汪金鋒

一、設計背景

近些年來，橋梁工程建設突飛猛進，上部結(jié)構(gòu)采用預制T梁結(jié)構(gòu)的橋梁較多，T梁作為橋梁的關(guān)鍵分項，其養(yǎng)生質(zhì)量問題一直是施工所忽視和各級部門指責的問題。T梁混凝土在硬化的過程中，對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程中揮發(fā)掉，只有20%是水泥硬化所必需的，當這80%水分慢慢揮發(fā)的同時，水泥等便會收縮，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力狀態(tài)。如果在水化熱的過程中，水分蒸發(fā)過快，這種干縮應力超過混凝土的抗拉強度時，便會產(chǎn)生干縮裂縫，同時混凝土內(nèi)部水分蒸發(fā)過快過早，導致混凝土后期水化過程缺水，也會影響其強度的形成?；炷亮芽p的產(chǎn)生將直接影響T梁混凝土的強度和耐久性，甚至危及工程結(jié)構(gòu)的安全性。因此，混凝土在凝固養(yǎng)護期間，必須按照規(guī)范要求和相應的養(yǎng)護措施認真落實混凝土的養(yǎng)護工作，以確?；炷翗?gòu)件的質(zhì)量，防止混凝土開裂，保證混凝土有適宜的硬化條件。

目前，項目正處大干階段，且已轉(zhuǎn)入夏天，氣溫較高，養(yǎng)護工作時項目質(zhì)量管控的重點，項目T梁養(yǎng)護采用的是噴淋養(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，梁頂覆蓋土工布人工灑水養(yǎng)護。但是，在T梁成品養(yǎng)護過程中存在養(yǎng)生不及時，不到位，不均勻，漏養(yǎng)等現(xiàn)象，很難達到規(guī)范要求的養(yǎng)護效果。針對上述T梁養(yǎng)護過程中存在的問題，項目部根據(jù)T梁幾何尺寸及現(xiàn)場實際情況，自行設計加工了全自動T梁養(yǎng)護臺車，保障了項目T梁施工成品的養(yǎng)護工作，解決了養(yǎng)護過程中存在的上述問題。

二、養(yǎng)生臺車及工作原理

1.養(yǎng)生臺車

養(yǎng)生臺車組成部分

PLC可編邏輯程控制器：該控制器可以通過設置邏輯程序來控制臺車的行走速度，行走方向，行走間隔暫停時間等參數(shù)；

行程開關(guān)：通過碰觸預設值的障礙物結(jié)構(gòu)控制器中設置的程序來改變臺車運行的狀態(tài)；

行走電機：通過行走電機的功率輸出來驅(qū)動臺車行走；

控制閥：可以靈活控制養(yǎng)生的方式，若需養(yǎng)生兩片梁時同時打開控制閥，養(yǎng)生一片梁時只需要打開一側(cè)控制閥；

水泵：養(yǎng)生時通過水箱中的水泵抽水驅(qū)動霧化噴頭噴水養(yǎng)生；

電磁閥開關(guān)：當養(yǎng)護臺車運行到加水支架部位時，臺車底部行程開關(guān)碰觸電磁閥，感應后打開自動加水管往水箱中加水；

水位浮球：當水箱中的水加滿時，水位浮球連接桿碰觸電磁閥，感應后關(guān)閉自動加水管，停止加水；

水箱：自行加工水箱，可儲存1.1t水；

行走軌道：根據(jù)整片梁長度和臺車的間距，自行加工的可調(diào)節(jié)長度臺車行走軌道。

2.養(yǎng)生臺車工作原理

使用前在水箱中加滿水，通過PLC可編程邏輯控制器設置臺車行走速度、啟動噴水時間、臺車暫停時間等參數(shù)。使用時點擊一鍵開關(guān)，臺車沿預鋪軌道按照預先設定的速度勻速行走，水箱中的水泵開始驅(qū)動臺車兩側(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)護到位。臺車行走至梁端部時，臺車前底部安裝的行程開關(guān)碰觸到預放置的感應障礙物，停止行走和噴水，在該位置暫停預先設定的暫停時間。暫停后臺車自動開始沿反方向行走，同時啟動水泵噴灑霧化水，到達另一端時，臺車底部行程開關(guān)碰觸預設電磁閥開關(guān)，停止行走，打開進水管往水箱中自動加水，加滿后水箱中水位浮球連接桿碰觸加水支架上的電磁閥開關(guān)，停止加水，臺車自動啟動按照上述養(yǎng)護過程往返循環(huán)養(yǎng)生，直至人工點擊暫停鍵。整個養(yǎng)生過程實現(xiàn)全自動無人控制。

3. 傳統(tǒng)噴淋養(yǎng)生

項目預制廠目前采用管道噴淋結(jié)合人工灑水養(yǎng)護為主，該養(yǎng)護方法需要安排專人進行養(yǎng)護，工人按照一定的時間間距逐一打開和關(guān)閉噴水閥門。梁側(cè)采用管道噴淋養(yǎng)護，梁頂采用人工灑水養(yǎng)護?；炷笼g期內(nèi)T梁預制數(shù)量多，且天氣氣溫高，存在人工養(yǎng)護不及時，養(yǎng)護不到位，養(yǎng)護時間控制不嚴，保水效果差，水源浪費大等缺點。

三、工程應用及經(jīng)濟效果分析

樂清灣02標從6月份開始投入使用養(yǎng)護臺車對預制T梁進行全自動化養(yǎng)生，項目預計2017年1月底完成T梁預制工程，共計8個月。其中，傳統(tǒng)噴淋養(yǎng)護需專職人員2名，臺車養(yǎng)護實現(xiàn)全自動控制過程。

1.使用養(yǎng)護臺車養(yǎng)護

養(yǎng)護臺車設計加工總費用：5000元

行走電機0.12kw，水泵1kw，每天養(yǎng)護8小時

用電總費用：（0.12+1）×8×1.5元/度×8個月×30天=3225.6元

使用全自動養(yǎng)護臺車養(yǎng)護總費用：5000+3225.6=8225.6元

2.傳統(tǒng)噴淋養(yǎng)護

管道及噴頭加工費用：1000元

人工工資總費用：2×150元/天×8個月×30天=72000元

使用傳統(tǒng)噴淋養(yǎng)護總費用：72000+1000=73000元

3.兩種養(yǎng)護方法費用比較

根據(jù)以上數(shù)據(jù)分析可得，使用臺車養(yǎng)護要比傳統(tǒng)噴淋養(yǎng)護費用節(jié)省，且節(jié)省費用如下：

總節(jié)省費用：73000－8225.6=63774.4元

4. 養(yǎng)護效果分析

通過施工現(xiàn)場兩種養(yǎng)護方式對比可得，采用臺車養(yǎng)生比噴淋養(yǎng)生節(jié)水，保濕，養(yǎng)護均勻，不留死角，養(yǎng)護及時，可實現(xiàn)養(yǎng)護過程全自動化，節(jié)省勞動力，降低成本，可根據(jù)天氣情況通過PLC可編程邏輯控制器設置養(yǎng)護時間。傳統(tǒng)噴淋養(yǎng)生水源浪費多，需安排專人養(yǎng)護，增加了成本，切人工灑水不均勻，有漏養(yǎng)現(xiàn)象存在。

通過以上統(tǒng)計圖可以看出，對于T梁的養(yǎng)護，采用傳統(tǒng)噴淋結(jié)合人工養(yǎng)護需花費73000元，而采用臺車養(yǎng)護需8225.6元，相比之下，臺車養(yǎng)護比傳統(tǒng)噴淋養(yǎng)護節(jié)省63774.4元，占總成本的87.4%。采用臺車養(yǎng)護極大的節(jié)省了養(yǎng)護成本，提高了養(yǎng)護效率，增加了養(yǎng)護效果，經(jīng)濟效果顯著，為項目節(jié)省了費用支出。

四、社會效益

通過市場調(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，很難保證養(yǎng)護及時、均勻、到位，若工人責任心不強，會直接影響到T梁施工成品強度和耐久性。樂清灣02標項目部自主設計加工了全自動T梁養(yǎng)護臺車，養(yǎng)護過程不需要安排專人管控，可實現(xiàn)定時、定位、自動加水養(yǎng)護，整個養(yǎng)護過程全自動化控制，節(jié)約了養(yǎng)護成本。該養(yǎng)護臺車的設計思路新穎，構(gòu)造簡單，使得T梁養(yǎng)護設備有了進一步的提高，該養(yǎng)護臺車在同類市場中具有一定的推廣應用價值，臺車本事還有一定的改造空間。養(yǎng)護臺車對T梁的養(yǎng)護效果得到了指揮部、監(jiān)理辦一致好評，為公司在參建標段中贏得了聲譽。