陳柯屹

（中鐵八局集團(tuán)橋梁工程有限責(zé)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(yù)制簡支箱梁混凝土養(yǎng)護(hù)質(zhì)量，是工程施工的一大難題，目前，箱梁混凝土養(yǎng)護(hù)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(biāo)段位于安徽省合肥市，線路正線長28.5 km，預(yù)制、架設(shè)箱梁867 孔。夏季最高氣溫達(dá)38 ℃。在確保箱梁施工質(zhì)量的前提下，控制混凝土養(yǎng)護(hù)質(zhì)量是施工重點(diǎn)。結(jié)合商合杭高鐵工程實(shí)例，主要從國內(nèi)現(xiàn)狀、養(yǎng)護(hù)方案、方案實(shí)施、效益分析4個(gè)方面進(jìn)行研究。

1 國內(nèi)現(xiàn)狀

目前箱梁養(yǎng)護(hù)部分采用自動(dòng)噴淋養(yǎng)護(hù)，部分仍采用人工灑水養(yǎng)護(hù)。人工灑水養(yǎng)護(hù)受人員責(zé)任心因素影響，會(huì)出現(xiàn)漏灑、少灑等現(xiàn)象，影響?zhàn)B護(hù)效果，導(dǎo)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(dòng)噴淋養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)存在以下不足：噴灑不均勻、養(yǎng)護(hù)用水跟不上、不能有效對箱梁底部進(jìn)行全方位噴淋養(yǎng)護(hù)、養(yǎng)護(hù)時(shí)間過長、操作不簡便，不能有效地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化［2］。

2 養(yǎng)護(hù)方案

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

3 方案實(shí)施

3.1 底腹板自動(dòng)噴淋養(yǎng)護(hù)

（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(hù)設(shè)施的行走路線。

圖1 養(yǎng)護(hù)方案流程

圖2 箱梁全方位自動(dòng)噴淋養(yǎng)護(hù)效果

（2）噴淋設(shè)施采用1個(gè)減速電機(jī)，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(shè)置1個(gè)擋板作為行程開關(guān)（見圖4）。當(dāng)自動(dòng)噴淋設(shè)施行走到另一端行程開關(guān)觸碰到擋板時(shí)，系統(tǒng)啟動(dòng)行走電機(jī)使養(yǎng)護(hù)設(shè)施自動(dòng)行走往返養(yǎng)護(hù)［5］。

（3）在養(yǎng)護(hù)臺位旁設(shè)置配電箱（見圖5），配備時(shí)間繼電器、接觸器、行程開關(guān)等重要構(gòu)件，通過時(shí)間繼電器控制噴淋設(shè)施的養(yǎng)護(hù)時(shí)間，設(shè)置養(yǎng)護(hù)時(shí)間參數(shù)為“養(yǎng)護(hù)10 min，停20 min”。噴淋設(shè)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(hù)。同時(shí)可根據(jù)天氣、溫度情況通過時(shí)間繼電器調(diào)整養(yǎng)護(hù)間隔時(shí)間［6-7］，確保夏季高溫天氣箱梁混凝土養(yǎng)護(hù)質(zhì)量。

圖3 減速電機(jī)、鏈條、鏈條

圖4 行程開關(guān)

圖5 養(yǎng)護(hù)臺位配電箱

（4）在自動(dòng)行走設(shè)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(shè)置2 排噴淋孔，噴淋孔采用錯(cuò)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(dá)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(dá)到完全濕潤狀態(tài)（見圖6）。

圖6 底腹板自動(dòng)噴淋養(yǎng)護(hù)

3.2 橋面蓄水養(yǎng)護(hù)

（1）將聚丙烯膠條安裝于橋面四周（見圖7），膠條安裝時(shí)間應(yīng)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(shí)橋面蓄水滲漏。

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

（4）蓄水時(shí)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(hù)

3.3 芯室噴霧保濕系統(tǒng)

（1）脫模前芯室采用蓄水養(yǎng)護(hù)：底板混凝土澆筑完成初凝1 h 后，對芯室底板進(jìn)行蓄水養(yǎng)護(hù)，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(hù)。

（2）芯室兩端制作封閉棚進(jìn)行封閉，避免噴霧過程中芯室濕度降低，要求兩端封閉嚴(yán)實(shí)，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(gè)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(hù)用水直接使用前期鋪設(shè)的主水管。在主水管上增設(shè)水泵，水泵使用鋼絲管直接連接到設(shè)備噴霧器，將水轉(zhuǎn)化為水霧對箱梁芯室進(jìn)行保濕養(yǎng)護(hù)，可在10 min內(nèi)使箱梁芯室濕度達(dá)到90%以上，滿足養(yǎng)護(hù)要求。

圖11 芯室噴霧保濕養(yǎng)護(hù)

3.4 梁端滴水保濕養(yǎng)護(hù)

（1）鋼絞線穿束完成后，使用鋼絞線保護(hù)套與封壓板對錨具和鋼絞線進(jìn)行防銹保護(hù)（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(jìn)行覆蓋，并對土工布進(jìn)行灑水濕潤。橋面設(shè)置1 個(gè)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(jìn)行連接。水箱供水采用增壓泵，打開水箱出水閥，對梁端面進(jìn)行滴水保濕養(yǎng)護(hù)（見圖13）。

3.5 供水系統(tǒng)

圖13 梁端滴水保濕養(yǎng)護(hù)

自動(dòng)噴淋設(shè)施采用循環(huán)用水的方式，將經(jīng)過噴淋的養(yǎng)護(hù)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(hù)，實(shí)現(xiàn)廢水再利用，做到既保護(hù)環(huán)境又節(jié)約用水的效果。設(shè)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(jìn)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(shè)施再次用于養(yǎng)護(hù)，達(dá)到更好的環(huán)保效果（見圖14）。

圖14 養(yǎng)護(hù)用水循環(huán)系統(tǒng)示意圖

4 效益分析

（1）與傳統(tǒng)養(yǎng)護(hù)方法相比，箱梁全方位自動(dòng)噴淋養(yǎng)護(hù)人工投入少。傳統(tǒng)養(yǎng)護(hù)方式每榀箱梁需配置1人進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，自動(dòng)噴淋養(yǎng)護(hù)僅需配置4 人即可完成15 榀箱梁的噴淋設(shè)施維護(hù)保養(yǎng)及養(yǎng)護(hù)措施的實(shí)施，按照同時(shí)養(yǎng)護(hù)15榀箱梁計(jì)算，平均每榀箱梁每天節(jié)約0.73 d。

（2）箱梁全方位自動(dòng)噴淋養(yǎng)護(hù)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(dòng)噴淋養(yǎng)護(hù)效果更好、效率更高，確保夏季混凝土養(yǎng)護(hù)質(zhì)量［8］。

（4）經(jīng)統(tǒng)計(jì)，采用自動(dòng)噴淋養(yǎng)護(hù)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(hù)質(zhì)量［9］。

5 結(jié)論與建議

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

（1）養(yǎng)護(hù)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(hù)，避免出現(xiàn)養(yǎng)護(hù)盲區(qū)；

（3）操作簡單，養(yǎng)護(hù)設(shè)施安裝、維修較為簡便；

（4）無須進(jìn)行日常人工輔助灑水養(yǎng)護(hù)，工作效率提高。

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