新型梁体养护在高速铁路40.6 m预制箱梁中的应用

于传威

（中铁二十二局集团第二工程有限公司，北京 100041）

0 引言

该文介绍了新建江苏南沿江城际铁路站前工程NYJZQ-7标中铁二十二局集团有限公司江阴东制梁场分公司的箱梁预制施工工程，江阴东制梁场负责预制跨京沪高速公路特大桥、跨疏港高速公路特大桥在内的箱梁751榀，其中40.6 m双线箱梁367榀，施工图纸采用铁路工程建设参考图“时速350 km 预制无砟轨道后张法预应力混凝土简支箱梁 跨度：39.3 m （直、曲线） 沿江桥通-Ⅰ-35。

南沿江城际铁路40.6 m预制箱梁是继郑济铁路、福厦铁路后，第三条采用40.6 m预制箱梁并投入批量生产的铁路建设项目，该项目的顺利施工并一次性通过现场实体尺寸及静载试验检验及国家生产许可证审查的实地核查工作，成功为40.6 m箱梁的全国铁路推广打下强针剂。高速铁路40.6 m预制箱梁的成功浇筑意义重大，其作为即将全面推广应用于高铁建设的简支箱梁，在节省材料、减少土地占用、方便架设安装以及提升跨越能力等方面具有较大优势。作为新型梁体的施工质量控制方面最为关键，其中养护措施是否得当在质量控制方面起到了重要的作用。

1 新型养护方式的应用环境

40.6 m预制箱梁作为高速铁路预制施工技术最前沿、社会经济能效最明显的新型梁型的投产应用，合理应用夏季施工混凝土的养护方式，能够有效减少梁体的表面收缩裂纹，提高混凝土的强度增长速度，对梁体的整体耐久性及施工时效性具有明显的优势，进而决定梁体的使用寿命及后期维护费用的投入。常规梁体预制施工采用的人工定时喷洒或梁体局部采用自动喷淋的养护方式对梁体表面较易产生收缩裂纹的质量通病不能够得到有效控制，首先，传统的养护方式对梁体养护满足不了全覆盖的整体性控制要求，同时，养护的连续性也满足不了实时养护的需要。作为大跨度的梁体的抗裂性能，如果按照传统的养护方式生产，极易导致抗裂性达不到静载试验要求，为了避免梁体的施工实体质量存在隐患，新型的养护方式的应用显得格外重要。

2 新型养护方式的施工及应用技术

新型养护方式的应用是为了确保梁体养护达到全覆盖、无死角、实时养护的施工目的，进而确保梁体桥面、箱内、梁体两侧、梁底及梁端均满足养护要求，下面结合40.6 m箱梁实体概况对其养护方式的基础施工及应用技术进行简单的阐述。

2.1 40.6 m预制箱梁梁体概况

40.6 m（跨度39.3 m）箱梁为时速350 km预制无砟轨道后张法预应力混凝土简支箱梁，设计浇筑C50混凝土方量为370.86 m3，梁高3.235 m，梁宽12.6 m，全长40.6 m，与常规32.6 m箱梁混凝土方量增加54.76 m3，梁高增加0.2 m，梁长增加8 m。该梁型理论重量928 t，为名副其实的千吨级大型梁体，梁体施工为典型的大体积混凝土施工作业。

2.2 混凝土养护部位特点分析

因此，针对该梁型务必保证其无死角全覆盖及其养护作业周期，是该工程养护作业的重点。

梁体混凝土养护的意义在于提供水泥水化作用必须的适当温度、湿度条件，保证正常的水化作用。混凝土养护不及时，不充分，极易产生收缩裂纹、降低强度，从而影响梁体混凝土的耐久性和其他各种性能，最终无法满足设计使用年限的规范要求。因此，对于国家重要级高铁工程来说，梁体的各个部位均宜达到全面的养护状态，才能更好地保证其整体性能，使中国高铁技术走出国门，打造“中国制造”的高铁精品工程示范典例。

根据《高速铁路预制后张法预应力混凝土简支梁》及其他规范要求，该梁体在此工程环境条件下进行自然养护过程中，拆模后应及时进行养护，保湿养护时间应该不少于 14 d[1，4]。

因此针对该梁型，务必保证其无死角全覆盖及其养护作业周期，是该工程养护作业的重点。

2.3 养护方式的施工

梁体养护方法按其养护的工艺分为自然养护和蒸汽养护，该文重点对梁体自然养护应用进行说明。自然养护期间，应该在梁体混凝土浇筑完毕后，及时地对混凝土进行保湿养护作业[2-3]。

因梁体的各部位的形式不同，对其进行养护的方式进而也不同，桥面养护采用顶板蓄水方式、箱内180°喷淋及蓄水养护、梁端覆盖喷洒保湿养护、底板浸水养护、梁体两侧采用180°喷淋方法，满足全方位养护的施工需要。箱梁养护示意图如图1所示。

2.3.1 桥面顶板蓄水养护

待梁体混凝土完成浇筑作业后混凝土初凝前，将尺寸为20mm×60mm（厚度×高度）橡胶条沿距梁端100 mm四周嵌入梁体混凝土内3 mm～5 mm，胶条接茬处或嵌入深度不够时，撒入少量干水泥进行密封处理，桥面的泄水管及预留的吊装空洞采用较相应孔洞直径稍大的泡沫球体进行塞填，完成桥面的围堰挡水及防水工作。

2.3.2 箱内养护

梁体混凝土浇筑完成，在终凝前及内模未拖出前对箱内进行蓄水作业，底板泄水孔因与底模紧密接触不存在外流问题，箱内变截面处由于与底板高差较大，不具备蓄水条件，采用相同尺寸大小的土工布进行洒水保湿养护。待梁体箱内模板完成初张并拖出后，在箱内安装180°的养护喷头，满足箱内顶板及两侧的喷洒养护条件。

2.3.3 梁端养护

梁体达到拆模强度，并在两端模板及内模板的拆除作业完成以后，现场按照梁端腹板宽度、底板厚度及箱内端净尺寸进行梁端保湿工装及箱内堵板的制作，达到梁端养护的作业条件。梁端养护工装如图2所示。

2.3.4 底板浸水养护

梁场在存梁区设置能够满足梁体拆模后养护14 d的周转养护池，用于梁体底板浸水养护。养护池施工前选择地质良好的场地，施工前进行养护池的定位放线，满足底板浸水面积、两侧喷淋洒水的收集及养护水体的循环使用功能。当养护池基础施工完成，场地平整后进行碾压，确保压实基础，防止池底出现沉陷现象。池底土方基础完成后进行首次混凝土底板的浇筑及池四周的挡水台施工，混凝土浇筑完成后，及时地进行洒水养护，防止出现裂纹影响底板混凝土的整体性及保水性。底层混凝土完成初凝后，铺设0.5 mm厚的塑料薄膜，薄膜间搭接宽度不得小于1 m，并进行临时固定，同时确保塑料薄膜与底层混凝土紧密贴合，无空洞气泡，然后进行池底基础的二次浇注作业；为了保证施工质量，该层混凝土的施工采用细石混凝土，确保该层混凝土的密实性，同时加强洒水养护，完成池底板的浇筑作业。为了预防养护池体四周挡水台与池底板存在施工间隙，在底板混凝土终凝后，及时采用防水涂料对其进行防水施工，确保养护池体满足有效蓄存水功能。考虑到养护水体使用能够满足节水要求，养护池间设置沉淀池，待池体蓄水满足浸水要求的蓄水高度后，将该水体通过预留的PVC管流入沉淀池，达到水体循环使用节约水资源的功能要求。

2.3.5 梁体两侧养护

梁体吊移至养护池后，在梁体腹板外缘侧间隔约3 m设置可调喷洒角度最大可达180°的养护喷头，确保喷洒范围满足腹板及顶板下缘板的养护。

2.4 养护方式的应用

梁体养护作业贯穿于梁体施工的各道施工工序，各部位的养护达到施工作业条件后，需要及时进行。养护用水采用同混凝土拌合的水体或经检测合格的其他水源，严禁使用未经检测或受污染的水体造成对梁体混凝土的损害。

图1 箱梁养护示意图

桥面顶板蓄水养护作业完成桥面的胶条围堰挡水及防水工作后，桥面混凝土初凝后终凝前及时进行蓄水，切勿蓄水过早或过晚。蓄水过早会对桥面混凝土水泥浆造成冲刷流失，导致梁面“起砂”或水线槽坑现象出现，蓄水过晚造成由于梁体混凝土水化热反应过程中因失水出现表面收缩裂纹的情况。根据该梁场施工环境及混凝土凝固状态的经验总结，40.6 m梁体桥面混凝土完成浇筑作业后，约1 h内对梁顶进行蓄水养护作业，保证养护质量效果。

箱内混凝土处于箱室较为封闭的环境，与梁顶混凝土初终凝时间较为相近，因此箱内蓄水与顶板同时进行。为了避免箱内变截面因尺寸高差不利于蓄水因素的影响，对其设置的土工布设专人进行洒水，确保该节段得到有效养护。待内模拖出后及时安装同箱内长度的喷淋主水管及间隔3 m设置的最大可调180°的喷头，连接预设的自来水储存罐体水源，通过手机App进行该喷淋系统的操控，根据天气气温的变化及时调整喷淋的时间间隔，有效保证箱体内各截面处于湿润状态。

梁端待端模板拆除后，加工的梁端保湿工装及箱内堵板需要及时进行安装（避免养护水体对外露钢绞线造成锈蚀，需提前安装钢绞线护套），安装后将设置于保湿工装顶部的雾化喷头水管与箱内养护水管进行连接，确保雾化喷头对沿梁端设置的土工布进行有效浸水，满足梁端混凝土的湿润状态。箱内堵板的安装对箱室大截面的通风起到有效的阻隔作用，可以有效避免箱内、外因空气流动产生的“过堂风”，造成箱内表面混凝土温差过大，出现温差裂纹情况。

底板浸水养护水体需要满足对底板混凝土的有效浸润的条件，为了防止因不确定因素导致养护水池的水位下降或受天气蒸发影响，池体浸水高度设置在梁体底板以上50 mm，确保底板在养护期间一直受水体浸湿养护状态。

梁体腹板及上翼缘底部两侧养护方式与箱内拖出内模后的自动喷淋系统相同，可以根据手机App，及时根据天气气温变化调整喷淋洒水的时间间隔，满足养护需求。

梁体上翼缘外立面长度为40.6 m、宽度为217 mm，有效外露面积较大，此部位养护采用土工布覆盖的方式，通过设置在梁体两侧的自动喷淋系统，对此区域洒水，确保该部位的保湿养护效果。

通过对梁体各部位设置的养护措施、工装，确保梁体养护达到全覆盖、无死角、实时养护的理想作业条件，有效解决了40.6 m高速铁路预制箱梁的养护施工难题。

2.5 养护期间过程控制

因梁体养护自混凝土浇筑完毕至拆模后的14 d[1]，在此期间时间较长且连续，为了保证养护期间的养护质量效果，该作业需要设置专人进行养护施工，技术人员进行严格的把控及监督，保证养护期间不间断、持续高效地完成每榀梁的养护作业。相关作业人员根据养护情况填写养护施工记录表，确保养护作业顺利完成。

图2 梁端养护工装

2.6 养护方式的施工经验

结合该工程所属地域条件特点，江苏省江阴市属北亚热带季风性湿润气候，四季分明，夏季较炎热。40.6 m梁体采用该新型养护方式能够有效地保证养护质量，鉴于其大体积大跨度的尺寸构造特点，多次静载试验合格都验证了梁体混凝土强度及刚度，均满足设计要求。对比沿海多风、内陆干燥及温差较大的区域，假设采用此养护方式能有效解决因气候、地域差异等造成的梁体外表易受周边环境变化对梁体养护造成的不利影响。

该文通过对江阴东制梁场40.6 m铁路箱梁施工养护方式进行总结，分享个人经验，供大家借鉴。

3 结论

随着我国经济的发展，桥梁的建设也越来越多，规模也越来越大，占用国家土地资源的需求随之增大，未来的桥梁施工采用40.6 m预制箱梁施工的线路也越来越多，所以不断地创新和改进桥梁的施工工艺，才能适应我国经济发展的步伐。相信随着40.6 m预制箱梁施工技术的逐步完善进步，将有助于国家铁路基础建设的发展。