PAGEPAGE6吉茶高速公路矮寨剛構(gòu)橋預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁蒸養(yǎng)及溫差控制技術(shù)中鐵七局集團(tuán)第三工程有限公司謝軍摘要：本文介紹了湖南吉茶高速公路C5標(biāo)矮寨T形剛構(gòu)橋預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁蒸汽養(yǎng)護(hù)的施工工藝及溫差控制原則，為掛藍(lán)懸澆混凝土冬季施工提供了比較科學(xué)、實用的方法。關(guān)鍵詞：T形剛構(gòu)橋預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁蒸汽養(yǎng)護(hù)溫差控制1、工程概況吉茶高速公路是湖南省內(nèi)一條重要旅游通道，中鐵七局三公司承擔(dān)C5標(biāo)施工任務(wù)，本標(biāo)段地處湘西自治州吉首市矮寨鎮(zhèn)，矮寨剛構(gòu)橋為本標(biāo)段控制性工程。橋梁左幅長566.24m，右幅長563.24m，上部結(jié)構(gòu)為五跨預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)剛構(gòu)，跨徑設(shè)計為88m（93m）+2×145m+116m+67m（括號內(nèi)為左幅），主跨單T有18對節(jié)段，副跨單T有12對節(jié)段。主跨箱梁節(jié)段長度為：5×3m+6×3.5m+4×4m+3×4.5m，0號塊高度為8.5m。副箱梁各節(jié)段8×3m+4×4m，0號塊高度為6m，合龍段箱梁高3.5m。箱梁為單箱單室截面，頂板寬12m，底板寬6.5m，翼板寬2.75m，箱梁頂板橫橋向設(shè)置2%雙向橫坡和3%的超高。項目所在吉首地區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候，平均氣溫16.6℃，年平均降雨量1400mm，無霜期長，歷年平均為282天。最冷月月平均氣溫2.8℃、最熱月月平均氣溫25.4℃、極端最低氣溫-10℃、極端最高氣溫38.0℃；年平均冰凍天數(shù)為13天，最冷月出現(xiàn)在12月～次年的2月。為保證冬季混凝土施工質(zhì)量，避免混凝土低溫受凍及箱梁混凝土內(nèi)外溫差過大引起質(zhì)量事故，我項目部在冬季對混凝土進(jìn)行蒸汽養(yǎng)護(hù)。計劃從12月15日開始，到次年的3月15日結(jié)束，養(yǎng)護(hù)周期為3個月。2、蒸汽養(yǎng)護(hù)的工作內(nèi)容2.1蒸汽養(yǎng)護(hù)方案的討論、確定；2.2鍋爐及管道安裝、檢查、驗收；2.3搭設(shè)蒸養(yǎng)棚架并形成密閉空間；2.4預(yù)埋或安裝測溫計或測溫數(shù)據(jù)線，及時量測溫度數(shù)據(jù)，并予以分析；2.5蒸汽養(yǎng)護(hù)四階段（靜停、升溫、恒溫、降溫）質(zhì)量的控制與管理。3、蒸汽養(yǎng)護(hù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢驗方法3.1蒸汽養(yǎng)護(hù)分靜停、升溫、恒溫、降溫四個階段。靜停期間應(yīng)保持環(huán)境溫度不低于5℃，混凝土灌注結(jié)束4～６h后方可升溫，升溫速度不宜大于10℃，恒溫期間混凝土內(nèi)部溫度不宜超過60℃，最大不得超過65℃，恒溫養(yǎng)護(hù)時間應(yīng)根據(jù)箱梁脫模強(qiáng)度要求、混凝土配合比情況以及環(huán)境條件等綜合確定。降溫速度不宜大于10℃。3.2拆模時，梁體混凝土芯部與表面、表面與環(huán)境溫差不宜大于20℃。3.3溫度監(jiān)控要求：（1）采用電子測溫儀和溫度計監(jiān)測混凝土芯部、混凝土表面、棚內(nèi)、環(huán)境溫度；（2）測溫記錄延續(xù)時間應(yīng)自混凝土灌注完后至保溫棚撤除為止，冬期蒸養(yǎng)時間一般為3d左右；（3）記錄時間間隔：升溫、降溫階段每1小時測溫一次，恒溫階段每2小時測溫一次；（4）每個測溫點應(yīng)編號，作詳細(xì)記錄，溫度變化情況應(yīng)及時反饋技術(shù)負(fù)責(zé)人及試驗室主任，當(dāng)出現(xiàn)異常情況時查明原因，采取相應(yīng)措施，并做好測溫記錄。4、施工機(jī)械、材料及工藝裝備4.1蒸汽鍋爐根據(jù)矮寨剛構(gòu)橋塔吊起吊能力、供汽距離及節(jié)段密閉空間尺寸大小來選用蒸汽鍋爐，1號墩、2號墩、3號墩直接放置于橋面上，選用LSH0.7-0.7-AⅢ立式橫水管蒸汽鍋爐，額定蒸發(fā)量為0.7t/h，工作壓力為0.7MPa。4號墩放置于橋位下面，選用LSH1.0-1.0-AⅢ立式橫水管蒸汽鍋爐，額定蒸發(fā)量為1.0t/h，工作壓力為1.0MPa。4.2熱力管道的選用主管道采用DN80的國標(biāo)焊管，噴汽支管道采用DN25的國標(biāo)焊管，支管道每間隔20cm～25cm布設(shè)噴汽孔，噴汽孔呈梅花型布設(shè)，以保證腔內(nèi)溫度保持均衡，端部設(shè)死堵。主管道與支管道采用耐高溫橡膠管連接，主管道與支管道采用巖棉管包裹，以減少熱量散失，每20m左右設(shè)置一個套筒式伸縮節(jié)，以平衡熱脹冷縮引起的管道變形。T構(gòu)的每個端部設(shè)計1路主管道，9路支管道（其中側(cè)面各設(shè)置3路，內(nèi)腔設(shè)置1路，頂面設(shè)置2路），主管道、支管道由截止閥門分段控制、調(diào)節(jié)蒸汽量。蒸汽養(yǎng)護(hù)平面布置圖蒸汽養(yǎng)護(hù)橫斷面圖蒸汽養(yǎng)護(hù)縱斷面圖PAGEPAGE14LSH0.7-0.7-AⅢ蒸汽鍋爐管道的布設(shè)及安裝4.3測溫儀4.3.1便攜式電子測溫儀：JDC-2便攜式電子測溫儀，量測精度為±0.5℃，測溫范圍為-30℃～130℃。可直觀、準(zhǔn)確、快捷地數(shù)字顯示被測梁體芯部溫度、混凝土表面溫度，具有可靠性好、適用范圍廣、寬溫操作環(huán)境、體積小、重量輕、操作簡單等特點。電子測溫儀及數(shù)據(jù)線測溫數(shù)據(jù)線埋設(shè)4.3.2普通溫度測試儀：以測量外圍環(huán)境溫度、棚內(nèi)溫度，儀器直接懸掛于箱體以及外圍大氣空間內(nèi)。4.4、主要材料配置蒸汽養(yǎng)護(hù)主要材料料表（單墩）序號材料名稱規(guī)格單位數(shù)量備注1鍋爐0.7t/1.00t臺12分氣缸臺13主管道DN80m2904噴氣管DN25m1455橡膠管25mm1806截止閥DN80套90DN25套367自動泄水閥DN25套188伸縮節(jié)DN80套149篷布m248010橡膠海綿m220011水箱3m3個15、施工準(zhǔn)備5.1施工技術(shù)準(zhǔn)備在施工前，組織有關(guān)施工人員認(rèn)真學(xué)習(xí)蒸養(yǎng)技術(shù)、蒸養(yǎng)工藝，了解蒸養(yǎng)設(shè)備、測試方法的技術(shù)要點，進(jìn)行施工工藝設(shè)計并認(rèn)真進(jìn)行技術(shù)交底，確保在施工中正確應(yīng)用，保證工程質(zhì)量、安全。5.2施工資源準(zhǔn)備5.2.1管道布設(shè)：由鍋爐分氣缸出來分成兩根DN80國際焊管作為主管道,兩根主管道分別與左右幅順橋向管道連接（主管道均采用J41H-16*80型截止閥分段控制）。管道長度根據(jù)箱梁節(jié)段長度進(jìn)行加工，每澆筑完成1段相應(yīng)接長管道，在需蒸養(yǎng)梁端頭橫橋向各設(shè)置1道主管道，縱橫向主管道通過法蘭連接，橫橋向管道根據(jù)蒸養(yǎng)管道安放位置，分別設(shè)置9路排汽支管道，每管頭設(shè)置J41H-16*25截止閥控制蒸汽量，以保證蒸汽均衡。為使各蒸汽管中的蒸汽均勻地噴至棚內(nèi)，必須在各蒸養(yǎng)管上每隔一定的間距設(shè)置噴孔。蒸養(yǎng)管上噴孔布置方案如下：前三分之二管段每隔25mm打制一對直徑為5mm的梅花形噴孔，后三分之一管段每隔20mm打制一對同樣的噴孔。這主要是考慮到蒸汽沿管道輸送過程中會有壓力降和溫度降，管道末端的溫度較起始端的溫度要低，因此噴孔的布置后端較前端的間距要小些。兩噴孔的夾角為120度，以防蒸汽直接噴到混凝上或鋼模表面上。同時為及時將冷卻的水汽排出以提高流速和保證溫度，在各噴汽管的末端設(shè)置自動泄水閥。5.2.2蒸養(yǎng)棚搭設(shè)：蒸養(yǎng)棚主要借助掛籃菱形架及外模支架系統(tǒng)進(jìn)行搭設(shè)，其中側(cè)面以側(cè)模外支架為骨架將橡膠海綿用鐵絲密封固定，為防止風(fēng)吹漂浮，外面采用鋼筋對其壓緊固定。梁端在掛籃前上橫梁水平工字鋼上焊接普通鋼管，加工成棚布橫向滑道，將前端頭篷布分成兩塊，可橫向自由滑動，以方便施工和避免篷布被破壞。梁面采用整塊篷布進(jìn)行遮蓋，為保證蒸養(yǎng)效果及保證篷布不被破壞，在梁面擺放加工成型的支架來保證梁面內(nèi)有足夠的通氣空間，保證蒸汽的均均和豎向預(yù)應(yīng)力鋼絞線不破壞篷布。5.2.3測溫數(shù)據(jù)線埋設(shè):為準(zhǔn)確測量混凝土芯部及表面溫度，在每節(jié)段梁端往內(nèi)0.5m處、且在箱梁頂板與腹板倒角位置埋設(shè)測溫數(shù)據(jù)線，以測量混凝土芯部溫度；在每節(jié)段梁端1.5m位置處，且在箱梁腹板三分之二位置處埋設(shè)測溫數(shù)據(jù)線，以測量混凝土表面溫度。測溫數(shù)據(jù)線在施工過程中注意予以保護(hù)，防止破壞。6、蒸汽養(yǎng)護(hù)施工工工藝流程蒸汽養(yǎng)護(hù)施工工藝流程圖7、蒸汽養(yǎng)護(hù)工藝流程說明7.1蒸汽養(yǎng)護(hù)靜停期混凝土灌注完成后，立即用棚布對梁端及頂面進(jìn)行覆蓋，與側(cè)面橡塑海綿形成密閉空間，覆蓋完后測量棚內(nèi)溫度，作一次溫度記錄，若棚內(nèi)溫度較低，開啟蒸汽閥門以適量通入蒸汽，使棚內(nèi)溫度保持不低于10℃，混凝土靜停時間控制在4～6h。靜停以增強(qiáng)混凝土對升溫階段結(jié)構(gòu)破壞作用的抵抗力，避免養(yǎng)護(hù)過程中，箱梁表面出現(xiàn)裂縫或疏松現(xiàn)象。7.2升溫階段升溫階段就是由混凝土原始溫度上升到養(yǎng)護(hù)溫度的階段，這一階段的溫度不能上升過快，否則會使混凝土表面因體積膨脹太快而產(chǎn)生裂紋。溫度由靜停期升至恒溫階段過程中，升溫速度不得大于10℃。升溫時，在蓬內(nèi)溫度達(dá)到35℃時，養(yǎng)護(hù)人員應(yīng)減小閥門通氣量，以確保溫度不超過45℃（尤其注意頂板），蓬內(nèi)溫度控制在40℃。7.3恒溫階段恒溫階段是混強(qiáng)度增長最快的階段，這一階段恒溫時間一般在16～24h，恒溫加熱階段應(yīng)保持90%以上的相對濕度，梁體表面混凝土不宜超過45℃，梁體芯部混凝土溫度不宜超過60℃,最高溫度不得超過65℃。7.4降溫階段按預(yù)定恒溫時間，取出箱梁同條件混凝土養(yǎng)護(hù)試件，經(jīng)試驗，混凝土達(dá)到工藝設(shè)計要求的脫模強(qiáng)度、彈模后，停止供汽降溫，進(jìn)行降溫階段。降溫時緩慢關(guān)閉閥門，以逐漸減少供汽量來降低棚內(nèi)溫度，降溫速度不得大于10℃，不得以撤出棚布來代替降溫。拆模時箱梁表面溫度與外圍環(huán)境溫度之差不得大于20℃。7.5自然養(yǎng)護(hù)期箱梁拆模后，進(jìn)入自然養(yǎng)護(hù)期，采用土工布+塑料布蓄熱保濕養(yǎng)生。8、蒸汽養(yǎng)護(hù)安全和環(huán)境保證措施8.1鍋爐屬于壓力容器，鍋爐安裝使用前應(yīng)向相關(guān)單位提出申請備案。8.2安裝必須使用具有安全資格的施工單位進(jìn)行安裝。8.3使用前必須由相關(guān)單位進(jìn)行進(jìn)行檢驗驗收后合格后方可投入使用。8.4鍋爐司爐手必須經(jīng)過相關(guān)單位組織培訓(xùn)，并取得司爐正后方可進(jìn)行司爐。8.5項目部定期對鍋爐及管道進(jìn)行定期及不定期檢查。8.6嚴(yán)格執(zhí)行各項規(guī)章制度和安全操作規(guī)程，精心操作，確保鍋爐的運(yùn)行安全。8.7鍋爐司爐必須固定專職司爐手進(jìn)行專項操作管理。對鍋爐內(nèi)的設(shè)施，非當(dāng)班人員不得亂動。8.8嚴(yán)禁有裸露未經(jīng)保溫和保溫設(shè)施損壞的管道，以及管道漏氣的現(xiàn)象出現(xiàn)，以確保無高溫和蒸汽傷人的事故發(fā)生。8.9鍋爐旁應(yīng)有一定的距離或采取其它措施進(jìn)行防護(hù)，以防止火災(zāi)。8.10認(rèn)真及時填寫鍋爐運(yùn)行日記和交接班手續(xù)，字跡端正清晰，內(nèi)容真實。8.11鍋爐運(yùn)行中遇有下列情況之一時，應(yīng)立即停爐，并通知有關(guān)部門查明原因：①鍋爐嚴(yán)重缺水；②給水設(shè)備全部失效；③出現(xiàn)嚴(yán)重滿水現(xiàn)象或汽水共騰現(xiàn)象；④鍋爐水位表、壓力表及安全閥等安全附件中的一種完全失效；⑤鍋爐受壓元件或爐墻損壞嚴(yán)重，威脅鍋爐安全；8.12水位表、壓力表、安全閥除按周期檢查外，每班必須自檢一次。8.13蒸汽管道嚴(yán)禁碰壓，確保供汽設(shè)施處于良好狀態(tài)。8.14凡遇蒸汽設(shè)施出現(xiàn)故障不得帶病工作，應(yīng)立即恢復(fù)后再投入使用。8.15鍋爐位置的選擇應(yīng)利于減少煙塵和有害氣體對施工人員和主要環(huán)境保護(hù)區(qū)的影響。8.16蒸養(yǎng)鍋爐用煤須按指定位置堆放，使用過后的煤渣不得亂棄，防止污染橋面。9、結(jié)束語9.1T形剛構(gòu)橋預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁采取蒸汽養(yǎng)護(hù)與大型預(yù)制箱梁蒸汽養(yǎng)護(hù)有著本質(zhì)的差異，應(yīng)結(jié)合橋面場地狹小的實際情況，確定鍋爐及布設(shè)安裝位置，另外封閉式包裹方案也十分關(guān)鍵。9.2必須確定行之有效的控溫措