈性模量是評(píng)價(jià)混凝土構(gòu)件承載能力的重要指標(biāo)，能有效反映構(gòu)件在荷載作用下的變形特征，當(dāng)彈性模量較小時(shí)，混凝土在外界荷載作用下會(huì)產(chǎn)生變形，從而造成結(jié)構(gòu)失穩(wěn)。彈性模量檢測(cè)是在混凝土構(gòu)件受荷載作用發(fā)生形變的條件下，采用千分尺測(cè)量形變量，并依據(jù)形變狀況，分析變形規(guī)律。在相同蒸養(yǎng)條件下，對(duì)混凝土彈性模量實(shí)施檢測(cè)，具體檢測(cè)數(shù)據(jù)如表2所示。

05 右（02） 28.10 36.30

通過(guò)表2能夠看出，預(yù)制T梁蒸養(yǎng)期間，早期混凝土彈性模量增長(zhǎng)速率較快，后期逐漸減慢，并呈現(xiàn)收斂趨勢(shì)。該橋梁預(yù)制T梁混凝土彈性模量設(shè)計(jì)值為3.25×

104 MPa，檢測(cè)結(jié)果顯示，T梁構(gòu)件蒸養(yǎng)48 h后，其彈性模量已超過(guò)設(shè)計(jì)值的80%，符合T梁張拉標(biāo)準(zhǔn)要求。

5 蒸汽養(yǎng)護(hù)對(duì)T梁耐久性的影響

5.1 蒸汽養(yǎng)護(hù)對(duì)混凝土水化速度的影響

混凝土材料內(nèi)部存在較多空隙，長(zhǎng)期暴露于高溫環(huán)境條件下，空氣中的氯離子等介質(zhì)會(huì)通過(guò)空隙逐漸進(jìn)入混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部，造成混凝土碳化，引發(fā)鋼筋銹蝕，嚴(yán)重影響混凝土結(jié)構(gòu)承載性能和使用年限。預(yù)制T梁蒸養(yǎng)期間，混凝土水化反應(yīng)速率迅速增大，反應(yīng)生成物質(zhì)貼附于混凝土表面，導(dǎo)致水化產(chǎn)物不均勻，嚴(yán)重影響后續(xù)水化反應(yīng)的正常進(jìn)行。

對(duì)于蒸養(yǎng)導(dǎo)致的水化產(chǎn)物不均勻、反應(yīng)速率下降的狀況，可采取蒸養(yǎng)+水養(yǎng)同步進(jìn)行的方式進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，保持混凝土水化反應(yīng)充分進(jìn)行，以有效提升混凝土密實(shí)度與抗?jié)B性能，從而全面增強(qiáng)耐久性[10]。

5.2 蒸汽養(yǎng)護(hù)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的影響

混凝土材料在高溫環(huán)境中，其內(nèi)部C3S會(huì)形成體積較大的水化物，從而顯著增大混凝土內(nèi)部孔隙，使其密實(shí)度及抗?jié)B性能下降，影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性。對(duì)于此類問(wèn)題，可在混凝土材料中加入適量礦物材料，調(diào)整混凝土內(nèi)部構(gòu)造，從而有效提升其耐久性能。如：在混凝土材料中加入適量粉煤灰，能有效地增強(qiáng)其抗?jié)B性能，主要是因?yàn)榉勖夯伊叫∮谒嗔?，摻加粉煤灰后，粉煤灰顆粒有效填充水泥顆粒間的空隙，從而實(shí)現(xiàn)增加密實(shí)度的目的。同時(shí)，在混凝土摻加適量的粉煤灰，可有效增大水灰比，加快混凝土內(nèi)部水化生成物擴(kuò)散速率，并使生成物分散更均勻。因此，在混凝土材料中加入適量礦物材料，能有效改善其耐久性能。

6 結(jié)論

綜上所述，為有效提升預(yù)制T梁施工質(zhì)量，加快橋梁施工進(jìn)度，該文結(jié)合某橋梁工程預(yù)制T梁養(yǎng)護(hù)實(shí)踐，對(duì)預(yù)制T梁蒸汽養(yǎng)生技術(shù)進(jìn)行分析，得出如下結(jié)論：

（1）蒸汽養(yǎng)生前，應(yīng)科學(xué)做好施工準(zhǔn)備工作，全面了解各環(huán)節(jié)施工要點(diǎn)，保證T梁蒸養(yǎng)工作的順序?qū)嵤?/p>

（2）預(yù)制T梁蒸汽養(yǎng)生應(yīng)建立科學(xué)完善的蒸養(yǎng)制度，嚴(yán)格按照蒸養(yǎng)流程開展養(yǎng)生工作，并采取分級(jí)升溫、恒溫、分級(jí)降溫的方式實(shí)施養(yǎng)生，科學(xué)控制各階段蒸養(yǎng)溫度、濕度及時(shí)間，確保滿足規(guī)范要求。

（3）采用蒸養(yǎng)方式養(yǎng)護(hù)48 h后，混凝土抗壓強(qiáng)度、彈性模量均超過(guò)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的80%，充分表明蒸養(yǎng)技術(shù)能有效提升混凝土早期強(qiáng)度。

（4）采用蒸汽養(yǎng)護(hù)時(shí)，在混凝土內(nèi)部摻加適量粉煤灰，能有效增加混凝土密實(shí)度，提高抗?jié)B性能，改善混凝土耐久性能。

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