自动喷淋养护技术在高速铁路桥梁施工中的应用

中的应用

摘要：养护是保证混凝土质量的重要环节，关系着混凝土强度和耐久性，在气温高、温差大、大风天气多的地区尤为重要。在工程建设过程中，常常会因为结构高度高、悬空、位置分散等不能及时补水、保湿保温，造成混凝土强度不足或表面裂纹。为解决养护困难、效果差的问题，本文通过对高速铁路混凝土养护装备开展研究，形成了一套自动喷淋养护技术，具有安全、成本低、质量可靠的效果。

1 引言

我国高速铁路建造规模持续扩增，桥梁占比也不断提高，墩、梁、预制构件等混凝土结构数量庞大，需采用不同的养护方式，成本高，难度大。为保证混凝土的养护质量，降低养护成本，提高作业安全性，有必要结合工程实际对混凝土的自动化养护技术进行研究，提升混凝土养护技术水平。

2 工程概况

本技术成果依托朝凌高速铁路，依托项目全长27.64km，有桥梁10座，桥墩353个，最大墩高21.5m，预制箱梁521孔，现浇梁14处，预制构件32万件。该地区夏季天气炎热，常年干旱少雨，大风天气较多，养护工作关键而艰难。针对以上情况研究桥墩、箱梁、预制构件自动喷淋养护技术。

3 自动喷淋养护系统结构和原理

自动喷淋养护装置是由蓄水桶（池）、水泵、主输水管、分输水管、喷头、支撑载体、开关箱和时间继电器、隔离开关、漏电保护器等组成，根据需要养护结构的特点配置桥墩养护罩、养护小车、喷淋管路等相应装置。装置安装后，将蓄水桶（池）注满水，设置时间继电器的启动间隔时间和持续时间，供电后进入

工作状态。到达预定的喷淋时间后，继电器控制开关开启水泵，水泵开始泵水，输水管通过喷头对混凝土结构进行喷水养护，喷水持续时间结束后，时间继电器控制开关关闭水泵，停止喷水，如此反复进行。[1]

4 自动喷淋养护施工流程

自动喷淋养护施工流程见图4.1所示。

图4.1 自动喷淋养护施工流程图[2] 5 养护装置制作与安装

5.1桥墩自动喷淋养护罩

1－采光封闭罩，2－墩身养护篷布，3－主输水管，4－底部分水管，5－顶部分水管，6－雾化喷头，7－旋转喷头，8－水泵，9－水桶，10－开关箱，11－时间继电器，12－方管骨架，13－透明塑料板。

图5.1 桥墩喷淋养护棚结构示意图

根据桥墩顶帽的尺寸，采用方钢管加工成采光封闭罩支撑骨架，外部采用透明塑料板封闭。养护棚具有良好的采光性和封闭性，能够保湿保温。在骨架上安装水管和安装，上部水管接旋转喷头，间距1m，向托盘顶面洒水，下部水管接雾化喷头，间距0.5m，向托盘侧面洒水。封闭罩周围焊接挂钩，挂设篷布将桥墩完全包裹。养护装置在地面组装完成后采用吊车整体吊装至墩顶，并与墩顶预埋钢

筋固定，采用橡皮绷带缠绕篷布，将其紧密地包裹在桥墩上。根据桥墩施工周期配置养护装置，本项目单工点配置4套。

5.2箱梁自动喷淋养护小车

1－梁体，2－槽钢轨道，3－电动机，4－皮带，5－上走行轮，6－下走行轮，7－车架，8－水泵，9－水桶，10－开关箱，11－时间继电器，12－主水管，13－梁面分水管，14－翼缘板分水管，15－旋转喷头，16－雾化喷头。

图5.2 箱梁喷淋养护小车结构示意图

根据翼缘板底部的滴水槽形状设计制作一种可以在翼缘板边缘行走的小车，小车在梁面有两个轮子，以固定在翼缘板上的槽钢为轨道。小车在翼缘板底部也有两个轮子，以翼缘板的滴水槽为轨道。小车由低速电机提供动力，由皮带带动梁面上的轮子行走。喷水管路由主水管、梁面分水管和翼缘板分水管组成，分别对梁面和翼缘板、腹板喷洒养护水。时间继电器有两组，一组控制电机和水泵动力电路，控制系统工作和停止，另一组控制电动机转向，控制电动机由梁的一端到达另一端后调整转向，使小车返回。

5.3预制构件自动喷淋养护区

1－混凝土地面，2－调平支架，3－补水管路，4－集水池，5－浮球开关，6－截水沟，7－养护水泵，8－配电箱，9－供电线，10－时间继电器，11－主管路，12－分支管路，13－雾化喷头，14－补水供电线，15－水井及补水水泵。

图5.3 预制构件养护区结构示意图

场地四周设置环形截水沟和一处集水井，用以回收养护水和蓄水，使养护水循环利用。根据预制构件的尺寸铺设方钢调平支架，避免混凝土向低处流动导致构件厚度偏差，同时便于叉车搬运构件。在构件养护区上方安装喷水管路和旋转喷头，管路和喷头间距2m，喷头交错布置。管路距离地面3m，采用细绳悬吊于构件预制场顶棚。管路、喷头间距和离地距离应根据水压和喷头的旋转半径设计，保证无喷洒死角。集水井内设置水泵和浮球开关，水泵为喷淋系统供水，浮球控制集水井内的水位，缺水时启动附近水井内的水泵向集水井补水。

6技术要点

6.1 水泵应有具备足够的扬程、高频率开关的耐久性和无水自动断电功能，确保养护水能泵送至混凝土结构的最高位置，且具备喷水压力，防止水泵的性能不稳定和损毁而影响喷淋作业。

6.2 蓄水桶采用1000L高密度聚乙烯化工桶，质量可靠，便于吊装。主供水管路可采用DN32高压橡胶管，分输水管可采用DN20PVC管。

6.3 时间继电器应由专人根据环境进行设置，间隔和持续时间应满足保湿要求，在高温时段增加养护频率，保证质量，雨天降低养护频率，节约水资源。在本项目中，桥墩和预制构件在高温时段间隔30min喷淋一次，常温时段60min一次，每次喷淋60s，以保证混凝土表面湿润为标准。

6.4 梁面养护小车应采用输出扭矩大、效率高的YDS系列低速电机[3]，控制小车在32m梁面往返一次时间不低3min，保证喷水量满足养护要求，且电机的功率能够拖动水管及电缆在梁面上往返。

6.5根据水压和喷头性能，相邻喷头的洒射范围要能够重叠，保证在水压有损失的情况下依然能全面覆盖。

6.6 墩身包裹篷布应采用颜色较深、厚度适中、不透气、耐久性强的材料，将桥墩紧密的包裹，避免桥墩被风干，且具有良好的吸热、保温、保湿性能，节约用水。

6.7 蓄水桶应始终保证有足够的水量，专人、专车及时补水。

6.8 现场设置养护记录牌，专人负责养护记录，并根据实际情况及时调整养护参数。

6.9 在每个养护周期过后，水垢、杂质等会造成管路、喷头堵塞，在下次安装前要做好清理工作，确保养护效果最佳。预制构件喷淋养护区的截水沟、集水井应定期清理污物，保持水路畅通。

6.10 安排专人进行养护装置、临时用电的安装和检修保养，保证施工安全。 7结束语

通过实践证明，自动喷淋养护技术能定时、定量、均匀地将养护水喷洒到混凝土表面，改善了养护温度、湿度，保证了养护质量，具有操作灵活、省力、节

水等优点，同时还降低了养护作业安全风险和成本投入，在铁路、公路等建设领域具有较高的应用价值。

参考文献：

[1]边满喜. 石济客专墩身自动喷淋养护技术[J]. 工程技术:全文版, 2016(7):00256-00256.

[2]古松松，陈良. 浅析现场组合式自动喷淋系统在绿色施工中的应用[J]. 工程技术：引文版：00184-00184.

[3]杨有宁. YDS型低速电机结构原理与应用[J]. 设备管理与维修, 2000(5):2.