高铁箱梁芯部温度偏高的危害(一)
铁路箱梁预制蒸汽养护温度控制概述
铁路箱梁预制蒸汽养护温度控制概述
孙宇 sunyumx@163.com
摘要: 本文针对哈大客专XX制梁场介绍了铁路混凝土简支箱梁蒸汽养护施工工艺。通过材料特性、施工工艺和监测手段对高速铁路箱梁混凝土实施温度控制，有效的控制了温差产生的裂缝，通过对观测数据对比分析，证明了温度裂缝控制的可行性，并总结了外界条件对箱梁混凝土温度变化的影响规律。
关键词: 高速铁路 混凝土 箱梁 蒸汽养护 温度裂缝 1、工程概况
哈大铁路客运专线XX制梁场负责承担哈大铁路客运专线TJ-3标段伊通河特大桥XX#墩~XX#墩共XX榀箱梁预制、安装，里程范围为DKXX+～DKXX，正线全长XXkm。我们所施工段落位于长春地区，该地区年平均气温4.4℃～8.4℃，极端最高温度36.1℃～39.8℃，极端最低温度-39.9℃～-32.8℃。2006年各月温度情况如表1：
表1 长春2006年各月温度情况
2、蒸汽养护系统的设置
蒸汽养护系统采用2台额定蒸发量4t/h、工作压力1.25Mpa的锅炉供汽。锅炉的使用程序为：烘炉→煮炉→升火→供汽→正常运行。
蒸养锅炉供汽分箱梁蒸汽养护、混凝土拌合用水水温蒸汽加热和砂、石原材料保温3部分。蒸养系统按照蒸养棚所选的材料及蒸养棚的尺寸散温多少、以及蒸养棚内最高温度及室外最低温度的温差值进行散温考虑。按照梁重819t,同时蒸养4片箱梁，同时升温1片箱梁.室外最低按-10℃考虑；搅拌用水及砂、石原材料的保温均按照哈大客专的有关规定进行保温加热计算。
蒸养管道：主管道随着线路延伸，供汽量和蒸发量平稳通过内杆式楔型阀调节。
蒸养罩：箱梁进行蒸汽养护时直接采用蒸养罩覆盖严实。蒸养罩内多点测温、多点升温、多点降温，严格控制升、降温梯度、恒温时间和拆模温度。
测温计：采用压力式指示温度计，测温范围0～100℃，精度等级1.5级。
测温计的布置：箱梁两外侧、两端头及跨中各布置一块，孔道布置一块，梁顶和梁底各布置四块，箱内两端各布置一块。温度传感器安装牢靠，位于梁体外侧、箱内高度的中部位置，其它部分离混凝土面或模板5～10cm左右。 3、蒸汽养护温控系统介绍
采用蒸汽养护技术预制混凝土箱梁可以提高梁的品质,缩短施工周期,该技术的难点在于严格、准确、实时地控制温度变化.针对已往我们施工中存在的设备简陋、温控粗放等问题,提出了一套完善的温度自控系统,使混凝土的蒸汽养护工艺更加成熟、完备、可靠.
3.1、 温控养护系统介绍
基本组成
蒸养系统主要由四部分构成，即蒸养罩系统、蒸汽加热系统、通风和冷却系统、自动温控系统。蒸养罩系统具有很强的保温性能，最大限度地减少箱梁与外界的环境接触，创造一个适宜的养护环境；蒸汽加热系统是将锅炉的蒸汽按照控制规则，自动的喷射到养护罩内，为了保证升温的均衡，蒸汽的喷射孔口径和间距都经过了科学的计算；通风和冷却系统中，冷却喷淋和加热系统采用了部分相同的管道，这样，简化了管道布置；温控系统采用了分布式控制策略，以增加系统的可靠性。
主控制器和分控制器采用了无线网络的数据传输，并采用了工业标准的通信协议，具有很高的安全性。系统结构如图1所示；（以三个台座为例）；
自动
温程器所
控仪、远测温控制如图2、3示。
图2自动温控仪 图3远程测温控制器
3.2、 蒸养原理
整个蒸养系统的实施由两步完成，第一步，试验梁的测试。即在梁体内部设置温度测试点，测量梁体温度，得到温度的变化特征。第二步，取消内部测点，依据试验梁的测试温度规则，设置梁体外部测试点，确定蒸养方案和策略。 3.2.1、试验梁
试验梁内部温度的采集是温控系统的关键，通过温度的采集来分析制定出控制参数，从而控制梁体养护温度，使梁体表层与梁体内部、梁体表层与梁体养护温度的温差不超过15°。试验梁温度的采集首先要在梁体内外布置16个pt100传感器，其中梁体内部布置8个，外部及表面布置8个，通过16路JCJ500B巡检仪对其温度进行采集。 3.2.2、上位机使用说明（以三台座为例）
该程序可以对1#、2#和3#台座同时进行监测和控制，可以完成对温控器的初始化设置，步骤监测，温控器的启/停控制等功能。用鼠标双击“蒸养.exe”程序进入运行状态界面;
初始化完毕，此时程序已经开始运行，并且依次对各个温控器进行初始化，请稍候待初始提示栏自
动消失。界面如图4所示；
图4初始化状态界面
动相应的设备。并且弹出相应得对话框，此时在对话框内输入相应得梁号，点击“确认”就可以运行相应设备，若点击“取消”则该设备不会被启动。以1#
为
正在运行
，并且1#
1#设备运行状态。点击
实时数据按钮，可以显示实时采集数据的报表和波形，界面图5所示：
图5 采集数据界面
在此界面下，可以通过选择设备下拉菜单来显示不同台座的实时温度，通过“曲线选择”按钮来选择不同通道的曲线。
当按历史数据按钮时，可以对以前的数据进行查询，共有3个界面，分别是波形图界面，报表界面和波形图与报表同时显示界面。界面的选择、历史数据的选择等内容都可以通过界面顶部的下拉菜单来实现。如图6所示。
高铁箱梁芯部温度偏高的危害(二)
高等级箱梁温控养护工法
高速铁路900T箱梁混凝土的温控及养护工法
1、前言
高速铁路的大量投入，900T后张法预应力双线简支箱梁被广泛应用于铁路桥梁中。高速铁路必须满足列车的高速行驶（350km/h），并保证高安全性和高舒适性的要求。工程主要承重结构使用寿命需满足100年的要求，主体工程质量实现“零缺陷”，箱梁混凝土多采用C50高性能混凝土。
高性能混凝土是一种新型高技术混凝土，在大幅度提高普通混凝土性能的基础上采用现代混凝土技术制作的混凝土。它以耐久性作为设计的主要指标，其中温度控制是一项重要检测指标，尤其表现在夏季和冬季施工中。
2、工法特点
2.1 夏季和冬季混凝土施工主要控制原材料的入机温度，此效果明显，可满足规范要求。
2.2 温度控制围绕混凝土浇筑前、浇筑中及浇筑后，采取一系列可操作性的措施，且不影响施工。【高铁箱梁芯部温度偏高的危害】
2.3 在不利环境的影响下，满足温度要求，可保证施工进度。
2.4 混凝土浇筑完后对芯部、表层、箱内、箱外及环境温度的定时监控，可有效控制混凝土质量，并指导拆模、张拉及养护等后续工序。
3、适用范围
本施工工法适用于高速铁路预应力混凝土铁路桥简支梁夏季和冬季的预制梁混凝土施工。
3.1 我国《铁路混凝土施工技术指南》中规定，当昼夜平均气温高于30℃时，混凝土工程的施工为夏（热）期施工。混凝土表面水的蒸发速度不仅取决于环境温度，也受环境湿度和风速的影响，由于我国夏季的特征（温度高、湿度低、风力大、雨水多以及降雨突然等）以及高速铁路分布广、跨度大，给夏（热）期混凝土施工带来诸多不可预测的因素。
3.2 《铁路混凝土工程施工技术指南》规定，当环境昼夜平均气温（最高和最低气温的平均值或当地时间6时、14时及21时室外气温的平均值）连续3d低于5℃或最低气温低于-3℃时，混凝土施工应该按冬期施工考虑。
123
4、工艺原理
4.1 夏季混凝土施工
导致夏（热）期混凝土工作性能变化快、施工难度大的主要原因是较高温度下混凝土中水分损失加剧以及水泥水化反应速度加快。
4.1.1 高温造成水泥水化、硬化加快。温度对水泥水化反应速度影响显著，温度每升高10℃，化学反应加速一倍。当气温为14℃时，混凝土拌和后的第一个24h产生全部水化热的43%；当气温为30℃时，混凝土拌和后的第一个24h产生全部水化热的62.5%。
4.1.2 高温造成混凝土表面水分蒸发加快。夏（热）期的高温造成混凝土表面水分蒸发率增大，致使新浇筑的混凝土表面失水，形成塑性收缩裂纹。
4.1.3 高温造成混凝土的内外温差较大。混凝土表面因环境温度较高而硬化较快，随着水泥水化的进行，混凝土内部温度升高，在约束下产生压应力，会使外部先行硬化的部分（表面）产生拉应力。夏季混凝土施工是指日平均气温超过30℃的条件夏季下进行混凝土施工，这一条件下的施工对混凝土的不利影响因素包括三个方面，即高温、干燥和大风。
4.2 冬季混凝土施工
在冬期，由于气温较低，新浇筑的混凝土如不采取措施，很快就会冻结。早期受冻的混凝土，其最终强度将大幅度地降低。冬期高性能混凝土施工的特殊性主要体现在以下两方面：
4.2.1 低温阻止水泥水化热的进行
混凝土浇筑后，强度发展主要取决于胶凝材料的水化，而胶凝材料的水化反应与其他化学反应一样，水泥的水化反应必须在有水和一定的温度条件下才能进行，其中温度决定着水化反应的速度，温度越高反应越快，混凝土强度增长越快；但温度也不能过高，否则会使水泥颗粒表面迅速水化。结成硬壳，阻止内部继续水化，形成“假凝”现象。反之，温度越低，水泥水化反应速度越慢。
4.2.2 冻结对混凝土强度的影响
在大气环境下，气温达到0℃以下时，水将结成冰，而水的结冰过程将伴随着体积的膨胀。当混凝土强度降低时，其内部的水结成冰，体积膨胀，将导致混凝土结构体破坏。
5、施工工艺流程及操作要点
5.1 夏季混凝土施工工艺流程及操作要点
为了保证夏季混凝土的施工质量，严格控制夏季混凝土温度，梁场必须作好详细的施工计划并予以实施，概括起来，主要做好夏季混凝土施工前的准备工作、施工过程的控制 124
以及施工后的养护这三方面的工作。通过精心地选择配制混凝土的原材料和施工工艺，在混凝土的配制、搅拌、运输、浇筑、养护等阶段，都采取了相应的措施来提高夏季施工的质量，并在混凝土浇筑结束后重点监控混凝土芯部与表层、表层与环境、箱内与箱外的温差，以此来辅助施工。
5.1.1 夏季混凝土施工方案的编制
在夏季混凝土施工前，梁场工程管理部及时编制夏季混凝土施工方案，施工方案包括原材料的堆放和降温措施；混凝土搅拌、运输及浇筑过程中的降温措施；混凝土的养护措施；混凝土温度控制措施及记录情况；混凝土水化升温及拌合温度计算等相关内容。
5.1.2 夏季混凝土施工人员的培训及安全技术交底
夏季混凝土施工前，组织梁场混凝土搅拌站操作人员、试验检测人员和混凝土浇筑、养护等相关人员对夏季混凝土施工方案和技术要点进行详细的培训和安全技术交底，明确每项工作的具体操作要点和注意事项。
5.1.3 原材料的贮存与降温
（1）粗骨料降温，是最经济、最有效的方法。粗骨料降温2℃，混凝土出机温度约下降0.5～1℃。给堆料区搭设钢棚，进行遮阳，避免阳光直射。同时在混凝土浇筑前一段时间，适当对其淋水散热，借用水蒸发时带走的热量使骨料降温，但使用中要严格控制含水量。
（2）细骨料降温，不宜淋水，但同样应搭设钢棚遮阳、防晒。应注意运用层间的温度差。要严格控制，检测含水量，保证检测样品与使用材料的一致性。
（3）水泥降温，直接影响到混凝土的出机温度，水泥降温8℃，混凝土的出机温度约下降1℃左右。由于水泥用量大，生产后无停留降温的时间，一般储存罐温度高达50～60℃。应采用调整增加中间罐仓的方法，使水泥尽量多停留自然降温降温，同时应对水泥罐仓周围安装水管进行淋水降温，并对水泥罐仓用反光油漆涂刷。并加强对水泥温度及安定性的检测。保证水泥进入搅拌机的温度不大于40℃。
（4）拌和用水降温，这是最重要的降温手段。水的温度每下降5℃，出机温度约下降0.8～0.9℃。水的冷却过程应通过工业冷水机完成，并在混凝土浇筑时抽取地下水及在蓄水池上增设遮阳棚等措施，保证进入搅拌机的水温控制在8～12℃。
5.1.4 混凝土配合比的优化设计
梁体混凝土配合比是铁道部产品质量监督检验中心铁道建筑检验站设计的，设计时充分考虑了温度的影响，采用了水化热较低、细度适宜的水泥，同时掺合了粉煤灰、矿粉， 125
掺入粉煤灰和矿粉会大大降低混凝土的绝热温升；选用了具有缓凝、减水、引气的外加剂，增加了拌合物的工作度，补偿因失水等因素造成的收缩与徐变；在拌制时根据粗细骨料级配、温度、含水率随时调整拌合用水量，通过调整拌合物坍落度、扩展度和含气量等参数来控制混凝土拌合质量，尤其是缓凝时间。
5.1.5 夏季混凝土的搅拌运输降温
混凝土模板温度控制在35℃以下；通过热工计算，严格控制混凝土原材料温度，保证混凝土入模温度小于30℃。
混凝土搅拌站料斗、储水器、皮带运输机、搅拌楼、混凝土运输车都应采取遮阳措施。混凝土料斗、搅拌楼、运输罐车在浇筑混凝土前对其进行润湿、淋水降温。运输搅拌车在运输混凝土过程中慢速搅拌混凝土，合理调度，尽可能的缩短运输时间。
5.1.6 夏季混凝土浇筑的降温措施
（1）浇筑混凝土前，必须做好各项准备工作，组织好人员，备足施工设备，保证连续进行浇筑。尽量缩短混凝土从搅拌到入模振捣过程的时间，浇筑时间控制在6h以内。
（2）混凝土浇筑应选在一天中温度较低的时间内进行，保证混凝土入模温度小于30℃。【高铁箱梁芯部温度偏高的危害】
（3）浇筑混凝土的模板用遮阳棚进行遮阳，同时对模板外侧淋水降温，对顶板可用高压水枪喷洒雾状水，以降低模板、钢筋的温度，保证混凝土浇筑时模板温度在5℃～35℃。
（4）加快混凝土的收面速度，收面时可用喷雾器喷少量水防止表面裂纹，但不准直接往混凝土表面洒水。
5.1.7 夏季混凝土拌和期间温度测量
（1）环境温度测量
采用普通温度计测量，在拌和站开盘前开始记录。频次要求：拌和站开盘前测量1次，开盘后每2小时测量1次，箱梁混凝土浇筑时间以6小时计，环境温度测量4次。
(2)原材料温度测量
采用红外线温度计测量，在拌和站开盘前开始记录，包括拌和用水、粗骨料、细骨料、水泥、粉煤灰、矿粉和外加剂。频次要求：拌和站开盘前测量1次，开盘后每2小时测量1次，箱梁混凝土浇筑时间以6小时计，原材料温度测量4次。
(3)模板温度测量
采用红外线温度计测量，在拌和站开盘前开始记录。频次要求：拌和站开盘前测量1次，开盘后每2小时测量1次，箱梁混凝土浇筑时间以6小时计，模板温度测量4次。
(4)混凝土拌和物温度测量
126
采用红外线温度计测量。频次要求：首盘混凝土测量1次，开盘后每50m³混凝土测量1次，拌和物温度共测量8次。
5.1.8 夏季混凝土养护温度记录
(1) 测温点的布设
根据梁体混凝土芯部与表层、表层与环境、箱内与箱外温差不超过15℃这一要求，结合梁体结构尺寸进行了测温点布臵：在梁体两端左右侧距梁端1m加厚段各布设一个点，检测芯部温度，编号为1、2、3、4；在腹板模板外侧两端各放臵一个温度测设探头，检测表层温度，编号为5、6、7、8 、11、12；在梁体翼缘板下侧两端各布设一个探头，采集箱外温度变化，编号为9、10；在内箱里布设两个测点，采集箱内温度变化，编号为13；在梁体翼缘板防护栏杆处布设一个测点，记录环境温度变化，编号14，详见图5.1.8-1。
京向端头1测温点布置图沪向端头1
测温点布置图
跨中断面测温点布置图
图5.1.8-1 箱梁测点布臵示意图
混凝土浇筑结束，将测温探头埋设完全后，由测温系统在计算机中自动监控测温点的 127
高铁箱梁芯部温度偏高的危害(三)
高铁箱梁架设工艺流程过程危险点预控
架梁工艺流程过程危险点预控
一、450吨支座安装、提梁
支座板利用自制小推车在提梁台座上安装，禁止提梁后安装。提梁前司机检查设备状况是否完好，重量显示器、急停开关、行程限位器是否有效，并试试制动系统等安全装臵是否有效，轨道监护人员检查轨道、电缆行程是否有障碍物并清理，大车运、停时，监护人员检查夹轨器是否松、落。司索人员穿钩两人配合，一人用制作的顶杆顶住支撑块，另一人穿吊杆螺栓，操作过程中注意防砸。吊杆穿好后，人员全部离开梁体，检查钢丝绳是否绷紧，然后双机联动同时起
http://m.zhuodaoren.com/shenghuo299548/
推荐访问:高铁箱梁 高铁箱梁图片
