新型梁體養(yǎng)護在高速鐵路40.6 m預(yù)制箱梁中的應(yīng)用

于傳威

（中鐵二十二局集團第二工程有限公司，北京 100041）

0 引言

該文介紹了新建江蘇南沿江城際鐵路站前工程NYJZQ-7標(biāo)中鐵二十二局集團有限公司江陰東制梁場分公司的箱梁預(yù)制施工工程，江陰東制梁場負(fù)責(zé)預(yù)制跨京滬高速公路特大橋、跨疏港高速公路特大橋在內(nèi)的箱梁751榀，其中40.6 m雙線箱梁367榀，施工圖紙采用鐵路工程建設(shè)參考圖“時速350 km 預(yù)制無砟軌道后張法預(yù)應(yīng)力混凝土簡支箱梁 跨度：39.3 m （直、曲線） 沿江橋通-Ⅰ-35。

南沿江城際鐵路40.6 m預(yù)制箱梁是繼鄭濟鐵路、福廈鐵路后，第三條采用40.6 m預(yù)制箱梁并投入批量生產(chǎn)的鐵路建設(shè)項目，該項目的順利施工并一次性通過現(xiàn)場實體尺寸及靜載試驗檢驗及國家生產(chǎn)許可證審查的實地核查工作，成功為40.6 m箱梁的全國鐵路推廣打下強針劑。高速鐵路40.6 m預(yù)制箱梁的成功澆筑意義重大，其作為即將全面推廣應(yīng)用于高鐵建設(shè)的簡支箱梁，在節(jié)省材料、減少土地占用、方便架設(shè)安裝以及提升跨越能力等方面具有較大優(yōu)勢。作為新型梁體的施工質(zhì)量控制方面最為關(guān)鍵，其中養(yǎng)護措施是否得當(dāng)在質(zhì)量控制方面起到了重要的作用。

1 新型養(yǎng)護方式的應(yīng)用環(huán)境

40.6 m預(yù)制箱梁作為高速鐵路預(yù)制施工技術(shù)最前沿、社會經(jīng)濟能效最明顯的新型梁型的投產(chǎn)應(yīng)用，合理應(yīng)用夏季施工混凝土的養(yǎng)護方式，能夠有效減少梁體的表面收縮裂紋，提高混凝土的強度增長速度，對梁體的整體耐久性及施工時效性具有明顯的優(yōu)勢，進而決定梁體的使用壽命及后期維護費用的投入。常規(guī)梁體預(yù)制施工采用的人工定時噴灑或梁體局部采用自動噴淋的養(yǎng)護方式對梁體表面較易產(chǎn)生收縮裂紋的質(zhì)量通病不能夠得到有效控制，首先，傳統(tǒng)的養(yǎng)護方式對梁體養(yǎng)護滿足不了全覆蓋的整體性控制要求，同時，養(yǎng)護的連續(xù)性也滿足不了實時養(yǎng)護的需要。作為大跨度的梁體的抗裂性能，如果按照傳統(tǒng)的養(yǎng)護方式生產(chǎn)，極易導(dǎo)致抗裂性達不到靜載試驗要求，為了避免梁體的施工實體質(zhì)量存在隱患，新型的養(yǎng)護方式的應(yīng)用顯得格外重要。

2 新型養(yǎng)護方式的施工及應(yīng)用技術(shù)

新型養(yǎng)護方式的應(yīng)用是為了確保梁體養(yǎng)護達到全覆蓋、無死角、實時養(yǎng)護的施工目的，進而確保梁體橋面、箱內(nèi)、梁體兩側(cè)、梁底及梁端均滿足養(yǎng)護要求，下面結(jié)合40.6 m箱梁實體概況對其養(yǎng)護方式的基礎(chǔ)施工及應(yīng)用技術(shù)進行簡單的闡述。

2.1 40.6 m預(yù)制箱梁梁體概況

40.6 m（跨度39.3 m）箱梁為時速350 km預(yù)制無砟軌道后張法預(yù)應(yīng)力混凝土簡支箱梁，設(shè)計澆筑C50混凝土方量為370.86 m3，梁高3.235 m，梁寬12.6 m，全長40.6 m，與常規(guī)32.6 m箱梁混凝土方量增加54.76 m3，梁高增加0.2 m，梁長增加8 m。該梁型理論重量928 t，為名副其實的千噸級大型梁體，梁體施工為典型的大體積混凝土施工作業(yè)。

2.2 混凝土養(yǎng)護部位特點分析

因此，針對該梁型務(wù)必保證其無死角全覆蓋及其養(yǎng)護作業(yè)周期，是該工程養(yǎng)護作業(yè)的重點。

梁體混凝土養(yǎng)護的意義在于提供水泥水化作用必須的適當(dāng)溫度、濕度條件，保證正常的水化作用?；炷琉B(yǎng)護不及時，不充分，極易產(chǎn)生收縮裂紋、降低強度，從而影響梁體混凝土的耐久性和其他各種性能，最終無法滿足設(shè)計使用年限的規(guī)范要求。因此，對于國家重要級高鐵工程來說，梁體的各個部位均宜達到全面的養(yǎng)護狀態(tài)，才能更好地保證其整體性能，使中國高鐵技術(shù)走出國門，打造“中國制造”的高鐵精品工程示范典例。

根據(jù)《高速鐵路預(yù)制后張法預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁》及其他規(guī)范要求，該梁體在此工程環(huán)境條件下進行自然養(yǎng)護過程中，拆模后應(yīng)及時進行養(yǎng)護，保濕養(yǎng)護時間應(yīng)該不少于 14 d[1，4]。

因此針對該梁型，務(wù)必保證其無死角全覆蓋及其養(yǎng)護作業(yè)周期，是該工程養(yǎng)護作業(yè)的重點。

2.3 養(yǎng)護方式的施工

梁體養(yǎng)護方法按其養(yǎng)護的工藝分為自然養(yǎng)護和蒸汽養(yǎng)護，該文重點對梁體自然養(yǎng)護應(yīng)用進行說明。自然養(yǎng)護期間，應(yīng)該在梁體混凝土澆筑完畢后，及時地對混凝土進行保濕養(yǎng)護作業(yè)[2-3]。

因梁體的各部位的形式不同，對其進行養(yǎng)護的方式進而也不同，橋面養(yǎng)護采用頂板蓄水方式、箱內(nèi)180°噴淋及蓄水養(yǎng)護、梁端覆蓋噴灑保濕養(yǎng)護、底板浸水養(yǎng)護、梁體兩側(cè)采用180°噴淋方法，滿足全方位養(yǎng)護的施工需要。箱梁養(yǎng)護示意圖如圖1所示。

2.3.1 橋面頂板蓄水養(yǎng)護

待梁體混凝土完成澆筑作業(yè)后混凝土初凝前，將尺寸為20mm×60mm（厚度×高度）橡膠條沿距梁端100 mm四周嵌入梁體混凝土內(nèi)3 mm～5 mm，膠條接茬處或嵌入深度不夠時，撒入少量干水泥進行密封處理，橋面的泄水管及預(yù)留的吊裝空洞采用較相應(yīng)孔洞直徑稍大的泡沫球體進行塞填，完成橋面的圍堰擋水及防水工作。

2.3.2 箱內(nèi)養(yǎng)護

梁體混凝土澆筑完成，在終凝前及內(nèi)模未拖出前對箱內(nèi)進行蓄水作業(yè)，底板泄水孔因與底模緊密接觸不存在外流問題，箱內(nèi)變截面處由于與底板高差較大，不具備蓄水條件，采用相同尺寸大小的土工布進行灑水保濕養(yǎng)護。待梁體箱內(nèi)模板完成初張并拖出后，在箱內(nèi)安裝180°的養(yǎng)護噴頭，滿足箱內(nèi)頂板及兩側(cè)的噴灑養(yǎng)護條件。

2.3.3 梁端養(yǎng)護

梁體達到拆模強度，并在兩端模板及內(nèi)模板的拆除作業(yè)完成以后，現(xiàn)場按照梁端腹板寬度、底板厚度及箱內(nèi)端凈尺寸進行梁端保濕工裝及箱內(nèi)堵板的制作，達到梁端養(yǎng)護的作業(yè)條件。梁端養(yǎng)護工裝如圖2所示。

2.3.4 底板浸水養(yǎng)護

梁場在存梁區(qū)設(shè)置能夠滿足梁體拆模后養(yǎng)護14 d的周轉(zhuǎn)養(yǎng)護池，用于梁體底板浸水養(yǎng)護。養(yǎng)護池施工前選擇地質(zhì)良好的場地，施工前進行養(yǎng)護池的定位放線，滿足底板浸水面積、兩側(cè)噴淋灑水的收集及養(yǎng)護水體的循環(huán)使用功能。當(dāng)養(yǎng)護池基礎(chǔ)施工完成，場地平整后進行碾壓，確保壓實基礎(chǔ)，防止池底出現(xiàn)沉陷現(xiàn)象。池底土方基礎(chǔ)完成后進行首次混凝土底板的澆筑及池四周的擋水臺施工，混凝土澆筑完成后，及時地進行灑水養(yǎng)護，防止出現(xiàn)裂紋影響底板混凝土的整體性及保水性。底層混凝土完成初凝后，鋪設(shè)0.5 mm厚的塑料薄膜，薄膜間搭接寬度不得小于1 m，并進行臨時固定，同時確保塑料薄膜與底層混凝土緊密貼合，無空洞氣泡，然后進行池底基礎(chǔ)的二次澆注作業(yè)；為了保證施工質(zhì)量，該層混凝土的施工采用細(xì)石混凝土，確保該層混凝土的密實性，同時加強灑水養(yǎng)護，完成池底板的澆筑作業(yè)。為了預(yù)防養(yǎng)護池體四周擋水臺與池底板存在施工間隙，在底板混凝土終凝后，及時采用防水涂料對其進行防水施工，確保養(yǎng)護池體滿足有效蓄存水功能?？紤]到養(yǎng)護水體使用能夠滿足節(jié)水要求，養(yǎng)護池間設(shè)置沉淀池，待池體蓄水滿足浸水要求的蓄水高度后，將該水體通過預(yù)留的PVC管流入沉淀池，達到水體循環(huán)使用節(jié)約水資源的功能要求。

2.3.5 梁體兩側(cè)養(yǎng)護

梁體吊移至養(yǎng)護池后，在梁體腹板外緣側(cè)間隔約3 m設(shè)置可調(diào)噴灑角度最大可達180°的養(yǎng)護噴頭，確保噴灑范圍滿足腹板及頂板下緣板的養(yǎng)護。

2.4 養(yǎng)護方式的應(yīng)用

梁體養(yǎng)護作業(yè)貫穿于梁體施工的各道施工工序，各部位的養(yǎng)護達到施工作業(yè)條件后，需要及時進行。養(yǎng)護用水采用同混凝土拌合的水體或經(jīng)檢測合格的其他水源，嚴(yán)禁使用未經(jīng)檢測或受污染的水體造成對梁體混凝土的損害。

圖1 箱梁養(yǎng)護示意圖

橋面頂板蓄水養(yǎng)護作業(yè)完成橋面的膠條圍堰擋水及防水工作后，橋面混凝土初凝后終凝前及時進行蓄水，切勿蓄水過早或過晚。蓄水過早會對橋面混凝土水泥漿造成沖刷流失，導(dǎo)致梁面“起砂”或水線槽坑現(xiàn)象出現(xiàn)，蓄水過晚造成由于梁體混凝土水化熱反應(yīng)過程中因失水出現(xiàn)表面收縮裂紋的情況。根據(jù)該梁場施工環(huán)境及混凝土凝固狀態(tài)的經(jīng)驗總結(jié)，40.6 m梁體橋面混凝土完成澆筑作業(yè)后，約1 h內(nèi)對梁頂進行蓄水養(yǎng)護作業(yè)，保證養(yǎng)護質(zhì)量效果。

箱內(nèi)混凝土處于箱室較為封閉的環(huán)境，與梁頂混凝土初終凝時間較為相近，因此箱內(nèi)蓄水與頂板同時進行。為了避免箱內(nèi)變截面因尺寸高差不利于蓄水因素的影響，對其設(shè)置的土工布設(shè)專人進行灑水，確保該節(jié)段得到有效養(yǎng)護。待內(nèi)模拖出后及時安裝同箱內(nèi)長度的噴淋主水管及間隔3 m設(shè)置的最大可調(diào)180°的噴頭，連接預(yù)設(shè)的自來水儲存罐體水源，通過手機App進行該噴淋系統(tǒng)的操控，根據(jù)天氣氣溫的變化及時調(diào)整噴淋的時間間隔，有效保證箱體內(nèi)各截面處于濕潤狀態(tài)。

梁端待端模板拆除后，加工的梁端保濕工裝及箱內(nèi)堵板需要及時進行安裝（避免養(yǎng)護水體對外露鋼絞線造成銹蝕，需提前安裝鋼絞線護套），安裝后將設(shè)置于保濕工裝頂部的霧化噴頭水管與箱內(nèi)養(yǎng)護水管進行連接，確保霧化噴頭對沿梁端設(shè)置的土工布進行有效浸水，滿足梁端混凝土的濕潤狀態(tài)。箱內(nèi)堵板的安裝對箱室大截面的通風(fēng)起到有效的阻隔作用，可以有效避免箱內(nèi)、外因空氣流動產(chǎn)生的“過堂風(fēng)”，造成箱內(nèi)表面混凝土溫差過大，出現(xiàn)溫差裂紋情況。

底板浸水養(yǎng)護水體需要滿足對底板混凝土的有效浸潤的條件，為了防止因不確定因素導(dǎo)致養(yǎng)護水池的水位下降或受天氣蒸發(fā)影響，池體浸水高度設(shè)置在梁體底板以上50 mm，確保底板在養(yǎng)護期間一直受水體浸濕養(yǎng)護狀態(tài)。

梁體腹板及上翼緣底部兩側(cè)養(yǎng)護方式與箱內(nèi)拖出內(nèi)模后的自動噴淋系統(tǒng)相同，可以根據(jù)手機App，及時根據(jù)天氣氣溫變化調(diào)整噴淋灑水的時間間隔，滿足養(yǎng)護需求。

梁體上翼緣外立面長度為40.6 m、寬度為217 mm，有效外露面積較大，此部位養(yǎng)護采用土工布覆蓋的方式，通過設(shè)置在梁體兩側(cè)的自動噴淋系統(tǒng)，對此區(qū)域灑水，確保該部位的保濕養(yǎng)護效果。

通過對梁體各部位設(shè)置的養(yǎng)護措施、工裝，確保梁體養(yǎng)護達到全覆蓋、無死角、實時養(yǎng)護的理想作業(yè)條件，有效解決了40.6 m高速鐵路預(yù)制箱梁的養(yǎng)護施工難題。

2.5 養(yǎng)護期間過程控制

因梁體養(yǎng)護自混凝土澆筑完畢至拆模后的14 d[1]，在此期間時間較長且連續(xù)，為了保證養(yǎng)護期間的養(yǎng)護質(zhì)量效果，該作業(yè)需要設(shè)置專人進行養(yǎng)護施工，技術(shù)人員進行嚴(yán)格的把控及監(jiān)督，保證養(yǎng)護期間不間斷、持續(xù)高效地完成每榀梁的養(yǎng)護作業(yè)。相關(guān)作業(yè)人員根據(jù)養(yǎng)護情況填寫?zhàn)B護施工記錄表，確保養(yǎng)護作業(yè)順利完成。

圖2 梁端養(yǎng)護工裝

2.6 養(yǎng)護方式的施工經(jīng)驗

結(jié)合該工程所屬地域條件特點，江蘇省江陰市屬北亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候，四季分明，夏季較炎熱。40.6 m梁體采用該新型養(yǎng)護方式能夠有效地保證養(yǎng)護質(zhì)量，鑒于其大體積大跨度的尺寸構(gòu)造特點，多次靜載試驗合格都驗證了梁體混凝土強度及剛度，均滿足設(shè)計要求。對比沿海多風(fēng)、內(nèi)陸干燥及溫差較大的區(qū)域，假設(shè)采用此養(yǎng)護方式能有效解決因氣候、地域差異等造成的梁體外表易受周邊環(huán)境變化對梁體養(yǎng)護造成的不利影響。

該文通過對江陰東制梁場40.6 m鐵路箱梁施工養(yǎng)護方式進行總結(jié)，分享個人經(jīng)驗，供大家借鑒。

3 結(jié)論

隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，橋梁的建設(shè)也越來越多，規(guī)模也越來越大，占用國家土地資源的需求隨之增大，未來的橋梁施工采用40.6 m預(yù)制箱梁施工的線路也越來越多，所以不斷地創(chuàng)新和改進橋梁的施工工藝，才能適應(yīng)我國經(jīng)濟發(fā)展的步伐。相信隨著40.6 m預(yù)制箱梁施工技術(shù)的逐步完善進步，將有助于國家鐵路基礎(chǔ)建設(shè)的發(fā)展。