廖盛榮 劉孫文

（1.中交路橋建設(shè)有限公司，北京 101100；2.中交路橋華南工程有限公司，廣東 中山 528400）

0 引言

隨著我國公路建設(shè)的快速發(fā)展，工程中對施工的進度、質(zhì)量及成本控制的要求越來越高。在山區(qū)高速公路建設(shè)中，橋梁占比通常高達(dá)60%以上，但預(yù)制梁場的占地面積通常受到嚴(yán)格控制，以減小對周圍環(huán)境的破壞，并降低工程造價。因此，預(yù)制梁的快速高效生產(chǎn)成為工程順利開展的關(guān)鍵。

在廣西巴田高速2標(biāo)預(yù)制T梁高效生產(chǎn)項目中，為了有效提升預(yù)制T梁的施工質(zhì)量和施工進度，采用了一種智能溫控蒸汽養(yǎng)護技術(shù)用于預(yù)制T梁的制造。本文就該應(yīng)用進行總結(jié)。

1 工程概況

廣西巴田高速2標(biāo)智慧梁場，位于K41+109～K41+600主線路基上，占地面積21畝，梁場采用最先進的橋梁自動化生產(chǎn)線，分為鋼筋制作加工、綁扎區(qū)、T梁預(yù)制區(qū)、全自動溫控蒸養(yǎng)區(qū)、數(shù)控張拉壓漿區(qū)、存梁區(qū)等六大區(qū)域，此梁場承擔(dān)了1090片30m 預(yù)制T梁的生產(chǎn)。傳統(tǒng)的預(yù)制T梁生產(chǎn)線通常需要7d左右的時間完成預(yù)制T梁的澆筑、養(yǎng)護及預(yù)應(yīng)力張拉[1]。基于信息化的新技術(shù)能有效地提高工程質(zhì)量和進度，該項目采用智能溫控蒸汽養(yǎng)護T梁生產(chǎn)線，每條生產(chǎn)線集鋼筋綁扎、澆筑、蒸養(yǎng)、預(yù)應(yīng)力張拉為一體，能每天生產(chǎn)1片梁，施工效率高，能極大地節(jié)約施工工期，保證施工質(zhì)量。

2 智能溫控蒸汽養(yǎng)護目的及控制要點

2.1 蒸養(yǎng)目的

預(yù)制T梁的批量化高效生產(chǎn)中，首先要保證梁體的早期強度及彈性模量，通?；炷翉姸冗_(dá)到設(shè)計強度的80%以上時即可施加預(yù)應(yīng)力，完成預(yù)制梁的制作[2]。智能蒸汽養(yǎng)護通過提升養(yǎng)護溫度和濕度，加速水泥的水化，促進早期混凝土強度及彈性模量的快速提高[3]。

其次，預(yù)制梁裂縫的控制是高質(zhì)量生產(chǎn)的關(guān)鍵。預(yù)制T梁截面和體積較大，屬于大體積混凝土澆筑。在混凝土澆筑過程中[4]，傳統(tǒng)養(yǎng)護可能造成梁體內(nèi)外溫差相對較大，容易產(chǎn)生溫度裂縫。溫控蒸汽養(yǎng)護技術(shù)能合理均衡梁體內(nèi)外溫差的要求，保證其制梁過程中梁體與外界氣候的適應(yīng)性，避免干縮裂縫以及氣候突變而產(chǎn)生裂縫[5]。

2.2 蒸養(yǎng)控制要點

（1）合理的溫度養(yǎng)護制度?；诤侠淼臏囟葌鞲醒b置及數(shù)據(jù)傳輸，實現(xiàn)溫度的升溫、恒溫及降溫控制，該工程中嚴(yán)格控制升溫和降溫速度小于10℃∕h，恒溫溫度為50℃。

（2）預(yù)制T梁內(nèi)外溫度控制。預(yù)制T梁截面和體積較大，其養(yǎng)護過程中的內(nèi)外溫差是養(yǎng)護過程中裂縫控制的關(guān)鍵[6]，該工程通過在預(yù)制T梁內(nèi)外布設(shè)溫度傳感裝置，實施監(jiān)控預(yù)制T梁內(nèi)外溫差，保證內(nèi)外溫差小于15℃。

（3）強度實時監(jiān)控。受到混凝土材料批次的影響，在蒸汽養(yǎng)護室中放置同樣的標(biāo)準(zhǔn)混凝土試件，通過測試試件強度和T梁的回彈測試結(jié)果，反饋蒸養(yǎng)混凝土強度，并實施調(diào)整蒸養(yǎng)時間。

3 智能溫控蒸汽養(yǎng)護系統(tǒng)設(shè)計

傳統(tǒng)預(yù)制梁制備過程中受現(xiàn)場條件的制約，混凝土養(yǎng)護條件不可控，致使產(chǎn)品質(zhì)量問題頻發(fā)[7]。而且傳統(tǒng)預(yù)制梁采用自然噴淋養(yǎng)生，其養(yǎng)護齡期一般需7d才能滿足設(shè)計張拉要求，養(yǎng)護時間占整體制梁時間的2∕3以上，制梁周期較長，不利于大規(guī)模預(yù)制[8]。針對傳統(tǒng)預(yù)制梁制備過程中的不足，對智能溫控蒸汽養(yǎng)護系統(tǒng)進行設(shè)計，該系統(tǒng)由蒸養(yǎng)室和智能蒸養(yǎng)控制兩部分組成。

3.1 蒸養(yǎng)室

梁場共布置5 條生產(chǎn)線，每條生產(chǎn)線包含2 個蒸養(yǎng)室，見圖1所示。養(yǎng)護室整體設(shè)計為框架，采用輕型鋼結(jié)構(gòu)和內(nèi)部布置保溫棉的設(shè)計，室內(nèi)設(shè)有蒸汽發(fā)生器、溫度測試儀、壓力表、液壓門等設(shè)備，設(shè)備數(shù)據(jù)實時反饋給中央控制室。通過對預(yù)制T梁溫度實時監(jiān)控和數(shù)據(jù)反饋，中央控制室通過控制蒸汽發(fā)生器釋放蒸汽的溫度和時間，實現(xiàn)對預(yù)制T梁體的智能養(yǎng)護。

圖1 蒸養(yǎng)室現(xiàn)場圖

3.2 智能蒸養(yǎng)控制系統(tǒng)

梁場智能蒸養(yǎng)控制系統(tǒng)[7]流程由中央控制室進行實時控制，如圖2所示。分站對應(yīng)相應(yīng)的蒸養(yǎng)室，通過控制溫濕度變速器，并對蒸養(yǎng)參數(shù)進行實時反饋分析，實現(xiàn)預(yù)制T梁智能蒸養(yǎng)。相較于傳統(tǒng)的蒸養(yǎng)裝置，智能蒸養(yǎng)控制系統(tǒng)具有可視化、信息化及智能化特點。系統(tǒng)通過對程序命令中設(shè)置好的溫度和濕度曲線實時監(jiān)控，可以根據(jù)養(yǎng)護參數(shù)的實時反饋，對室內(nèi)蒸汽或噴水的量進行合理調(diào)控。

圖2 智能蒸養(yǎng)控制系統(tǒng)流程圖

智能蒸養(yǎng)控制系統(tǒng)的特點在于對蒸汽發(fā)生裝置與溫濕度測試裝置進行信息化改造，實現(xiàn)蒸養(yǎng)參數(shù)的信息化控制，進而達(dá)到實時監(jiān)控養(yǎng)護室參數(shù)，實現(xiàn)快速、精準(zhǔn)的養(yǎng)護參數(shù)控制，提高了預(yù)制T梁蒸養(yǎng)質(zhì)量和效率，提高模板周轉(zhuǎn)效率，減少梁場占地規(guī)模，產(chǎn)生良好的社會經(jīng)濟效益。

4 智能溫控蒸汽養(yǎng)護技術(shù)

智能溫控蒸汽養(yǎng)護技術(shù)主要由移梁、一期蒸汽養(yǎng)護、二期蒸汽養(yǎng)護、張拉壓漿等工序組成，見表1所示。智能溫控蒸汽養(yǎng)護中各個工序進行合理分工，每條生產(chǎn)線實現(xiàn)一天生產(chǎn)1片T梁的預(yù)制目標(biāo)。此外，各個工序中要進行相應(yīng)的蒸汽養(yǎng)護質(zhì)量控制措施，保證梁體的質(zhì)量要求。

表1 智能溫控蒸汽養(yǎng)護工序及時間

（1）預(yù)制T梁在移動臺車上澆筑，在移梁至蒸養(yǎng)室工序中，首先檢測混凝土的拆模強度，保證拆模強度達(dá)到15MPa。移梁在梁場設(shè)置的移動臺車上進行，最重要的是控制搬移過程速度及臺車運移過程中的平穩(wěn)性，避免運移過程中對梁體的損傷。

（2）根據(jù)蒸汽養(yǎng)護規(guī)范以及現(xiàn)場要求，預(yù)制混凝土T梁的蒸汽養(yǎng)護可以分為四個階段：靜停、升溫、恒溫和降溫，四個階段一方面可以保證蒸養(yǎng)強度達(dá)到預(yù)期強度，另外由于受到施工及外界溫度的影響，可以通過調(diào)整四階段的時間，保證生產(chǎn)線每天生產(chǎn)一片張拉好的預(yù)制T梁。靜停階段中，預(yù)制T梁移入到蒸養(yǎng)室內(nèi)，期間檢查設(shè)備運轉(zhuǎn)情況，并放入同養(yǎng)試塊；升溫階段要控制升溫速度，以平緩的速度進行升溫，建議在10℃∕h之內(nèi)，升溫時間控制在3h左右。恒溫階段是預(yù)制T梁進行凝結(jié)硬化的關(guān)鍵階段，在此階段中，要控制預(yù)制T梁的表層和梁內(nèi)溫差，建議該階段時間為24h。

（3）二期蒸汽養(yǎng)護，主要是保證養(yǎng)護強度達(dá)到預(yù)制T梁的強度要求，即大于設(shè)計強度的80%，二期蒸汽養(yǎng)護的時間可以根據(jù)外界溫度和材料特性做實時調(diào)整，但是一般小于24h，這樣可以有效保證生產(chǎn)線一天預(yù)制一片梁的要求。在蒸養(yǎng)結(jié)束前進入降溫階段，降溫的速度也不宜太快，建議在10℃∕h之內(nèi)，整個階段的時間可以適度放長一點，有利于保證預(yù)制T梁的質(zhì)量。

（4）在張拉壓漿時，先測試同養(yǎng)試件的強度和預(yù)制T梁的回彈值，保證強度達(dá)到張拉強度要求。在低溫或是炎熱季節(jié)將預(yù)制T梁搬移出養(yǎng)護室后，要對當(dāng)?shù)靥鞖庾兓龊锰崆邦A(yù)測，如果當(dāng)?shù)貧鉁匕l(fā)生極端變化，要及時做好梁體的保溫、保濕措施，保證預(yù)制T梁的生產(chǎn)質(zhì)量。

在完成智能溫控蒸汽養(yǎng)護技術(shù)各工序后，將梁放入存梁區(qū)，采用一種自然灑水保濕的養(yǎng)護，進一步保證預(yù)制T梁的生產(chǎn)質(zhì)量。

5 結(jié)束語

廣西巴田高速2標(biāo)智慧梁場對智能溫控蒸汽養(yǎng)護技術(shù)的實踐，取得與目標(biāo)相符合的效果，主要效果和結(jié)論如下：

（1）提出了智能蒸養(yǎng)的控制要點，工程中嚴(yán)格控制升溫和降溫速度小于10℃∕h，恒溫溫度為50℃。實施監(jiān)控預(yù)制T梁內(nèi)外溫差，保證內(nèi)外溫差小于15℃。通過反饋蒸養(yǎng)混凝土強度，可在二期蒸汽養(yǎng)護中實施調(diào)整蒸養(yǎng)時間。

（2）相較于傳統(tǒng)的梁場蒸養(yǎng)技術(shù)，智能溫控蒸汽養(yǎng)護技術(shù)提高了梁場中預(yù)制T梁的蒸養(yǎng)效率，實現(xiàn)了一天1片梁的生產(chǎn)目標(biāo)，從而加快了工程進度，并提升了預(yù)制T梁的質(zhì)量。

（3）現(xiàn)場應(yīng)用表明，智能溫控蒸汽養(yǎng)護技術(shù)對縮短工期、節(jié)約人工、確保施工質(zhì)量具有顯著成效，同時加快模板周轉(zhuǎn)速度，提高了生產(chǎn)效率，具有很好的應(yīng)用前景。