【摘要】京新高速WYTJ-2標地處新疆維哈密地區(qū)，標段沿線均為隔壁荒漠區(qū)域，降水量少，蒸發(fā)量大，水資源嚴重匱乏，混凝土箱梁養(yǎng)護常見方法需水量及蒸發(fā)量大，浪費嚴重，并且箱梁砼在硬化的過程中，對溫度濕度的變化非常敏感，如果養(yǎng)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，影響梁體質量。為節(jié)約用水，保護環(huán)境，本文探討了戈壁干旱地區(qū)箱梁養(yǎng)護施工技術，通過建立養(yǎng)護棚，棚內設計循環(huán)管道噴淋蒸養(yǎng)系統(tǒng)，對預制梁體進行養(yǎng)護，從而達到節(jié)水目的，提高綠色施工技術水平，降低工程成本。

【關鍵詞】戈壁干旱地區(qū);箱梁養(yǎng)護;施工技術

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2022.09.048

引言：

混凝土拌和中80%的水是要在其水化熱過程中揮發(fā)掉，只有20%是水泥硬化所必需的，當這80%水分慢慢揮發(fā)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(tài)，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(fā)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(fā)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。其混凝土裂縫的產生這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，箱梁混凝土在凝固養(yǎng)護期間，必須規(guī)范混凝土的養(yǎng)生工藝，以確保砼構件的質量，防止混凝土開裂，對養(yǎng)護工藝提出較高的要求。

1、工程概況及特點

1.1工程概況

京新高速WYTJ-2標線路總長79km，其中大橋290.48m/4座、中橋306.16m/5座、小橋1389m/62座、橋梁共計1985.64延米/71座;預制梁板1192片;預制數(shù)量大，且品種型號較多，給施工養(yǎng)護帶來極大的困難。

項目地處新疆維吾爾自治區(qū)哈密市伊吾縣下馬崖鄉(xiāng)，主要地理形式為戈壁與荒灘。該地區(qū)常年風沙肆虐，最大風速達到每秒20米，常年刮風。日照時間長，冬季寒冷，夏季炎熱，空氣干燥，晝夜溫差大，冰凍期長，降雨量小，蒸發(fā)量大，極端最高氣溫43.5℃，極端最低氣溫-33.9℃;年平均氣溫3.6℃;年均降水量39.1mm，年蒸發(fā)量2800mm，長年干燥少雨，惡劣的自然環(huán)境使混凝土很容易產生開裂，成為施工過程質量控制的重中之重。

1.2主要工程特點

（1）線路長，橋涵多，預制梁體數(shù)量較多。

京新高速WYTJ-2標線路總長79km，其中大橋290.48m/4座、中橋306.16m/5座、小橋1389m/62座、橋梁共計1985.64延米/71座;預制梁板1192片;預制數(shù)量大，且品種型號較多，保證預制梁體施工及養(yǎng)護質量，防止裂縫產生成為橋涵施工重難點之一。

（2）大風、高溫、干旱、缺水使得混凝土養(yǎng)護難度增大。

由于大風天氣頻繁、氣候干燥，混凝土水分蒸發(fā)量大，造成混凝土施工養(yǎng)護用水的需求量增大，因此為確保養(yǎng)護質量和節(jié)約養(yǎng)護用水就必須采取試驗的方法，進一步改進原材料、配合比和施工工藝，對養(yǎng)護方式進行對比研究，確定最佳養(yǎng)護方式。

2、總體研究思路及研究的具體內容

要實現(xiàn)良好的養(yǎng)護效果和經濟效益，需要從兩個方面著手，一是要確?；炷镣庥^質量;二是對水資源重復利用，減少用水量，在保證質量的前提下，將效益最大化;結合工程自身特點和施工環(huán)境，有針對性的從這兩處內容著手。

通過混凝土配合比設計及研究，和箱梁自動噴淋養(yǎng)護系統(tǒng)，配合組合式移動養(yǎng)護棚，解決了傳統(tǒng)人工灑水不足，提高了養(yǎng)護效率，降低了運營成本，節(jié)約了大量水資源。與此同時，經過改進創(chuàng)新，能夠有效解決既有養(yǎng)護設備養(yǎng)護位置不全面，頂板灑水有缺失，無法有效進行腹板、底板養(yǎng)護等問題，在很大程度上提升了箱梁養(yǎng)護質量。

3、戈壁干旱地區(qū)箱梁養(yǎng)護技術研究

為了確保戈壁干旱地區(qū)箱梁混凝土質量，混凝土的養(yǎng)護成了極其重要的一道工序。在公路建設中，對混凝土箱梁的養(yǎng)護都是采用草袋、土工布覆蓋并反復向混凝土澆水的辦法以達到養(yǎng)生的目的。這種傳統(tǒng)養(yǎng)生方法不僅耗費大量的水資源，而且由于傳統(tǒng)的保水覆蓋物所具有的局限性，造成了砼表面干濕不一致，翼緣板無法得到應有的養(yǎng)護，致使收縮不均勻，最終影響混凝土的施工質量。尤其在缺水干旱的戈壁地區(qū)施工，氣候條件惡劣，晝夜溫差大，水資源匱乏，急需一種經濟實用的新型混凝土養(yǎng)護技術來解決砼的養(yǎng)護。

3.1 箱梁養(yǎng)護所采取的措施

根據(jù)京新高速WYTJ-2標特殊的自然環(huán)境，經過反復試驗，在戈壁干旱地區(qū)采取“箱梁自動噴淋養(yǎng)護系統(tǒng)，配合組合式移動養(yǎng)護棚”的混凝土養(yǎng)護措施效果顯著。

3.2 箱梁噴淋養(yǎng)護系統(tǒng)，配合組合式移動養(yǎng)護棚養(yǎng)護技術

3.2.1技術特點

（1）噴淋采用自動計時和送水，能夠保證每天箱梁的養(yǎng)護頻率，減緩混凝土的水化熱，提高混凝土的早期強度。

（2）能夠有效保證對箱梁的腹板、底板、翼板外側的養(yǎng)護效果，能夠做到全天候全覆蓋養(yǎng)護。

（3）箱梁箱室內采用濕氣養(yǎng)護，有效減緩混凝土水化熱造成的水分揮發(fā)，提高了箱梁的養(yǎng)護質量。

3.2.2 材料選用

箱梁自動噴淋養(yǎng)護系統(tǒng)，配合組合式移動養(yǎng)護棚，按每節(jié)8米設計，寬4.5m，高2.6m，頂部設置起吊環(huán)。為節(jié)約成本，養(yǎng)護棚選用8x8cm方鋼做主架，4x6cm方鋼做支撐架，外部采用隔熱、保溫、防火篷布包裹做簡易移動式防護罩。棚與棚之間連接部位用篷布搭接，搭接寬度50cm，棚內兩側及頂部設置噴淋和蒸汽養(yǎng)護管路設施。噴淋養(yǎng)護主管采用DN25鍍鋅鋼管，棚與棚之間用軟管連接，噴淋設施每2m布設1個。蒸汽養(yǎng)護主管采用DN25鍍鋅鋼管，棚與棚之間用高壓膠管連接，蒸汽孔每50cm設置1個，保證噴淋和蒸養(yǎng)輻射整個梁體。具體見下圖1所示。

3.2.3 工藝原理

箱梁噴淋養(yǎng)護系統(tǒng)，配合組合式移動養(yǎng)護棚主要由蒸汽養(yǎng)生管路、噴淋養(yǎng)生管路、供水循環(huán)系統(tǒng)、感應控制裝置及移動組合棚等組成。

箱梁噴淋養(yǎng)護系統(tǒng)，配合組合式移動養(yǎng)護棚，項目所處地域風沙天氣頻繁，晝夜溫差大，為減少混凝土表面水分損失快、溫差過大引起的病害，項目部自主設計移動式養(yǎng)護棚對梁體做隔熱、防風保護措施。箱梁澆筑完畢后，采用龍門吊將組合式養(yǎng)護棚分段調運至箱梁處進行覆蓋，養(yǎng)護棚段間設置活動接口，擰緊后即可進行工作，考慮本地區(qū)冬季時間長，工期緊張，水資源匱乏等實際情況，在養(yǎng)護棚內設置噴淋養(yǎng)護系統(tǒng)同時，增設蒸汽養(yǎng)生系統(tǒng)和循環(huán)用水回收利用系統(tǒng)，根據(jù)天氣情況適時調整相應功能，實現(xiàn)全天候養(yǎng)生，全天候預制。

3.2.4 施工工藝流程及操作要點

3.2.4.1循環(huán)水系統(tǒng)

為滿足制梁場養(yǎng)護用水需要，在制梁場東側便道旁修建養(yǎng)護蓄水池1座，按每天最大養(yǎng)護需水量，即所有臺座同時施工，每個臺座養(yǎng)護一次需水150公斤，每3小時養(yǎng)護一次計算，共需水54*（24/3）*0.15=64.8噸，修建長8米、寬3.5米、深2.5米的養(yǎng)護蓄水池以保證每天施工需水量，梁場用水采用水車運至養(yǎng)護蓄水池，并在制梁區(qū)末端設置沉淀池1座，沉淀池與場區(qū)排水系統(tǒng)貫通，匯集場區(qū)內養(yǎng)護積水，養(yǎng)護抽水管道埋入沉淀池清水池處，形成循環(huán)用水，在做到施工現(xiàn)場不積水、不積泥漿，干凈整潔，文明施工，循環(huán)利用水資源，降低施工成本。

3.2.4.2 箱梁噴淋養(yǎng)護系統(tǒng)

箱梁自動噴淋養(yǎng)護系統(tǒng)包括箱梁外表面養(yǎng)護系統(tǒng)及箱內噴淋系統(tǒng)兩部分。箱梁外表面養(yǎng)護系統(tǒng)包括智能控制面板、噴淋系統(tǒng)、回收儲水箱及自動加水系統(tǒng)等組成，實現(xiàn)混凝土表面噴淋養(yǎng)護的目的，箱內采用智能設備養(yǎng)生。箱梁外表面養(yǎng)護系統(tǒng)主要是結合預制箱梁構造及存放特點，通過自動控制系統(tǒng)，實現(xiàn)自動噴淋完成箱梁頂板、腹板及底板的全方位養(yǎng)護。

自動、手動雙控制系統(tǒng)，其中手動控制是指人工利用總控制箱對噴淋養(yǎng)護系統(tǒng)進行控制，可設置噴淋時間等參數(shù);自動控制是指利用無線網絡將控制系統(tǒng)與手機進行聯(lián)網，在手機終端實現(xiàn)對箱梁養(yǎng)護的控制，隨時可根據(jù)天氣、溫度等情況對養(yǎng)護系統(tǒng)進行調整，修改自動噴淋參數(shù)。

整套系統(tǒng)由PLC電路控制、噴灑、補水、供水四大部分組成，整個系統(tǒng)噴灑養(yǎng)護過程中的每個環(huán)節(jié)控制全部由一臺PLC進行控制，可實現(xiàn)全自動化智能養(yǎng)護。箱內智能設備包括箱外的噴淋裝置及箱內的感應系統(tǒng)。感應系統(tǒng)主要是實時監(jiān)測箱內混凝土表面的濕潤程度，然后把信息反饋給噴淋設備。噴淋設備根據(jù)反饋的信息以及人工輸入的控制標準自動向箱內輸入霧氣，實現(xiàn)箱內的自動養(yǎng)護的目的。

結語：

應用該成果保證了箱梁的施工質量，特別是針對戈壁干旱地區(qū)從混凝土原材料、配合比、拌制 、運輸、澆筑方式、振搗、養(yǎng)護等角度提出了新的思路，為后續(xù)類似地域建設提供了寶貴的技術及經驗，提供了整套的技術措施，具有良好的推廣前景。

參考文獻：

[1]肖勇鋒.現(xiàn)澆箱梁預應力混凝土連續(xù)澆筑施工技術分析[J].交通世界，2020（31）：103-104.

[2]張劍.高速公路橋梁滿堂支架現(xiàn)澆箱梁施工技術[J].江西建材，2021（12）：182-184.

[3]趙浩楠.現(xiàn)澆連續(xù)箱梁施工技術及質量問題控制措施[J].居舍，2021（34）：52-54+63.

作者簡介：

陳威（1985.02.28），男，漢族，河南汝南縣人，本科畢業(yè)，工程師，研究方向：道路工程施工。