预制混凝土梁板智能养护系统分析

大量工程实践表明引起混凝土病害因素很多，养护是其中的重要组成部分。首先对预制混凝土梁板智能养护系统在施工中的应用进行研究。然后从预制混凝土梁板智能养护系统的特点、工艺原理及操作要点进行分析。最后结合实例工程提出相关质量控制措施及安全措施。

1工程概况

贵州省德江至务川高速公路第DWTJ-1合同段起于德江县钱家土家族乡，起点桩号K0+000，接沿河至德江高速公路，通过设置钱家枢纽互通实现交通转换，互通落地为德江县城服务，终点桩号为YK6+755，全长6.739km。路基宽度24.5m，双向4车道，设计行车速度80km/h。主要工程量：土石方200.46万m3，隧道3358m/2座，大桥2655m/6座。该项目共有预制T梁共计645片（其中30mT梁560片、40mT梁85片），保证预制T梁的质量，是保证项目质量的重要环节，采用预制混凝土梁板智能养护系统，确保梁板的养护质量。

2特点

（1）养护管路布置完成以后，一键启动智能养护系统，则自动完成全周期养护施工。（2）适时对混凝土周边进行整体覆盖，遮阳保湿，全过程监测梁体周边环境及表面温度、湿度并自动作出判断控制养护公路完成养护，以适时的引导水化热释放，防止早期养护裂缝的出现。（3）配合使用冬季养护用自控式热水锅炉，可在冬季较低温度下进行混凝土施工，加快施工进度，缩短工期。

3工艺原理

3.1智能养护系统的工艺原理水泥混凝土智能养护系统主要由无线测温测湿终端、系统主机、养护终端（棚架、管路、喷头）三部分组成。系统主机由控制器、调速变频器、配电系统、多级立式泵、温湿度传感器、压力传感器等部件组成，保证任意喷头保持0.20MPa的喷雾压力。

3.2无线测温测湿终端无线测温测湿终端布置在待养护的混凝土结构表面，应当随时监测梁体表面温度、湿度，当温度、湿度超过设置值时控制养护系统启动喷淋养护。该终端无线传输距离超过300m，每30s发射一次数据，自带无线电池，可持续使用3年。

3.3系统主机的构成①控制器：该元件根据检测的温湿度条件、水化热释放速率控制变频器变频调整多级立式水泵转速以调整供水压力，以保证喷淋头喷雾效果。②调速变频器：该元件用以控制立式多级水泵转速以调节压力与流量，调整出水口压力，同时实现变频节能效果。③配电系统：用于给各电器元件供电。④立式多级水泵：用以供水增压。⑤温湿度传感器：用于检验环境温度、湿度。⑥压力传感器：用于检测供水水压值。3.4养护终端的组成（1）喷淋管路采用PP-R给水管，强度1.6MPa，直径φ25、φ32。（2）喷淋头采用塑料材料双式喷头，分为角度固定、360°可调两种。（3）养护棚架：采用φ32、φ40、壁厚2.5mm的镀锌管，按照梁的类型设计加工。

4施工操作要点

4.1现场取水点设置智能养护施工现场取水点供水主管直径不小于φ50mm，保证在养护施工期间水量供应充足，取水点至智能养护仪距离宜在5m以内，不大于8m。取水点应根据现场构件、结构位置适当分布，以满足取水距离要求。梁场根据地势布置汇水渠，养护后留下的水收集到汇流池沉淀后循环使用。4.2智能养护主机放置位置的设立智能养护仪宜放置位置宜在各待养护构件、结构的中心位置，以减少养护用水输送过程中水的损失，如在预制梁场使用，宜有计划的分批集中预制，以减少养护主机的搬动。智能养护仪的放置处应位于较平坦的地面上，使用过程中应做遮阳、防雨覆盖，地面不得有积水。

4.3养护管路、养护棚架的制作①养护管路的制作：按照待养护构件、结构的外形尺寸，设计养护管路布置形式及喷头布置间距，保证喷淋养护面积覆盖待养护混凝土的表面，喷淋头采用双头高雾化喷头，养护半径大于1.0m。②养护棚架的制作：根据不同构件、结构的外观尺寸，设计养护覆盖棚架，覆盖棚架采用φ32、φ40钢管制作（壁厚2.5～3mm）。4.4连接管路、接通电源连接养护仪主机与待养护构件或结构之间的管路；连接取水点与智能养护仪之间管路。4.5在梁板上设置无线温湿度终端在梁板上黏贴或防止无线温湿度终端用于测试梁体表面温度与湿度。

4.6启动养护主机、设置养护参数系统启动后，打开配电箱门，触摸屏开启，设置养护参数。压力目标值：指出水口水压值，根据计算水头损失保证最后一个喷头与0.2MPa的压力值。最低温度：根据规范要求为5℃，冬季程序低于5℃系统自动喷淋热水，夏季程序低于5℃系统不启动。连接或断开锅炉时需更新控制程序。最高温度：通常设置为40～45℃。最高湿度：通常设置为90%以上。时钟控制喷淋时间：即每次启动喷淋养护的时间，根据喷头的多少设置为2～4min；时钟控制养护阶段设置：分为3个阶段，第1阶段为第1天；第2阶段为第2～3天，第3阶段为第4天至养护结束。可设置不同阶段时钟喷淋频率，如第1阶段白天30min/次，晚上60min/次。在控制面板上按下某片梁养护管道对应的通道按钮，立即开始执行全周期养护施工。4.7养护结束待养护混凝土梁板到达养护龄期后，按下养护主机控制面板上对应的该通道的控制按钮，指示灯熄灭，养护即刻结束。棚架与管路移动至其他待养护的梁板上。

5质量控制

（1）建立质量保证体系，落实质量责任制，确保工程施工质量。（2）预制混凝土梁板浇筑初凝、拆模以后立即安装养护管路开始喷淋养护。需要带模养护时，应安装养护棚架覆盖，收浆后立即开始喷淋养护。（3）喷淋养护管路上喷头间距1.0～1.5m设置一个，确保喷淋范围覆盖混凝土的表面所有区域，可适当手动调整各个喷头的角度。（4）混凝土在冬季拆模后，立即进行覆盖，保证混凝土表面与周边环境之间温差不超过20℃。（5）冬季环境温度低于5℃时，养护系统主机应与自控式热水锅炉一起使用，喷洒热水进行保温保湿养护。（6）养护周期一般不得少于7d，有特殊需求的混凝土，应根据环境温湿度、水泥品种以及掺用的外加剂等情况酌情延长。（7）养护全过程应保持水电畅通，应定期清洗养护主机过滤器和检测养护喷头。

6安全措施

加强培训，提高全体参建人员的安全意识。混凝土智能养护系统安全注意事项（1）由专业电工连接好三相电源，接电箱中，一般字母L代表火线。（2）智能养护系统主机的不锈钢轮子必须压在结实的地面上用于接地导线除静电，现场安装设备时此轮不得悬空。（3）智能养护系统禁止无水启动，无水时应立即停止运行。（4）智能养护系统置于室外使用时必须在其顶面进行覆盖防雨与防晒。（5）环境温度低于0℃时，应停止系统主机运行。

7环保措施

施工中产生的废水、废浆、废渣等不能乱排乱放，按规定处理。养护梁场合理设置汇水渠以及汇流池，喷淋养护用水从待养护梁板流下后通过汇流渠汇集，进入汇流池沉淀后再次作为养护用水使用。

8资源节约

采用技术先进、经济合理的施工设备，在提高技术先进化、智能化的同时，推动了标准化、精细化管理的进程，节约各种费用。改变了过去人工养护的落后工艺，提高了混凝土的养护质量，减少了污染，保护了生态环境。减少了人员去执行施工工艺繁琐工序，代由程序执行，提高了工效。

9效益分析

9.1技术效益

（1）现场实时监控环境温湿度以及梁体表面温湿度，并自动根据监测结果执行养护措施，使现场混凝土养护条件倾向于标准养护室的养护，实现现场混凝土养护规范化、精细化、智能化。克服了人工测温湿度实测次数和实际养护次数难以保证的问题。（2）根据水化热量释放量设定程序，引导水化热能够平稳释放。（3）根据规范及养护方案既定程序养护施工，过程规范，喷淋合理。（4）养护过程规范、合理、混凝土强度高、裂缝甚少。（5）系统运行后可自动完成全周期养护施工并可同时进行多片梁的不同龄期的自动养护。

9.2经济效益

设备一次性投入可使用8年以上，相对于传统人工养护，智能养护一次安装即可实现全周期养护，工效可提高5倍以上，人工节省70%。同时养护质量有质的提高，保证现场混凝土构件养护过程中的温度与湿度，尽量避免养护裂缝的产生，减少结构后期维护费用，其产生的经济效益难以估量。9.3社会效益混凝土的养护质量是保证混凝土构件安全性和耐久性的关键工序，是结构安全的生命线。通过自动化，智能化手段来控制混凝土养护时的温湿度，从而提高混凝土构件的安全性和耐久性，改变了传统人工养护的方式，实现了技术工艺的提升，具有很好的社会效益。

10结语

现场采用水泥混凝土智能养护系统并配合自控式热水锅炉使用。改变人工养护为智能机械自动养护，提升了养护效率和养护质量，促进了工程施工进度，延长了混凝土构件的寿命，节约了后期维护成本，具有良好的经济效益，社会效益和推广前景。