北京东路预制箱梁蒸汽养护方案

梁场蒸汽养护方案一、工程概况北京东路D标道路工程南明河大桥引桥、左幅1号桥、右幅1号桥、右幅2号桥上部结构均为预制箱梁。梁长35米、高1.825米、宽度中梁为2.4米，边梁为2.85米，预制箱梁合计为230片。贵阳地区冬季温度白天温度一般为5℃—10℃，夜间温度为最低可达到—5℃，为保证混凝土质量和加快进度，根据预应力混凝土施工规范要求结合现场实际情况制定预制箱梁蒸汽养护方案。二、养护方案混凝土蒸汽养护采用专门加工的养护棚围蔽，防护棚采用φ32mm钢筋焊接骨架，骨架上面覆盖防水布（见图一），用燃气锅炉产生蒸汽加专用蒸汽输送管接入养护棚内（见图二）。图一：养护棚布置图图二：管道布置图混凝土预制构件的蒸汽养护分静停、升温、恒温、降温四个阶段。蒸汽养护完毕后进行自然养护。1、静停期根据现场施工经验，灌筑完4h为静停期。2、升温期升温期升温速度设计10℃/h，升温至45℃后立即停止升温。3、恒温养护期间恒温养护期间蒸汽温度不宜超过45℃，混凝土芯部温度不宜超过60℃，最大不得超过65℃。2、降温期降温速度不得大于10℃/h。三、时间计算1.升温时间计算环境温度为t1=5℃，混凝土养生恒温温度为t0=45℃，升温速度v1=10℃/h，根据相关规定，升温时间为T1=（t0-t1）/v1=（45-5）/10=4h，取4小时。2.降温时间计算拆模允许温度t2=t1+10=15℃，降温速度v2=10℃/h，根据相关规定，降温时间为T2=（t0-t2）/v2=（60-15）/10=4.5h，结合现场实际施工需要，取降温时间为6小时。3.恒温时间确定查《建筑施工计算手册》（中国建筑工业出版社）P641页表10-48，恒温时间采用8小时。2.3.蒸汽养护制度表达式的确定4（静停）+4（升温）+8（45℃恒温）+8（降温）=24小时四、锅炉及主管道选择2.1.一片35m梁养生所需日热量Q计算升温时间为4小时，钢模起始温度因静停4小时后与混凝土温度相同，根据《预制梁技术条件》及《高性能混凝土技术条件》规定，灌筑时预制梁混凝土拌和物入模温度在5～30℃，模板温度在5～35℃钢模，故按最低温度控制计算，取升温起始温度为5℃；公式：Q=m*c*t/h2.1.1.钢模需热量Q1=m1*c1*t/h=20*1000*0.63*（45-5）/4=1260000kJ/h其中m1------钢模(外模、内模、底模)总重C1------钢板比热，查《建筑施工计算手册》P1001表17-20，c1=0.63kJ/kg*ht---------温度变化值h---------升温时间2.1.2.混凝土升温需热量Q2=m2*c2*t/h=44.24*2.5*1000*1.05*（45-23.12-5）/4=490068.6kJ/h其中m2------混凝土总重C2------混凝土比热，查《建筑施工计算手册》P1001表17-20，c1=1.05kJ/kg*ht---------温度变化值，因混凝土水化热的影响，计算在28小时(按一天计算)内因水化热而使混凝土温度升高的数值tc，t=45-tc-5根据《建筑施工计算手册》P653公式11-15：tc=mcQ（1-e-mt）/C2ρ计算其中：mc------每立方米混凝土水泥用量，取510kg/m3Q-------每千克水泥水化热量，取Q=461J/kge---------常数，取2.718ρ-------混凝土的质量密度，取2500kg/m3m--------与水泥品种比表面、浇注时温度有关的经验系数，取0.2t----------龄期故tc=mcQ（1-e-mt）/C2ρ=510*461*(1-e-(0.2*1))/(1.05*2500)=23.12℃2.1.3.蒸养蓬罩内部采暖耗热量计算《建筑施工计算手册》P1086公式18-31：Q3=3.6ΣF*K(Tn-Ta)w计算其中:F-----围护结构的表面积，按F=37*(2.4*2+3.55)=308.95m2计算K-----围护结构的传热系数，按K=1.46计算Td-----室内计算温度，按45℃计算Ta------室外计算温度，按5℃计算w-------透风系数，按1.5计算故:Q3=3.6*37*（2.4*2+3.55）*1.46*(45-5)*1.5=97430.472kJ/hQ=Q1+Q2+Q3=1260000+490068.6+97430.472=1847529.072kJ/h2.2.一片35m梁养生蒸汽用量计算《建筑施工计算手册》P1089公式18-33：W=Q/(I*H)其中：I-------在一定压力下蒸汽的含热量，根据制梁场台座及锅炉房布置，蒸汽输送距离为1000m以内，故蒸汽压力取0.2N/mm2，故I=2706kJ/kgH------有效利用系数，取0.45故：W=Q/(I*H)=1847529.072/（2706*0.45）=1517.228kg/h=1.517t/h2.3.锅炉型号及数量选择根据制梁场生产计划，最高日生产箱梁2片，因混凝土浇筑时间为6小时，而升温时间为4小时，恒温时间为8小时。2片梁同在同一天生产，故整个制梁场配置2台蒸汽蒸发量为2t/h的锅炉。2.4.蒸汽管径计算《建筑施工计算手册》P1091公式18-34：d=vW36004其中d--------蒸汽管道内径（m）W--------蒸汽用（流）量（kg/h）μ--------蒸汽的比容（m3/kg），取μ=0.9088m3/kgv---------蒸汽的速度，取v=50m/s故d=vW36004=50*14.3*36009088.0*228.1517*4=0.01m考虑计算时综合因素及以往施工经验和锅炉厂家建议，场内主管道采用φ100mm的供气主管道。五、蒸汽管道布置4.1.管道布置主蒸汽管DN100mm，支蒸汽管DN50mm。制梁台座里的蒸养管为DN30mm，模型两侧、内腔及顶板的蒸汽管道为DN30mm，蒸养管上每隔30cm斜向打一直径为2mm的喷孔。其中2根布置在制梁台座基础上，箱梁内布置2根，腹板、翼缘板两侧各布置1根，顶板布置2根（距离混凝土表面不小于30cm），共8根。详见图4.1：蒸汽管道位置分布图。4.2.管道保温为了减少蒸汽输送过程中的热损失，主蒸汽管道及支蒸汽管道均加设保温层，以减少蒸汽的损失。六、温控系统1测点位置的布置针对35m箱型混凝土梁在一次性浇筑完成后的蒸汽养护，为了观察和控制其养护效果需要，在箱型梁的内部混凝土和外部空气中布置相应的温度传感器。温度传感器的布置位置主要考虑的因素有：蒸汽流动方向、混凝土箱型梁的厚度、是否有模板、空气流动是否畅通、养护罩的密封效果、混凝土的水解热。每片箱梁的测温点按三个断面布置，梁端+跨中+梁端，每个断面各布置6个内部、外部测温点，具体布置见图5.1。图5.1：温度监测点布置图2.传感器的埋设与安装内部的温度传感器在混凝土箱型梁浇筑的过程中按照图5.1示意的布置点，将传感器固定在最接近的钢筋上，同时将电缆线连接并沿梁中钢筋的走向简单固定引出，在梁的端部将所有的电缆线捆扎并固定。外部的温度传感器借助于养护罩支架和模型支架将其悬挂或固定在图5.1所示的布置点。七、养护工艺1、梁体混凝土灌注完毕后，立即覆盖养护罩，进行蒸汽养护。2、蒸汽养护分为静停、升温、恒温、降温四个阶段。混凝土灌注完毕后4小时为静停期；升温4小时，升温速度控制在10℃/h以下；恒温8小时，恒温温度不大于45℃，梁体芯部混凝土温度不应超过60℃；降温8h，缓慢降温，速度控制在10℃/h以下。3、蒸养期间及撤除保温设施时，保证梁体混凝土芯部与表层、表层与环境温差不超过15℃。从开始升温到降温结束整个过程中，梁体外两端与跨中及两侧，箱梁顶面与底面之间相对温差不宜大于10℃。4、蒸养结束后，立即进入自然养护，并按自然养护工艺养护。5、自然养护时，梁体表面用草袋或麻袋覆盖，并在其上覆盖塑料薄膜。梁体间隔12小时洒水一次保持混凝土表面充分潮湿，养护用水与拌制梁体混凝土用水相同，水温与表面混凝土之间的温差不得大于15℃。6、安排专人按测温方案连续观测记录，升温阶段每0.5h观测一次、恒温阶段每1小时观测一次并填写记录表。及时绘制温度曲线图，当发现混凝土浇筑温度、内外温差或升降温速率出现异常时，立即报告，分析原因，采取措施。