自动喷淋养护系统在高速铁路箱梁预制生产中的应用

摘要

本文重点介绍新建徐州至盐城铁路工程XYZQ-Ⅲ标耿车制梁场在箱梁预制生产过程中通过采用自动喷淋养护系统对梁体实施自动喷淋养护，从而有效提高养护效率，改善养护效果的一种作业方式。关键词箱梁预制；混凝土；自动喷淋；养护梁体内箱养护时雾炮机设置在两列存梁台座之间的提梁机通道上，雾炮机底部设置有可移动式底座，作业人员可轻松移动实1.工程概况新建徐州至盐城铁路（徐盐铁路）是横跨江苏省徐州、宿迁、淮安、盐城4个省辖市的省级铁路主通道，线路总长316.27km，设计行车速度250km/h，建成后将成为连接苏北地区东西向城市经济带的快速客运通道。耿车制梁场位于江苏省宿迁市耿车镇，占地156亩，主要承担徐盐铁路XYZQ-Ⅲ标406孔箱梁的预制任务，梁场设计制梁台座6个，存梁台座54个（6列9排方阵式布置）；最大生产能力1.2孔/天，生产高峰期存梁区最大养护强度为14孔/天。现设备周转；1台雾炮机可满足提梁通道两侧相邻6孔梁的养护需求。在耿车梁场生产高峰期，存梁区配置6名工人和3台雾炮机既能满足梁体内箱混凝土养护需求，平均1孔梁每天消耗1个人工。3.2 梁体侧面养护系统3.2.1 主要构成及工作原理箱梁梁体侧面养护系统的主要养护设施为自动喷淋式养护小车，其主要由轨道式柴油驱动小车、小车走行轨道以及自动喷淋管架三部分组成。柴油驱动小车上设置有水箱、小车自动倒向开2.适用范围箱梁自动喷淋养护系统适用于常温及高温季节箱梁在存梁区的养护。关和自吸式变频增压水泵，水泵与喷淋管架相连；喷淋管架结构为两根DN20镀锌管(4分管），在镀锌管的外沿每隔50cm设置有1个高压雾化多眼喷头（喷头选用250mm处条件喷淋雾化角不小于45°的型号），喷淋管架呈“翅膀状”分别伸向小车两侧（见下图），其外部线形与梁体侧面线形一致，距离梁侧面约为30cm。梁体侧面养护系统的工作原理是在存梁区相邻两排存梁台座间设置轨道式自动喷淋养护小车，通过小车边行走边对两侧梁体3.系统构成及工作原理箱梁自动喷淋养护系统主要由梁体内箱养护系统、梁体侧面养护系统、梁体顶面及底板底面养护系统三部分组成。侧面实施全覆盖自动喷淋养护。养护时小车通过车身上设置的倒向开关装置可实现在不同养护区间自动倒向行驶，通过喷淋管上的水阀开关，可控制单边喷淋或两边同步喷淋。实践证明，采用3.1 梁体内箱养护系统3.1.1 主要构成及工作原理箱梁内箱养护系统的主要由全自动雾炮机和内箱端部封闭盖板组成。雾炮机由移动式底座、水箱、高压水泵、轴流风机、控制电器等部分构成。内箱养护系统的主要工作原理是在梁端使用盖板将梁体内箱进行封闭后，采用雾炮机通过盖板上预留的孔洞向梁体内箱喷射水雾对内箱混凝土进行保湿养护。整个养护过程仅需作业人员操作雾炮机即可实现。现场实测，使用扬程40m、最大耗水量为30L/min的雾炮机对1孔32米箱梁内箱喷雾养护10分钟，箱内环境湿度即可达到95%RH以上且能保证混凝土表面充分润湿的效果。在常温及夏季高温季节养护1次保湿效果白天可达2～3小时，夜间可达3～4小时；1孔梁每次养护耗水量约300L。流量范围3-5吨/小时，扬程范围10-40米的自吸式变频增压水泵，在工作水压0.6mpa，小车走行速度16m/min的条件下，对梁体侧面喷淋一次即可达到充分润湿的养护效果；在该条件下，耿车制梁场存梁区单排梁（6孔）单程养护一次需要15min（每孔梁单次养护耗时约2min），耗水量约为1m3。在常温及夏季高温季节养护1次保湿效果白天可达1～2小时，夜间可达2～3小时，1孔梁养护1次耗水约170L。3.2.2 人员、设备配置及布局梁体侧面养护时，相邻两排存梁台座间设置1台自动喷淋小车和1条小车走行轨道，以耿车梁场为例，1台自动喷淋小车可满足相邻两排12孔箱梁的单侧面养护需求；在耿车梁场生产高峰期，存梁区配置6名工人和3台自动喷淋小车既能满足梁体侧面混凝土养护需求，平均每孔梁每天消耗1个人工。3.1.2 人员、设备配置及布局DOI：10.16116/j.cnki.jskj.2018.05.04097交流平台Exchange Platforml梁体侧面自动喷淋小车养护示意图 雾炮机、自动喷淋小车在存梁养护区布置示意图3.3 梁体顶面及底板底面养护系统3.3.1 主要构成及工作原理梁体顶面及底板底面养护系统主要由加压供水管道、梁底固定式喷淋管道和梁顶可拆卸式喷淋管道三部分组成。其工作原理（以32m箱梁为例）是通过在梁体顶面和梁体底板底面对应的存梁区地面上沿梁体纵向中心线两侧对称布设两根长32m的喷淋管（4分管）从而对梁顶和梁底进行养护的一种方式。梁体顶面喷淋管间距7m（底面喷淋管间距3米），每根管上均布6个（底面喷淋管11个）旋转喷淋头，每个喷淋头覆盖3～4m（底面喷淋头覆盖2～3m）半径范围；在0.6mpa工作水压下，梁体顶面和底板底面喷淋管一次喷淋1～2min即可将混凝土表面充分润湿，常温及夏季高温季节梁顶及底板底面养护1次保湿效果白天可达1～2小时，夜间可达2～3小时，顶板每次养护耗水量约为600L，底板底面每次养护耗水量为800L。3.3.2人员、设备配置及布局箱梁顶板的喷淋管道为可拆卸式（软管），方便拆卸周转使用，在喷淋管端部设置接头直接与主供水管连接；而箱梁底板底面的喷淋管道为固定式（一般采用PPR管）；梁体顶面和底面喷淋管道均通过端部设置的水阀开关控制喷淋；每一列存梁台座外主供水管处设置1台加压泵保证对应列存梁台座上梁体养护时进行加压供水。在耿车梁场生产高峰期，存梁区配置4名工人既能满足梁体顶面及底板底面养护需求，平均每孔梁每天消耗0.3个人工。4.系统应用注意事项4.1 喷淋养护设备水箱的出水口处要设置过滤装置，防水中杂物堵塞喷头，造成设备损坏。4.2 内箱养护时，作业人员要跟机作业，当养护作业与提梁作业冲突时，作业人员要及时将雾炮机移出提梁通道，确保通道98畅通。4.3喷淋小车轨道基础与存梁台座同步规划施做，基础顶面要平顺，在与提梁通道交叉位置，轨道采取预埋方式，轨道顶低于提梁通道面1～2cm；养护过程，喷淋小车走行至提梁通道处时，要关闭喷淋水阀减少水源浪费。养护前，作业人员要检查小车倒向开关及倒向开关触碰杆性能，防止养护过程因倒向开关故障使小车无法实现自动倒向。4.4雾炮机和喷淋小车的水箱根据养护需要进行选取，养护小车水箱容量要满足小车轨道范围内单程一次养护的需求，雾炮机水箱容量要满足一孔梁养护3～4次的需求。4.5梁体养护期间，因特殊情况需要调整存梁位置时，在提梁前要提前检查梁顶面喷淋管端部是否与供水主管断开连接，防止提梁时造成管道损坏。5.对比优势5.1 方便快捷、劳动强度低自动喷淋养护系统较传统人工洒水养护方式机械化、自动化程度高，作业人员仅需操作养护设备即可轻松对梁体实施定时定量养护，且养护设备拆卸移动方便，一人即可轻松实现设备的周转，作业人员的职责由每天进行高强度的洒水作业向操作设备养护并做好设备维护进行转变，劳动强度极大降低。5.2 节能环保、效果明显传统洒水养护方式由于作业人员随意性大，造成对混凝土面润湿效果差，而喷淋养护系统通过将水雾化后对混凝土表面实施喷淋养护，一次喷洒即能实现养护面全覆盖且充分均匀润湿的效果，使同环境下每次喷淋保湿时间基本相同；又可基本杜绝因洒水过多导致混凝土面养护水流淌而在地面及内箱积水严重的问题，极大提高了水的有效利用率。6、结语高品质的混凝土预制箱梁也将成为铁路混凝土制品单位赖以生存的一种趋势。而自动喷淋养护系统的应用能够有效保障铁路预制箱梁混凝土的养护质量，进而也可为生产高品质的混凝土预制箱梁提供必要的保证。该系统可为同类型大体积混凝土制品的养护提供借鉴。C参考文献：[1] Q/CR9207-2017 铁路混凝土工程施工技术规程. [2] TB/T3432-2016 高速铁路预支后张法预应力混凝土简支梁.