高速鐵路預制簡支箱梁蒸汽養護

張帥軍

（中鐵十八局集團第一工程有限公司 廣東潮州）

隨著我國高速鐵路的進一步發展建設，特別是武廣、京滬、哈大、蘭新等幾條長距離，高速度高速鐵路的建設完成，已形成一套較為成熟的管理體系和施工技術水平，而其中大橋、特大橋的預制簡支箱梁則是其重要的組成部分。預計城際鐵路將會成為新型鐵路的主體，同樣有很大份額的橋梁。以在京滬高鐵10#梁場（河北境內）的實際經驗，簡述預制箱梁的蒸汽養護。

梁場主要擔負青滄特大橋簡支箱梁的預制工作，是無砟軌道后張法預應力混凝土簡支箱梁（雙線），跨度分別是31.5 m和23.5 m簡支箱梁。為加快施工進度，提高制梁、存梁臺座的周轉效率，采用蒸汽養護提高梁體的早期強度。

一、我國現行預制箱梁養護的標準

1.梁體混凝土養護的要求

箱梁蒸養過程分靜停，升溫，恒溫，降溫4個階段。靜停期間應保持棚溫≥5℃，灌注完4 h后方可升溫，升溫速度≤10℃/h，恒溫養護期間蒸汽溫度≤45℃，混凝土芯部溫度≤60℃，個別最高≤65℃，降溫速度≤10℃/h，恒溫養護時間應根據梁體拆模（放張）強度要求，混凝土配合比及環境等通過試驗確定。

自然養護時，梁體混凝土應包裹嚴實且至少有一層不透水的裹覆層，自然養護時間應根據混凝土強度發展能否滿足拆模要求確定。

2.預制箱梁梁體拆模的要求

預制梁拆模時的混凝土強度應符合設計要求，當設計無具體規定時，應達到設計強度的60%以上，拆模時，梁體混凝土芯部與表層，表層與環境溫差≤15℃，且能保證棱角完整，當環境溫度＜0℃時，應待表層混凝土冷卻至5℃以下方可拆除模板，在炎熱或大風干燥季節，應采取逐段拆模，邊拆邊蓋，邊拆邊澆水或邊拆邊噴涂養護劑的拆模工藝。拆模后應及時噴涂混凝土養護劑或覆蓋灑水，養護時間≥14 d。大風或氣溫急劇變化時不宜拆模。

二、預制箱梁梁體混凝土蒸汽養護的溫度控制

1.混凝土入模溫度的控制

新拌混凝土在入模前應進行拌合物性能測試，也包括混凝土的入模溫度，夏季混凝土的入模溫度應≤30℃，冬季混凝土的入模溫度應≥5℃，若＜5℃，可采用往拌合用水中通入蒸汽的方法，并對蓄水池進行加蓋封閉，達到保溫的效果，此種方法比較實用，效果好的可使水溫達到30℃以上，完全可以滿足冬季施工的溫度要求。

混凝土在澆注過程中，冬季應保證模板溫度＞5℃，夏季應≤35℃，針對冬季，可采用棉簾圍護模板，內預通蒸汽的方法保證模板溫度，基本可以滿足要求，混凝土澆注完畢后，應及時對混凝土面進行覆蓋，覆蓋可采用蓬布，塑料布等，防止混凝土表面水分損失，保證混凝土質量。

2.梁體混凝土蒸汽養護各階段溫度的控制

靜停階段：混凝土處于初凝時期，主要是保證混凝土中水泥進行一段時間的水化，使梁體具有一定的強度，以防止升溫階段混凝土體積膨脹對梁體結構產生的裂紋甚至破壞。期間應保持棚溫≥5℃，時間≥4 h，也不可太長，無論夏季還是冬季，都應保持梁面頂板混凝土的溫度要求，夏季主要是防止太陽光直接暴曬，使梁面混凝土水分散失，冬季主要是保證梁頂面混凝土不受凍。

靜停過后進入升溫階段，升溫速度≤10℃/h，恒溫期間蒸汽溫度＜45℃，以靜停期間混凝土溫度5℃為例，升到45℃，至少需要4 h以上，升溫時間和速度，可根據升溫開始階段混凝土的溫度和本單位鍋爐設備的配備自行選擇，無嚴格規定，一般情況下，主要是控制升溫速度應≤10℃/h，加強溫度監控，若升溫速度過快，易形成模板，混凝土表面和混凝土芯部溫差＞15℃，容易在混凝土內部產生應力作用，同時由于水化作用過快，給混凝土性能帶來不利影響，對梁體的質量不利。

具體的恒溫時間可根據恒溫的溫度以及強度決定，恒溫時間的長短只要各部分溫差在規定限度內，對混凝土的質量，強度無負面影響，但若恒溫期間混凝土芯部溫度過高（武廣客專部分最高可達75℃，但各部分溫差仍在范圍內），則恒溫時間不宜過短，要留出混凝土芯部溫度降低的時間，否則若急于降溫，則會出現芯部與混凝土表面溫差過大的情形，對混凝土質量不利，容易出現因溫差而產生的裂紋，進而影響混凝土的耐久性。但是通常在實際施工中，受到工期等的影響。可邊養護邊監控混凝土的強度發展，以滿足張拉對混凝土強度以及彈模的要求為標準，混凝土蒸汽養護的恒溫階段是影響混凝土早期強度，從而影響工程進度及總工期的重要階段，故恒溫期間需引起廣大技術人員的重視，恒溫養護期間的蒸汽溫度可根據混凝土芯部溫度與蒸汽溫度≤15℃為標準確定，且恒溫養護期間的蒸汽溫度＜45℃，混凝土芯部溫度＜60℃，個別最高應＜65℃。

恒溫階段前期混凝土芯部溫度呈上升趨勢，繼續恒溫，混凝土芯部溫度不再增長，到恒溫階段后期，蒸汽溫度不變，而混凝土芯部溫度則處于下降，故降溫時機要適應混凝土芯部溫度和表面溫度溫差的大小來決定。降溫速度應≤10℃/h。蒸養結束后，立即進入自然養護，并按自然養護工藝辦理。

3.梁體混凝土蒸汽養護溫度控制的重點

蒸汽溫度決定模板溫度和混凝土表面溫度，夏季南方氣溫過高，可能會導致混凝土芯部溫度接近60℃，甚至超過65℃，此時應適當提高蒸汽溫度，保證混凝土芯部和表面溫度溫差符合要求，不能降低蒸汽溫度甚至停止蒸養來試圖降低芯部溫度，降低蒸汽溫度可能會使表面和芯部溫度溫差＞15℃，出現裂紋，而停止蒸汽養護則更為不利，既達不到混凝土養護濕度的要求，而且有可能出現裂紋，對混凝土的強度發展不利。北方部分地區冬季，由于氣溫過低，入模溫度過低，可能會使混凝土強度增長過慢，根據京滬高鐵10#梁場的經驗，若混凝土芯部溫度達不到40℃以上，混凝土的強度增長過慢，甚至不增長，從而嚴重影響張拉施工和臺座的利用率，故要適應張拉及工期要求，最低要使混凝土芯部溫度在40℃以上，降低過程時間以及速度可根據伴隨芯部溫度走勢進行。

三、預制箱梁梁體混凝土蒸汽養護溫度的監控

整個蒸汽養護過程的溫度監控可通過在梁體埋設溫度傳感器，借助短距離無限信號的方式傳輸，實現在試驗室內即可監測混凝土芯部，表面，模板，蒸汽溫度的要求，測點布置應具有代表性并按水化熱發生在截面最厚處的原則布置，具體傳感器的埋設點（略）。具體操作可0.5 h進行一次數據測定，恒溫期間監控頻率可1 h一次，根據本人武廣及京滬10#制梁場的實際經驗，湖南長沙三智電子科技集團的設備可基本滿足預制梁暫行技術條件及驗標的要求，推薦廣大試驗人員使用。采用無線測溫系統，既縮短工期保證質量，還有效節省人力資源和減少物資的浪費，并可緩解冬季施工帶來的壓力，綜合創造經濟效益顯著。