新型梁體養護在高速鐵路40.6 m預制箱梁中的應用

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制施工工程，江陰東制梁場負責預制跨京滬高速公路特大橋、跨疏港高速公路特大橋在內的箱梁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參考圖“時速350 km 預制無砟軌道后張法預應力混凝土簡支箱梁 跨度：39.3 m （直、曲線） 沿江橋通-Ⅰ-35。

南沿江城際鐵路40.6 m預制箱梁是繼鄭濟鐵路、福廈鐵路后，第三條采用40.6 m預制箱梁并投入批量生產的鐵路建設項目，該項目的順利施工并一次性通過現場實體尺寸及靜載試驗檢驗及國家生產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預制箱梁的成功澆筑意義重大，其作為即將全面推廣應用于高鐵建設的簡支箱梁，在節省材料、減少土地占用、方便架設安裝以及提升跨越能力等方面具有較大優勢。作為新型梁體的施工質量控制方面最為關鍵，其中養護措施是否得當在質量控制方面起到了重要的作用。

1 新型養護方式的應用環境

40.6 m預制箱梁作為高速鐵路預制施工技術最前沿、社會經濟能效最明顯的新型梁型的投產應用，合理應用夏季施工混凝土的養護方式，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勢，進而決定梁體的使用壽命及后期維護費用的投入。常規梁體預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護方式對梁體表面較易產生收縮裂紋的質量通病不能夠得到有效控制，首先，傳統的養護方式對梁體養護滿足不了全覆蓋的整體性控制要求，同時，養護的連續性也滿足不了實時養護的需要。作為大跨度的梁體的抗裂性能，如果按照傳統的養護方式生產，極易導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量存在隱患，新型的養護方式的應用顯得格外重要。

2 新型養護方式的施工及應用技術

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

2.1 40.6 m預制箱梁梁體概況

40.6 m（跨度39.3 m）箱梁為時速350 km預制無砟軌道后張法預應力混凝土簡支箱梁，設計澆筑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。

2.2 混凝土養護部位特點分析

因此，針對該梁型務必保證其無死角全覆蓋及其養護作業周期，是該工程養護作業的重點。

梁體混凝土養護的意義在于提供水泥水化作用必須的適當溫度、濕度條件，保證正常的水化作用?；炷琉B護不及時，不充分，極易產生收縮裂紋、降低強度，從而影響梁體混凝土的耐久性和其他各種性能，最終無法滿足設計使用年限的規范要求。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護狀態，才能更好地保證其整體性能，使中國高鐵技術走出國門，打造“中國制造”的高鐵精品工程示范典例。

根據《高速鐵路預制后張法預應力混凝土簡支梁》及其他規范要求，該梁體在此工程環境條件下進行自然養護過程中，拆模后應及時進行養護，保濕養護時間應該不少于 14 d[1，4]。

因此針對該梁型，務必保證其無死角全覆蓋及其養護作業周期，是該工程養護作業的重點。

2.3 養護方式的施工

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

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

2.3.1 橋面頂板蓄水養護

待梁體混凝土完成澆筑作業后混凝土初凝前，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，橋面的泄水管及預留的吊裝空洞采用較相應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 箱內養護

梁體混凝土澆筑完成，在終凝前及內模未拖出前對箱內進行蓄水作業，底板泄水孔因與底模緊密接觸不存在外流問題，箱內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護。待梁體箱內模板完成初張并拖出后，在箱內安裝180°的養護噴頭，滿足箱內頂板及兩側的噴灑養護條件。

2.3.3 梁端養護

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

2.3.4 底板浸水養護

梁場在存梁區設置能夠滿足梁體拆模后養護14 d的周轉養護池，用于梁體底板浸水養護。養護池施工前選擇地質良好的場地，施工前進行養護池的定位放線，滿足底板浸水面積、兩側噴淋灑水的收集及養護水體的循環使用功能。當養護池基礎施工完成，場地平整后進行碾壓，確保壓實基礎，防止池底出現沉陷現象。池底土方基礎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，及時地進行灑水養護，防止出現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，然后進行池底基礎的二次澆注作業；為了保證施工質量，該層混凝土的施工采用細石混凝土，確保該層混凝土的密實性，同時加強灑水養護，完成池底板的澆筑作業。為了預防養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，確保養護池體滿足有效蓄存水功能?？紤]到養護水體使用能夠滿足節水要求，養護池間設置沉淀池，待池體蓄水滿足浸水要求的蓄水高度后，將該水體通過預留的PVC管流入沉淀池，達到水體循環使用節約水資源的功能要求。

2.3.5 梁體兩側養護

梁體吊移至養護池后，在梁體腹板外緣側間隔約3 m設置可調噴灑角度最大可達180°的養護噴頭，確保噴灑范圍滿足腹板及頂板下緣板的養護。

2.4 養護方式的應用

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

圖1 箱梁養護示意圖

橋面頂板蓄水養護作業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，導致梁面“起砂”或水線槽坑現象出現，蓄水過晚造成由于梁體混凝土水化熱反應過程中因失水出現表面收縮裂紋的情況。根據該梁場施工環境及混凝土凝固狀態的經驗總結，40.6 m梁體橋面混凝土完成澆筑作業后，約1 h內對梁頂進行蓄水養護作業，保證養護質量效果。

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

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

底板浸水養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致養護水池的水位下降或受天氣蒸發影響，池體浸水高度設置在梁體底板以上50 mm，確保底板在養護期間一直受水體浸濕養護狀態。

梁體腹板及上翼緣底部兩側養護方式與箱內拖出內模后的自動噴淋系統相同，可以根據手機App，及時根據天氣氣溫變化調整噴淋灑水的時間間隔，滿足養護需求。

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，此部位養護采用土工布覆蓋的方式，通過設置在梁體兩側的自動噴淋系統，對此區域灑水，確保該部位的保濕養護效果。

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

2.5 養護期間過程控制

因梁體養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，為了保證養護期間的養護質量效果，該作業需要設置專人進行養護施工，技術人員進行嚴格的把控及監督，保證養護期間不間斷、持續高效地完成每榀梁的養護作業。相關作業人員根據養護情況填寫養護施工記錄表，確保養護作業順利完成。

圖2 梁端養護工裝

2.6 養護方式的施工經驗

結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梁體采用該新型養護方式能夠有效地保證養護質量，鑒于其大體積大跨度的尺寸構造特點，多次靜載試驗合格都驗證了梁體混凝土強度及剛度，均滿足設計要求。對比沿海多風、內陸干燥及溫差較大的區域，假設采用此養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境變化對梁體養護造成的不利影響。

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

3 結論

隨著我國經濟的發展，橋梁的建設也越來越多，規模也越來越大，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預制箱梁施工的線路也越來越多，所以不斷地創新和改進橋梁的施工工藝，才能適應我國經濟發展的步伐。相信隨著40.6 m預制箱梁施工技術的逐步完善進步，將有助于國家鐵路基礎建設的發展。