温湿度控制智能喷淋养生系统在预制T梁中的应用

赵全江 温斌

摘要：高速公路建设期间，预制T梁施工质量控制尤为重要，传统预制T梁养生大多采用人工开关的喷淋系统或调整时间的喷淋养生系统，因T梁混凝土温湿度变化不规律，在预制T梁数量较多的情况下，传统的养生系统费时费力，根据主观判断或定时养生，很难达到良好的养生效果，施工质量难以得到保障。文章以贵州省都安高速第八合同段预制T梁施工为例，综合分析温湿度控制智能喷淋养生系统应用原理及社会经济效益，对后续预制T梁施工具有一定的参考价值。

关键词：温湿度感应;节约用水;自动化;智能化

中图分类号：U445.4A361303

0 引言

传统预制T梁施工从人工洒水养生逐步演变成为采用人工操作的喷淋系统或调整时间的喷淋养生系统进行养生，但仍然存在许多不足之处：人工洒水养生费工、费时、费力;养生效果差，养生不及时、不能全覆盖;水资源利用率低、浪费严重;外接管线影响正常施工、易损坏。

为此，项目根据都匀至安顺公路项目预制T梁标准化施工指南，在预制T梁施工过程中大胆创新，通过采用新型的温湿度控制智能喷淋养生系统，成功地解决了传统养生的诸多不足，在节省水资源和人工的同时达到了更好的养生效果，在保证施工质量的同时也实现了水循环利用，取得了良好的技术、经济效果。

1 工程概况

贵州省都匀至安顺公路T8合同段全长8.88 km，起止桩号为K18+390～YK27+100/ZK27+107。主线共设大桥4 178 m/12座，含预制T梁1 545片（28 m 24片、30 m 1 197片、40 m 324片），共计混凝土5.41万m3。

项目针对T梁数量多这一特点规划T梁预制场一个（长712.5 m，宽25.6 m），位于线路中心位置（K21+888～K22+600.5），占地面积18 240 m2。预制场分为钢筋加工区、钢筋骨架绑扎区、预制生产区和存梁区4个区域，共设置型钢台座52个（28 m、30 m、40 m三种规格），由2个施工班组共同完成本合同段1 545片T梁预制任务。

2 技术原理及工作流程

2.1 技术原理

温湿度控制智能喷淋系统是以温湿度一体式的探头作为感应元件，将梁片温度和湿度信号采集出来，通过信号线传输到主控柜，主控柜按照设定温、湿度范围值控制电磁阀的自动开启和关闭，从而进行喷淋养生。

2.2 工作流程

温湿度智能喷淋养生系统工作流程如图1所示。

（1）场站规划：项目在梁场建设前，将现场实际地形与规划方案相结合，充分考虑养生用水的流向及三级沉淀池的建设，保证场地的整洁，确保养生用水可以循环使用。

（2）管线布设安装：沿台座位置地埋管线，根据用水量的大小调整水管的直径，本项目主管道设置为直径7 cm的PPR水管，台座间支管道设置为直径4 cm的PPR水管，保证养生用水量。在T梁预制场中央安装1台主控柜，通过埋设管线至每个台座，将探头置于T梁侧面作为温湿度控制感应元件，自动开启闸阀，通过可旋转喷头对预制梁片进行全面养生。

（3）信号采集：每一个台座布置一个温湿度感应器，将温湿度感应探头放置在T梁一侧，保证探头可以实时采集梁片温湿度信息，并将信息传输至主控柜。

（4）主控柜数据分析：根据设置好的温湿度范围，主控柜将采集到的数据进行分析，并将分析结果传输至电磁阀，通过现场试验确定湿度值及喷淋持续时间，用湿度计分别测量梁片洒水前和充分洒水后的湿度值，取其中间值作为系统控制电磁阀开关的湿度值，本项目通过试验确定冬季系统设定湿度值为75%，夏季设定湿度值为50%。以冬季为例，即当感应探头测试到梁片湿度值低于75%时，主控柜将发出指令至电磁阀开关，自动开启养生。单次喷淋持续时间为3 min，底喷管和顶喷管均能匀速旋转两次，确保混凝土面全覆盖。当感应探头测试到湿度值再次低于系统设定值75%时自动开启第二次喷淋，依次循环进行直至养生结束，养生周期为7 d。

（5）电磁阀控制水路：主控柜数据分析完成后，通过电磁阀控制养生水路的开启及关闭。每个台座养生水路均由固定的电磁阀控制。

（6）智能喷淋：为保证梁片养生质量，每个台座共设置7个出水口，其中4个在两侧安装伸缩旋转喷头（底喷管），剩余3个出水口通过两侧外接软管，将摇摆喷洒头放置在T梁顶部及两侧，如图2所示。

底喷管两侧连接伸缩喷头，需进行喷淋养生时喷头自动从台座底伸出，可旋转180°，保证养生范围，减少水资源浪费，喷淋完成后自动收缩回台座底部;台座两侧各设置一个顶喷管，中间设置一个，通过外接软管连接摇摆喷洒头，摇摆喷洒头通过洒头绿色旋钮可调节喷洒角度，将其置于T梁顶部的喷洒头角度设置为135°，置于T梁两侧端头的喷洒头角度设置为60°。

（7）养生水收集：项目梁场两侧均建有三级沉淀池，用于养生用水收集及循环利用，实现节水目标。

（8）信息化操控室：梁场建有信息化操控室，对智能养生等进行综合管理，准确记录好每片T梁的养生开始时间及持续时间，推进场站信息化建设。

3 应用效果

通過温湿控智能喷淋养生系统的应用，实时采集梁片温湿度信息，全面及时地对梁片进行养生，节省了大量人力;三级沉淀池及循环水的重复利用，能有效节约40%以上的养生用水;多水路自动定压供水，方便集中管理，大幅度提高自动化、智能化程度，有效保证梁片的养生质量。

4 经济效益对比分析

本项目通过收集现场实际数据对传统喷淋养生系统及温湿度控制智能喷淋养生系统进行月度及总体经济效益对比分析如表1、表2、图3所示。

通过对比分析得知，相较于传统喷淋系统，温湿度控制智能喷淋养生系统每月能节约用水380 t、节约用电2 400°、节省人工费1.2万元，按照本项目制梁生产工期14个月计算，梁场养生共节约成本21.35万元，且该系统至少可重复使用2～3个项目，除水费、电费受工期因素影响外，每个项目可节省设备成本约16万元/台，经济效益显著。

5 结语

温湿度控制智能喷淋养生系统能有效解决传统喷淋养生系统的诸多缺陷，特别是预制T梁数量多的项目，对保证施工质量、节约施工成本、推进绿色节能施工以及品质工程的打造有着重要的指导意义，可为行业内同类施工项目提供借鉴。高速公路项目建设期间，场站管理越来越趋于标准化、精细化、自动化、智能化，T梁温湿度控制智能喷淋养生系统的应用将是品质工程打造及绿色公路创建的必然趋势。

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收稿日期：2020-04-09