高速铁路预制简支箱梁蒸汽养护

张帅军

（中铁十八局集团第一工程有限公司 广东潮州）

随着我国高速铁路的进一步发展建设，特别是武广、京沪、哈大、兰新等几条长距离，高速度高速铁路的建设完成，已形成一套较为成熟的管理体系和施工技术水平，而其中大桥、特大桥的预制简支箱梁则是其重要的组成部分。预计城际铁路将会成为新型铁路的主体，同样有很大份额的桥梁。以在京沪高铁10#梁场（河北境内）的实际经验，简述预制箱梁的蒸汽养护。

梁场主要担负青沧特大桥简支箱梁的预制工作，是无砟轨道后张法预应力混凝土简支箱梁（双线），跨度分别是31.5 m和23.5 m简支箱梁。为加快施工进度，提高制梁、存梁台座的周转效率，采用蒸汽养护提高梁体的早期强度。

一、我国现行预制箱梁养护的标准

1.梁体混凝土养护的要求

箱梁蒸养过程分静停，升温，恒温，降温4个阶段。静停期间应保持棚温≥5℃，灌注完4 h后方可升温，升温速度≤10℃/h，恒温养护期间蒸汽温度≤45℃，混凝土芯部温度≤60℃，个别最高≤65℃，降温速度≤10℃/h，恒温养护时间应根据梁体拆模（放张）强度要求，混凝土配合比及环境等通过试验确定。

自然养护时，梁体混凝土应包裹严实且至少有一层不透水的裹覆层，自然养护时间应根据混凝土强度发展能否满足拆模要求确定。

2.预制箱梁梁体拆模的要求

预制梁拆模时的混凝土强度应符合设计要求，当设计无具体规定时，应达到设计强度的60%以上，拆模时，梁体混凝土芯部与表层，表层与环境温差≤15℃，且能保证棱角完整，当环境温度＜0℃时，应待表层混凝土冷却至5℃以下方可拆除模板，在炎热或大风干燥季节，应采取逐段拆模，边拆边盖，边拆边浇水或边拆边喷涂养护剂的拆模工艺。拆模后应及时喷涂混凝土养护剂或覆盖洒水，养护时间≥14 d。大风或气温急剧变化时不宜拆模。

二、预制箱梁梁体混凝土蒸汽养护的温度控制

1.混凝土入模温度的控制

新拌混凝土在入模前应进行拌合物性能测试，也包括混凝土的入模温度，夏季混凝土的入模温度应≤30℃，冬季混凝土的入模温度应≥5℃，若＜5℃，可采用往拌合用水中通入蒸汽的方法，并对蓄水池进行加盖封闭，达到保温的效果，此种方法比较实用，效果好的可使水温达到30℃以上，完全可以满足冬季施工的温度要求。

混凝土在浇注过程中，冬季应保证模板温度＞5℃，夏季应≤35℃，针对冬季，可采用棉帘围护模板，内预通蒸汽的方法保证模板温度，基本可以满足要求，混凝土浇注完毕后，应及时对混凝土面进行覆盖，覆盖可采用蓬布，塑料布等，防止混凝土表面水分损失，保证混凝土质量。

2.梁体混凝土蒸汽养护各阶段温度的控制

静停阶段：混凝土处于初凝时期，主要是保证混凝土中水泥进行一段时间的水化，使梁体具有一定的强度，以防止升温阶段混凝土体积膨胀对梁体结构产生的裂纹甚至破坏。期间应保持棚温≥5℃，时间≥4 h，也不可太长，无论夏季还是冬季，都应保持梁面顶板混凝土的温度要求，夏季主要是防止太阳光直接暴晒，使梁面混凝土水分散失，冬季主要是保证梁顶面混凝土不受冻。

静停过后进入升温阶段，升温速度≤10℃/h，恒温期间蒸汽温度＜45℃，以静停期间混凝土温度5℃为例，升到45℃，至少需要4 h以上，升温时间和速度，可根据升温开始阶段混凝土的温度和本单位锅炉设备的配备自行选择，无严格规定，一般情况下，主要是控制升温速度应≤10℃/h，加强温度监控，若升温速度过快，易形成模板，混凝土表面和混凝土芯部温差＞15℃，容易在混凝土内部产生应力作用，同时由于水化作用过快，给混凝土性能带来不利影响，对梁体的质量不利。

具体的恒温时间可根据恒温的温度以及强度决定，恒温时间的长短只要各部分温差在规定限度内，对混凝土的质量，强度无负面影响，但若恒温期间混凝土芯部温度过高（武广客专部分最高可达75℃，但各部分温差仍在范围内），则恒温时间不宜过短，要留出混凝土芯部温度降低的时间，否则若急于降温，则会出现芯部与混凝土表面温差过大的情形，对混凝土质量不利，容易出现因温差而产生的裂纹，进而影响混凝土的耐久性。但是通常在实际施工中，受到工期等的影响。可边养护边监控混凝土的强度发展，以满足张拉对混凝土强度以及弹模的要求为标准，混凝土蒸汽养护的恒温阶段是影响混凝土早期强度，从而影响工程进度及总工期的重要阶段，故恒温期间需引起广大技术人员的重视，恒温养护期间的蒸汽温度可根据混凝土芯部温度与蒸汽温度≤15℃为标准确定，且恒温养护期间的蒸汽温度＜45℃，混凝土芯部温度＜60℃，个别最高应＜65℃。

恒温阶段前期混凝土芯部温度呈上升趋势，继续恒温，混凝土芯部温度不再增长，到恒温阶段后期，蒸汽温度不变，而混凝土芯部温度则处于下降，故降温时机要适应混凝土芯部温度和表面温度温差的大小来决定。降温速度应≤10℃/h。蒸养结束后，立即进入自然养护，并按自然养护工艺办理。

3.梁体混凝土蒸汽养护温度控制的重点

蒸汽温度决定模板温度和混凝土表面温度，夏季南方气温过高，可能会导致混凝土芯部温度接近60℃，甚至超过65℃，此时应适当提高蒸汽温度，保证混凝土芯部和表面温度温差符合要求，不能降低蒸汽温度甚至停止蒸养来试图降低芯部温度，降低蒸汽温度可能会使表面和芯部温度温差＞15℃，出现裂纹，而停止蒸汽养护则更为不利，既达不到混凝土养护湿度的要求，而且有可能出现裂纹，对混凝土的强度发展不利。北方部分地区冬季，由于气温过低，入模温度过低，可能会使混凝土强度增长过慢，根据京沪高铁10#梁场的经验，若混凝土芯部温度达不到40℃以上，混凝土的强度增长过慢，甚至不增长，从而严重影响张拉施工和台座的利用率，故要适应张拉及工期要求，最低要使混凝土芯部温度在40℃以上，降低过程时间以及速度可根据伴随芯部温度走势进行。

三、预制箱梁梁体混凝土蒸汽养护温度的监控

整个蒸汽养护过程的温度监控可通过在梁体埋设温度传感器，借助短距离无限信号的方式传输，实现在试验室内即可监测混凝土芯部，表面，模板，蒸汽温度的要求，测点布置应具有代表性并按水化热发生在截面最厚处的原则布置，具体传感器的埋设点（略）。具体操作可0.5 h进行一次数据测定，恒温期间监控频率可1 h一次，根据本人武广及京沪10#制梁场的实际经验，湖南长沙三智电子科技集团的设备可基本满足预制梁暂行技术条件及验标的要求，推荐广大试验人员使用。采用无线测温系统，既缩短工期保证质量，还有效节省人力资源和减少物资的浪费，并可缓解冬季施工带来的压力，综合创造经济效益显著。