高速铁路客运专线预制箱梁蒸汽养护施工技术
摘要：蒸汽养护是高速铁路客运专线大体积箱梁冬季施工的关键环节。以哈大(哈尔滨一大连)客运专线大连土城子梁场277片预制箱梁施工为例，介绍混凝土箱梁冬季蒸汽养护方案、养护系统设备配置、养护剂使用注意事项等，为客运专线铁路桥梁的施工积累经验．
关键词：高速铁路 客运专线 大体积箱梁 蒸汽养护
1 前言
高速铁路客运专线预制箱梁设计标号为C50以上，由于掺入了粉煤灰、矿碴粉等超细粉料，早期和后期强度上升很快，但随之也带来芯部混凝土水化热温度高、内部和表面温差大等问题。《客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件》中规定：混凝土芯部温度不宜超过6O℃，个别最大不得超过65℃：梁体养护期间及撤除保温设施时，应采取措施保证梁体混凝土芯部与表层、表层与环境温差不应超过15℃。对于客专箱梁这种尺寸较为单薄的结构，为最大限度的减少温度应力对梁
体的破坏作用，对养护方案进行周密安排无疑是必要的。
以下是对哈大客专大连土城子制梁场的一些经验和做法的总结，以供交流和参考。
2 箱梁混凝土养护方案
2．1高温、高湿度季节养护方案
2．1．1顶板及底板表面的养护
在顶板砼浇筑过程中，提浆整平机作业完成后，即应对暴露在自然环境中的底板和顶板砼开始自然养护，为防止早期砼湿水过快产生收缩裂缝，应在砼初凝前进行第一次抹面，待砼表面水分减少可以定型时进行第二次抹面收光，及时覆盖塑料薄膜，并覆盖土工布洒水养生(因砼表面温度较高，洒水水温应在15℃-30℃为宜)。在大风、阳光炙热或雨天可以覆盖养护罩遮挡，但要及时跟进，做到收面与覆盖基本同步。在养护罩内安装喷水设施，对顶板混凝土进行喷水养护，保证砼养护湿度，同时可防止砼表面产生收缩裂缝。
2．1．2制梁台座上的养护
箱梁在制梁台座上顶板、底板表面的养护以土工布覆盖、喷水、养护罩保温等常规养护手段为主。梁体砼强度和弹性模量达到设计值的6O％时，拆除内模、端模，箱梁内腔和梁端的养护必须紧跟，做到拆除一段、养护一段，养护过程中派专人值班检查。
2．1．3存梁台座上的养护
箱梁在存梁台座上的养护主要指底板和腹板的外表面，在箱梁移出制梁台座后，喷涂养护剂或洒水养护，必须作到及时跟进、喷涂充分。
2．1．4夏季低温蒸汽养护
夏季温湿度均较大，在正常养护阶段可不用蒸养，但在拆模前为保证梁体芯部与表面、表面与环境温差不大于15℃，亦应用蒸养控制温差、低温养护，具体做法是通过调整蒸养设备的通气量利工作压力，调整蒸养温度至梁体芯部与环境温度的平均值，保证温差不超
限。
2．2低温、干燥季节养护方案
在冬季或春初、深秋季节等低温、干燥环境下为加快制梁进度缩短工期采用蒸汽养护方案(具体工艺见第3节 )。
3 蒸汽养护工艺
梁体混凝土蒸气养护分静停、升温、恒温、降温四个阶段，静停期间应保持棚内温度不低于5℃，灌注完4 h后开始升温，恒温时蒸汽温度不超过45℃，梁体芯部混凝土温度不超过60℃，降温速度8～l0℃／h。蒸养期间及撤除保温设施时，梁体混凝土芯部与表层、表层与环境温差不超过15℃ ，蒸汽养护的总时间为36~48 h(见表1)。
表1 各阶段温度控制要求表
在升温和降温阶段，每隔半小时，观测一次温度。恒温阶段，每小时测量一次，并作好记录，根据实测温度确定蒸汽放入量，以调： 蒸养温度，防止混凝土表面开裂。蒸汽养护每小时进行一次记录。冬季蒸汽养护结束后，立即喷涂养护剂(两遍)。拆完模后应注意对顶板的养护，特别是端边墙比较薄弱，拆完模后应立即将其覆盖，以防风吹干裂。
4 蒸汽养护系统
蒸养系统由供热、通风、养护罩及温控四大部分组成，见图1。
4．1供热系统
4．1．1蒸汽锅炉
按照土城子制梁场5个制梁台座的生产能力(土城子制梁场最大生产能力1.2孔／天)，经过热： 计算需设置2台2 t／h的卧式蒸汽锅炉。
图1 蒸养系统示意图
4．1．2蒸养管道
(1)管道布置示意图
为保证整个梁的养生区间均匀的充满蒸汽，管道布置，如图2。
图2 蒸养管道布置图
(2)管道配置方式
蒸汽主管从锅炉传至养护室，主蒸汽管上设置着压力调节阀、节流阀、调节蒸汽流量的电动操作机械调节器，并装备截止阀作为总的开关阀：各副管为不锈钢钢管，每隔一定间距设有一直径为2～3 mm的蒸汽喷孔，配置时将副管纵向平行放置于顶板上方、底板下方、腹板两侧以及箱梁腔内，以同时养护混凝士制品。各副管在安装时与混凝十面的距离应为30 cm。为及时将冷凝的水汽排出以提高流速，在各副管的末端设置流通口，亦可避免冷凝水同流的影响；喷孔的确定，为使各蒸汽管中的蒸汽均匀地喷至养护室，必须在各蒸养管上每隔一定的间距制一定人小的喷孔。蒸养管上喷孔布置方案如下：前三分之二管段每隔25 mm打制一对直径为2 mm的梅花形喷孔，后三分之一管段每隔20 mm打制一对同样的喷孑L。这主要是考虑到蒸汽沿管道输送过程中会有压力降低和温度降低，管道末端
的温度较起始端的温度要低，因此喷孔的布置后端较前端的间距要小些。两喷孔的夹角为120。，以防蒸汽直接喷剑混凝十或钢模表面上。
(3)管道型号
DN80 mm主蒸汽管2根、DN80 mm的立管4根、DN80 mm的立管2根、DN60 mm的蒸汽支管4根、DN40 mm的蒸养管24根，其中4根布置在地沟里，箱梁腔内布置4根，腹板两侧各布置4根，顶板布置8根。每两根蒸汽管为一组相向布置，且轴线一致。(4)配设蒸汽管注意事项在混凝 浇注完成后蒸汽养生开始前，应将蒸汽主、削管搭接完成，以使蒸汽能仃效均匀的分布于养生区域，配置时应注意以下儿点：蒸汽应尽量避免直接喷射混凝土，以防蒸汽温度过高造成梁的局部温升过快，造成不良的养生效果；管线应撑离混凝土面，以防管线温升过高造成不良的养生结果；注意是否有漏汽的不良管线，管线漏汽会造成过多的热量损失，影响养生质量；检查管线与管线的结合是否紧密，以避免在养生过程中发生脱落的情形。
4．2温控系统
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幽3 32 m箱梁跨中截面温度传感器布设位置
图4 32 m箱粱端部截面温度传感器布设位置
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图5 养护棚内及梁体箱内温度传感器布设位置
在混凝土箱梁蒸汽养护过程中，不论是在升温和降温阶段还是在恒温阶段对箱梁温度的检测和调节则是温度自动控制的关键环节。温度的检测主要是针对养护罩内蒸汽和空气的混合物的温度的测量，需要在箱梁的适当位置布置相应的温度传感器；温度的调节主要是对锅炉蒸汽出口的阀门进行精确和及时的控制；同时控制系统还设计有养护罩内温度的实时显示、初始参数的设置(包括升温和降温分段控制的参数设置)及安全报警等功能。
4．3箱梁温控方案
混凝土水化热温度测试方案及测点布置，为全面研究郑西客运专线32 m箱梁混凝土水化热温度发展规律，及时准确地为32 m箱梁的养护利模板拆除时间提供数据依据，我场对前2片试验梁作温度监控、分析数据，然后再指导现场施工 。浇筑梁体砼前，试验梁分别于跨中截面及端部截面埋设温度传感器32个(见图3、 4)，同时于养护棚内及箱梁体内布设温度传感器3个(见 5)，此外在养护棚外布置2个温度测点测试大气环境温度。通过有线传输至中控采集器进行数据统计和分析。整个蒸养养护过程采用多点全自动报警测温仪分别对梁体芯部、表层、环境温度进行监控。
5 养护剂使用及注意事项
《客运专线预应力混凝十预制梁暂行技术条件》中规定：当环境温度低于5℃时，预制梁表面宜喷涂养护剂，采取保温措施且禁止对混凝土洒水。根据土城子梁场经验，在冬季施施工中选用质量优良的养护剂效果良好。
5．1养护剂使用方法
喷涂或刷涂均可，用简易喷浆泵(农药喷雾器等)可喷涂，最好用压力较大的涂料泵喷涂。至少喷涂两遍，至表面均匀为止，应正确掌握喷涂时间，混凝土浇筑后即初凝时喷涂第一遍，待基本成膜后(夏季约20 min，冬季约1 h)，再在垂直方向喷涂第二遍。如喷涂过早，影响成膜，如喷涂不及时，混凝土易出现裂缝(尤其是干热季节 )；无模板部位在混凝土初凝、表面硬化后就应使用养护剂，有模板部位在拆模后应立即使用养护剂；冬季施工环境恶劣，养护剂喷涂宜在自制的养护罩内进行，且应紧跟拆模作业，分段随拆随喷。
5．2养护剂使用注意事项
使用时不可在包装中带入杂物，否则影响产品的储存稳定性；喷涂过 温度不得低于5℃，喷涂应尽量均匀不得漏喷；养护剂喷涂后未成膜前，如遇雨淋应重新喷涂。
6 结语
蒸汽养护是客专大体积箱梁冬季施工中关键的一个环节，直接关系到梁体的质量和施工进度，通过对哈大客专土城子制梁场277片预制箱梁的施中总结了上述箱梁混凝十养护方案、蒸养设备的配置、养护剂的使用注意事项，为今后客专铁路桥梁的施工积累了经验。
