智慧梁场预制箱梁冬期养护新技术总结

智慧梁场预制箱梁冬期养护新技术总结

项武

南京交通工程有限公司 江苏省南京市210000

1前言

    十年以来，江苏省交通工程发展迅速；从2012年开始探索标准化工程、2014年全面推行标准、从2016年发起定义品质工程到2018年全面推广品质工程、到如今的交通强国、交通强省又相继推出了精细化施工年、“交通强省”重点工程劳动竞赛等活动；从上不难看出虽然时代在变迁；但交通工程始终围绕着科技创新在不断探索着；随着近年来液压模板、移动台座、智能养护设备的不断完成，使得桥梁工程在装配化、工厂化技术越发成熟；2020年开始江苏省开始推广智慧梁场，采用液压模板、移动台座来实现预制梁生产装配化；2020年公路桥涵施工技术规范修订了张拉强度要求（当弹性模量、强度达到设计强度80%或者养护时间不少于5d）可以进行预制箱梁张拉。给预制箱梁智慧生产提供了理论支撑。

2工艺特点

在传统蒸汽发生器+油布覆盖养护的基础，针对智慧梁场生产特点，将预制箱梁分为混凝土生产浇筑、拆模前、拆模后细化冬期施工养护措施；采用暖风机、棉被覆盖、泡沫胶、大型蒸汽发生器模拟试验养护的方式进行综合养护，使其满足智慧梁场运营效率要求。

3适用范围

适用范围，预制梁箱梁冬期施工养护，尤其对进度要求高的预制梁梁场。

   4工艺原理

利用蒸汽发生器加热拌合用水，采用温水拌合，使最终混凝土出机温度不小于15℃（规范要求不小于10℃），入模温度不小于10℃（规范要求不小于5℃）。

浇筑完毕、拆模前采用使用暖风机/蒸汽发生器+棉被对预制箱梁进行保温保湿养护，使其达到设计强度的40%满足外模拆除条件。

拆模后预制箱梁通过移动台座移动进入棚内养护，采用大型蒸汽发生器模拟试验室进行蒸汽养护，使其达到设计强度的90%满足张拉条件。

关键技术：拌合用水加热时间、拆模前养护时间、拆模后养护时间等参数精准控制、设备、燃料经济性选择。

5工艺流程及操作要点

5.1、工艺流程

图5-1  工法施工流程表

5.2操作要点

5.2.1施工准备：温度监测，冬期施工是指室外日平均气温连续5天低于5℃，或最低气温低于－3℃时所进行的施工。冬期施工的起止日期为：当冬天到来时，如连续五天的日平均气温稳定在5℃以下，则从5d的第一天为进入冬期施工的初日，当气温转暖时，最后一个5d的日平均气温稳定在5℃以上，则此5d的最后一天为冬期施工的终日（日平均气温是1d内2、8、14和20时等4次室外气温观测结果的平均值，这是在地面以上1.5m处，并远离热源的地方测得的）。当气温达到0℃现场箱梁预制从开始第一天6片，第二天8片调整为每天6片梁顺序生产。冬期施工来临前提前情况提前做好冬期材料准备（详见材料设备表）。

5.2.2拌合用水加热、混凝土生产：拌合用水建议抽取地下水，冬期地下水常规温度在8-10℃；混凝土浇筑前，采用24kw的施工前提前6-7小时进行水温加热，将10t水加热至25-30℃；浇筑过程中循环加入地下水持续加热水温能维持在22～26℃之间，搅拌时间由以往的100S，提升到120s；可以满足200m3混凝土6片梁，混凝土出机温度在14～18℃之间，到场入模温度度12-15℃，以确保浇筑时候混凝土的工作稳定性。（混凝土浇筑为常规流程，冬期常规6片预制箱梁浇筑时间中午12；00-19:30；此处不在阐述）

拌合用水自动监测设备

拌合用水自动监测设备

混凝土出料温度监测

5.2.3浇筑后拆模前加热养护：箱梁拆模前使用两端2台15kw暖风机或者1台24kw蒸汽发生器对预制箱梁进行保温保湿养护，顶面覆盖土工布+棉被养护，两端用油布封堵；针对外边梁翼缘板、端横梁、中隔梁加热养护薄弱环节采用加热电阻片张贴模板表面来保温，也可以采用泡沫胶填充模板外侧的简易方式保温，确保混凝土拆模时混凝土强度。如果采用暖风机进行养护，需要在养护过程中在端头0-3m处养护阶段补撒水1次，防止端头温度过高，送风局部高温道渣顶板出现干缩裂缝；暖风机温度设定在在30℃，实测可以满足预制箱梁混凝土内箱室温度在20-25℃；拆除内膜前每隔2小时记录预制梁内部、梁顶面温度变化（梁量端和中间处）、可以选择自动测温计监测。     

预制梁箱梁拆模前养护

5.2.4预制箱梁拆模控制

按照上述方式进行预制箱梁拆模前养护；冬季常规拆除内膜时间在9小时左右，监测混凝土强度达到设计强度的25%方可进行内膜拆除；拆除内膜然后继续开启暖风机进行养护，在浇筑完成14小时之后进行外模拆除。在拆除外模前对梁体进行温度测量，然后观察箱梁洞口，混凝土表面发白，达到设计强度40%，方可进行外模拆卸。

5.2.5预制箱梁棚内蒸汽养护

第一台蒸汽发生器常规每天早上6：30开始启动，在第一片梁进入棚内前进行预热。3t蒸汽发生设定为30度，当梁进入棚内，初始温度在15摄氏度左右，经过2小时的匀速升温、达到稳定温度30±5度进入恒温状态，期间保持卷帘门处于关闭状态。

第一台蒸汽发生器在晚上23:00进行关闭，帘门需要保持关闭状态，并让其进入自然降温状态，期间降温速度平均1小时/度，直至第二天5：00，仍能在20-22℃。通过第二养生棚移梁的间隙，以及2个棚子之间间距，在转移梁片时，监测温度几乎没有损耗。

当梁片进入第二棚时，蒸汽发生器可以占时不持续加热，利用上午时间工人进行凿毛，清理张拉槽口，为后续做准备；此时棚内温度在20度上下，期间对梁体进行回弹检查，强度如下图所示。所有工作完毕后，下午2:00进行蒸汽发生器开启，第二台蒸汽发生器温度设定为25度，保养至晚上20:00停止。

通过观察第二养护棚一昼夜的变化，至早上6：00开门前温度在基本稳定在14-16度，监测预制梁箱梁达到设计强度90%，然后移梁，穿钢绞线。

总计棚内蒸汽加热养护时长23小时，使用生物燃料约2.8t；通过出棚前回弹强度平均46MPa，同条件随梁试块强度4d～5d龄期在45～50Mpa之间，7d龄期基本达到52～55Mpa左右。穿束区回弹强度（3d～4d龄期）44～58Mpa之间。

                       棚内蒸汽养护

棚底采用砂袋封堵底口减少热量损失

                  蒸汽养护、标准养护对比表

5.2.6冬期施工张拉压浆控制

预应力张拉预应力钢绞线时的温度低于-5℃不施工；利于白天回温阶段进行张拉；预应力管道压浆：选择白天气温超过5℃时压浆，低于5℃不施工，压浆用水低于10℃时使用加热棒加热至不小于20℃再进行压浆料料拌合。

现场在南北两个压浆区域各设置1个5吨水桶，根据温度变化情况，现场压浆时间调整在上午9:00-下午14:00进行。并在压浆前用加热棒对水桶水进行加热至20-30度，并用其进行压浆料搅拌。

5.2.7蒸汽养护设备操作要点

1、启动开机：要先确保燃烧室里有生物颗粒料，生物颗粒料要确保覆盖点火器。

2、点火启动要确保水位是高水位，点火时要停止自动上料开关，等到燃烧室完全燃烧大火时在启动自动上料开关。

3、等到蒸汽压力达到4公斤的时候，在开启控制系统需要启动的养护蓬，

4、蒸汽发生器在运行中要确保水罐要有充足的水，上料箱要有充足的生物颗粒燃料。

5、停机时也是最关键的，停机时只需要按一下关机键，屏幕上会出现待机状态不能断电，待机状态只会让引风机启动工作时间6分钟，引风机工作的原因主要是不要让燃烧室里的火产生回火，如果产生回火会把燃烧室上方的料点燃产生危险一定要注意。等到燃烧室火完全息灭在断掉电源开关。

6、烟筒除尘设备使用三天后，需要把里面的水放掉，把里面沉淀的灰尘清理出来，在上里面添加干净的水源，能达到完善的除尘和息灭烟筒里的火星。

7、蒸汽发生器需要设置独立二级箱控制，防止串联，其他设备跳闸，导致设备停运、突然回火燃料、发生异响。本次蒸汽发生器专门设计了自动上料装置，减少夜间不停上料的麻烦。

蒸汽发生器自动上料装置

3t蒸汽发生器

6材料与设备（举例1.6m高、长度30m预制梁箱梁）

7质量控制

   注意过程中拌合水温、拆模前后强度检测，达到规定要求后方能拆模，注重横梁、翼缘板等薄弱位置养护工作，可以采用泡沫胶填充模板保温；

其次采用暖风机进行拆模前养护，尤其注重端头夜间补充洒水处理，确保端头局部不会因为局部高温产生干缩裂缝。

8安全措施

8.1制定切实可行的安全生产技术措施，加强工程施工安全技术管理，合理安排工序进度及关键工序的作业循环，统一指挥，及时解决生产进度与施工安全的矛盾。

8.2做好人员交底，登记教育，合理分工，统一指挥起吊，按照方案、设备使用说明规范施工、正确操作。

8.3做好冬期施工拌合楼、蒸汽发生器、暖风机、张拉压浆等设备的登记检查报备，按计划落实保养检查，严禁设备带病作业。

8.4严格按照冬期施工专项方案做冬期施工安全防护工作。

8.5注重蒸汽发生器需要设置独立二级箱控制，防止串联，其他设备跳闸，导致设备停运、突然回火燃料、发生异响。

9环保措施

   施工设备选用低噪音设备、采用国六标准，燃料采用环保生物燃料，施工完毕及时场地进行清理恢复。

10效益分析

表10-1两种预制箱梁工艺常规时段施工工艺流水作业对比

表10-2两种预制箱梁工艺冬期施工工艺流水作业对比

相对常规季节施工，冬期施工每天平均6片梁蒸汽养护，消耗燃料2.8t；燃料1220元/t（如果采用电气加热2台3t蒸汽发生器需要用电18400度，约11592元）；暖风机电量1650度；不含税用电0.63元/度；三场6片梁、每片按3计算，加热材料成本在20.6元/方。

采用上述方式进行预制箱梁冬期混凝土浇筑、混凝土蒸汽养护，可以保证从模板安装到预制梁拆模移除工位在24小时内完成、5天张拉的质量要求，有效维持8条生产线冬期施工平均每天6片梁的生产工效；避免窝工，确保质量的同时，又保证了施工进度、采用机械化自动上料设计降低费用同时、降低了夜间施工安全风险。