智能自動噴淋養護技術在預應力混凝土懸臂澆筑連續梁施工中的應用

于廣志

摘要： 為滿足預應力混凝土連續箱梁養護需求，本文基于智能化開發噴淋系統，對預應力混凝土連續梁進行全方位噴水養護，摒棄了傳統人工灑水養生及滴灌養生，保證了連續梁施工質量及強度發展，為后續工序提供了保障。

Abstract： In order to meet the maintenance requirement of prestressed concrete continuous box girder， this paper， based on the intelligent development spray system， carries out all directional water spray maintenance to the prestressed concrete continuous beam， abandons the traditional artificial sprinkler health and drip irrigation， ensures the construction quality and strength development of continuous beam， and provides the guarantee for the subsequent process.

關鍵詞： 智能；噴淋系統；連續梁

Key words： intelligent；sprinkler system；continuous beam

中圖分類號：U445.57 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）21-0137-02

0 引言

預應力混凝土懸臂澆筑連續梁（后簡稱連續梁）混凝土在強度發展的過程中，對溫度濕度的變化非常敏感，如果養護工作不當或不及時，混凝土表面水分散失太快，箱梁表面就會產生裂縫。從理論上來說，混凝土拌和中80%的水是要在其水化熱過程中揮發掉，只有20%是水泥硬化所必需的，當這80%水分慢慢揮發的同時，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%，因而在混凝土內部經常存在著引起干縮裂縫的應力狀態，而一般混凝土的抗拉強度只為整體抗壓強度的1/6-1/7。如果在水化熱的過程中，水分蒸發過快，這種干縮應力超過混凝土的抗拉強度時，便會產生干縮裂縫，同時混凝土內部水分蒸發過快過早，導致混凝土后期水化過程中缺水，也會影響其強度的形成。混凝土裂縫的產生將直接影響到箱梁混凝土的強度和耐久性，甚至危及到橋梁結構的安全。因此，筑連續梁混凝土在凝固養護期間，必須規范混凝土的養生工藝，以確保砼構件的質量，防止混凝土開裂。

1 工程概況

太焦鐵路項目7標位于山西省潞城市范圍內，是山西省重點工程的一部分，連續梁施工強度發展既是本身質量的要求，又是保證預應力張拉的前提條件。本地區夏季多風少雨炎熱，連續梁養護就成為了重中之重。

2 智能噴淋總體設計

智能噴淋采用自動計時和送水，對連續梁的腹板、底板、翼板外側的養護效果，連續梁箱室內采用全自動搖擺噴頭灑水養護，能夠做到全天候全覆蓋養護，保證每天連續梁的養護頻率，有效減緩混凝土水化熱造成的水分揮發，減緩混凝土的水化熱，提高混凝土的早期強度。

3 智能噴淋設計及工作原理

3.1 智能噴淋設計

連續梁養護系統包括智能控制面板、噴淋系統、儲水箱及自動加水系統等組成，實現混凝土表面噴淋養護的目的，箱內采用全自動搖擺噴頭灑水養生。連續梁養護系統主要是結合連續梁構造及地理位置等特點，通過自動控制系統以及管道加長，實現單套噴淋設備跟隨梁體節段對梁頂板、腹板及底板的全方位養護。同時可根據不同的季節、大氣濕度、陽光直射、風力等情況，通過手動控制器或者遙控開關設置噴淋模式、噴淋間隔時間、加水時間等參數，真正實現節能環保的目的，進一步提高了養護質量和效率，解決了人工灑水養護和一般噴淋養護系統用水量過多或不足以及養護效率低等問題。整套系統由PLC電路控制、噴灑、供水三大部分組成，整個系統噴灑養護過程中的每個環節控制全部由一臺PLC進行控制，可實現全自動化智能養護。箱內在后期根據濕度增加感應系統。感應系統主要是實時監測箱內混凝土表面的濕潤程度，然后把信息反饋給灑水設備。灑水設備根據反饋的信息以及人工輸入的控制標準自動向箱內灑水，實現箱內的自動養護的目的。

3.2 智能噴淋安裝

在連續梁2#塊施工完成后，安裝自動噴淋設備。首先安裝智能控制箱及控制系統開關，在橋下安裝儲水罐（一般15m3），水箱內安裝一臺7.5kW以上的增壓泵，與智能控制平臺連接；然后在箱梁外側安裝噴淋設備類似梁體形狀的鍍鋅管道，在鍍鋅管道上每隔40cm，安設一個銅質噴頭，噴頭內部構造是兩個交叉水眼，表面用一個單眼銅片覆蓋；噴頭一部分朝箱梁腹板方向上仰45°角，一部分垂直翼板方向，確保供水過程中整個外側混凝土全部被水霧包裹。為保證就近供水及方便用水循環，在連續梁施工區域安裝自來水管道，與儲水箱連接，保證養護水源供應；在梁面防撞墻與A/B墻之間安裝濕度感應器、數據傳導線及行走小車軌道，以便小車能帶動養護系統循環行走灑水養護。自動噴淋系統因考慮連續梁梁端同時養生，為保證每個梁體水管的水壓力，盡量使梁端節段養生時間錯開，現場試驗證明，腹板全部濕潤后可以保水15min，這樣就為其他梁體節段提供養生間隔時間。每道水管端安設一個小型時間斷電器，按時間供水，既節省了勞動力又保證了整個箱梁的均勻供水，在一個養生期內整個箱梁混凝土表面總是保持濕潤。

3.3 自動噴淋養工作原理

每澆筑一節段后，對送水管道進行接長，確保接長后小車能滿足梁體養護需求。利用智能控制系統，設置噴淋模式、噴淋間隔時間、濕度等等參數，也可通過手持自動遙控器進行操作。智能噴淋控制系統啟動后，濕度感應器感應器根據梁面濕度傳導數據，系統啟動自動運行噴淋系統，水泵開始向向箱梁腹板、頂板和底板霧化噴水，將梁表面噴濕養護。行走小車在軌道上開始行走，將在養護期內連續梁全部噴灑潤濕，達到連續梁全方位養護。噴淋系統噴灑一般3min后碰觸啟停開關，停止運行，也可根據需養護梁段長度計算出小車行走時間確定自動啟停時間。

4 結束語

①連續梁智能自動噴淋養護系統能全方位對連續梁混凝土進行養護，能夠有效解決傳統人工水養或滴灌養生導致的頂板灑水缺失、養護不及時及箱內箱外難養護等問題，在很大程度上提升了箱梁養護質量，有效抑制了連續梁在養護期間產生干縮裂縫。②預應力混凝土懸臂澆筑連續梁智能自動噴淋養護系統，可進一步進行改進，可延伸到客運專線T梁、現澆梁和大體積墩身混凝土施工中，其優越性能將會在以后橋梁施工中發揮更為積極的作用，可以給類似的工程中提供參考經驗。

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