摘要：近年来，随着公路、铁路等基础设施建设不断扩大，桥梁墩台身混凝土养护仍采用人工覆盖洒水、滴灌包裹等方式进行养护，存在智能化程度低、无法远程控制、人工洒水不及时、滴灌桶内补充水不及时、劳动强度大、高大墩身顶部作业安全风险高、混凝土养护不及时造成混凝土表面开裂、强度增长缓慢或达不到设计及规范要求等缺点，本文通过对桥梁墩台身混凝土养护技术进行微创新，有效的解决了传统施工方法存在的缺点。
关键词：智能喷淋养护设备；喷淋管道；透明塑料养护罩；养护供水系统；温度感应器；定时电磁阀
1.工程概况
新建城际铁路机场至法门寺是关中城市群城际铁路网的重要组成部分，是陕西省“十三五”重点建设项目，路线全长140.145km，其中利用银西高铁66.345km，新建线路乾县至红河谷长73.800km。
XFB-TJ01标段里程为DK29+372.95～DK32+240.75。本标段线路位于扶风县法门镇和召公镇，线路全长2.87km。其中韩中村特大桥桥址位于扶风县召公镇以西韩中村、权新村农田区。主要为跨越S107省道、乡村道路、灌溉渠等既有建筑物而设。
桥梁位于线路直线上，线间距4.2m，中心里程为DK30+518，起讫里程DK29+372.95～DK31+663.05，桥长2290.1m，共67个墩身，2个桥台，墩身结构形式共有4种，分别为双线圆端形实体直墩、双线圆端形实体墩（45:1）、连续梁实体直墩、连续梁实体墩（45:1）；桥台为双线矩形空心桥台。
2.研发背景及原因
桥梁墩台身混凝土浇注完成后，在自然气候条件下若养护不及时，混凝土中水分会因蒸发散失过快，形成脱水现象，造成混凝土表面出现片状或粉状脱落。此外，在混凝土尚未具备足够的强度时，水分过早的蒸发还会产生较大的收缩变形，出现干缩裂纹，所以混凝土浇筑后初期阶段的养护非常重要。但传统滴灌洒水养护方法中，存在混凝土养护面无法全覆盖、人工加水不及时、养护效果差等弊端，无法对桥梁墩台身混凝土进行有效的养护，从而影响桥梁混凝土墩台身施工质量。为有效解决墩台混凝土传统滴灌洒水养护存在的弊端，设计并研发了桥梁墩台身智能喷淋养护系统。
3.系统特点
桥梁墩台身智能喷淋养护系统可根据实时天气情况，智能控制墩台养护水浇灌周期及用水量，并实现对多个墩台同时进行养护，移动方便，投入成本低，能提高养护效率。也可使管理人员对多个墩台身养护进行实时监控，并根据施工现场实际需求及时调整墩台身养护模式，从而使墩台身养护效果得到了有效保证。
4.系统组成和功能介绍
桥梁墩台身智能喷淋养护系统主要由智能喷淋养护设备、喷淋管道、透明塑料养护罩及养护供水系统组成。
智能喷淋养护设备及养护供水系统
智能喷淋养护设备由控制箱、温度传感器、定时电磁阀组成，控制箱内设置有智能浇灌控制器，为整个养护系统核心装置。智能浇灌控制器可同时控制12个定时电磁阀工作，1个电磁阀控制1个墩台身养护，可同时控制12个墩台身混凝土养护，作业人员可使用手机APP软件，为每个墩台身制定养护计划，根据养护计划，智能浇灌控制器可控制定时电磁阀对每个墩台身养护实现差异化管理，节约养护用水，避免不必要的浪费。智能浇灌控制器设置有按键开关，分为自动、手动、微调等模式，控制器内置4G网络，可获得养护地点的实时天气数据，系统根据所在地天气数据自动计算浇灌周期和用水量，养护人员可通过控制器按键和手机app软件远程对养护系统进行控制，手机安装智能喷淋养护app软件，设置独立的账号和密码，绑定控制器后，可按照当日气温情况设置喷淋计划，实时查看喷淋养护记录；定时电磁阀为供水阀门，根据控制器指令打开和关闭阀门；温度传感器感应外界温度，将外界温度实时传入智能浇灌控制器，控制器根据外界温度高低控制定时电磁阀进行喷淋养护。
智能养护控制箱定时电磁阀
温度传感器
喷淋管道采用直径20mm不锈钢圆钢管制作而成，按照墩台身顶部尺寸环绕设置，在喷淋管道上每间隔10cm设置直径为0.5mm的喷水孔，喷水孔方向根据喷水位置可设置为单侧或双侧喷水。1个墩台身喷淋管道共设置上下两层，上层管道主要对墩台身顶部混凝土进行喷淋养护，下层管道主要对墩台身四周混凝土进行喷淋养护。
混凝土表面水分因外界温度、风力等蒸发较快，透明塑料养护罩包裹在混凝土表面，可有效减缓混凝土表面水分蒸发速度，塑料养护罩为透明材料，方便养护人员查看混凝土养护效果。
墩顶喷淋管道
混凝土透明养护罩
养护供水系统主要由墩台身养护蓄水桶、水泵、连接水管、过滤器组成，养护蓄水桶蓄水量为3m³，主要为喷淋系统提供养护用水，水泵为离心泵，根据最高墩选择适宜扬程的水泵，过滤器安装在蓄水桶与水泵之间，过滤水中杂质，防止堵塞水泵和喷淋管道，连接水管将蓄水桶与水泵、水泵与电磁阀、喷淋管道相连通，确保养护系统供水顺畅。
水泵过滤器
5.应用流程
安装养护供水系统→连接智能喷淋养护设备→安装架设喷淋管道→安装透明塑料养护罩→养护水桶蓄水→连接电源→使用手机APP软件设置养护模式→开始墩台身混凝土养护→定期补充养护用水→墩台身混凝土养护期结束。
6.使用方法
墩台身模板拆除后，作业人员将墩台身养护蓄水桶安放在两墩台之间地面，向蓄水桶内蓄满养护用水，将过滤器安装在蓄水桶出水口位置，连接过滤器与水泵间水管，水泵出水口与定时电磁阀相连，定时电磁阀数量根据墩台身养护数量确定，将定时电磁阀、水泵、温度感应器连接到智能喷淋养护控制箱，同时接通控制箱电源，在墩台身顶部安装喷淋管道，先安装上层管道，再安装下层管道，上下层管道采用连接管进行连接，安装时注意喷淋管道的喷水方向正确，喷淋管安装完毕后，用水管将定时电磁阀出口与喷淋管道相连，将温度感应器照准墩台身混凝土处，打开电源开关，将智能浇灌控制器按钮旋转至手动挡，根据定时电磁阀安装的路数对应设置喷淋时间，点击开始启动智能喷淋养护系统，观察墩台身喷淋养护系统是否运转正常，系统运转正常后，将透明塑料养护罩安装在墩台身混凝土上，用绳索将养护罩与墩台身绑扎牢固，将浇灌控制器按钮旋转至自动挡，打开手机智能喷淋app，设置自动喷淋时间段、间隔喷淋时间、每次喷淋时长和温度阈值，系统将根据设置的喷淋间隔时间、温度阀值、每次喷淋时间开始进行墩台身混凝土养护。
墩台身智能喷淋养护系统工作示意图
现场管理人员使用手机APP软件设置喷淋养护系统
软件操作界面
7.质量、安全保证措施
按照《质量管理体系 要求》（GB/T19001-2016/ISO 9001:2015）的要求，针对本标段工程特点和质量目标，建立工程质量保证体系。成立以项目经理为首的全面质量管理领导小组，质量管理部门根据工程质量目标，制定详细的质量过程管理措施，定期或不定期举行活动，分析质量存在问题，制定对策，采取措施不断提高工程质量。
每项工程正式施工前，通过样板工程施工试验，总结技术参数和工艺标准，召开现场经验交流会，统一标准、统一工艺、推广经验，以点带面，全面提升施工质量。
养护水管与水桶、水泵、喷淋管等应连接牢固，作业人员在安装喷淋管道、透明塑料养护罩时，应佩戴安全帽、安全带，穿防滑鞋进行作业，确保作业人员人身安全。
喷淋管道安装位置应准确，上下层管道应连接牢固，透明塑料养护罩应与墩台身混凝土绑扎牢固，防止大风将透明塑料养护罩吹散。
配备养护专用水车，每日定时向养护水桶蓄水，确保养护用水充足。同时设置专人对智能养护系统进行管理，定期对养护设备进行检查、维护，保证墩台身混凝土智能养护系统运行正常，同时严格按照规范要求对混凝土进行养护，确保墩台身混凝土养护时间符合要求。
根据本标段工程特点，制定具有针对性的各项安全管理制度，明确项目部主要管理人员及职能部门的安全职责，落实安全生产责任制。严格遵照安全施工管理制度组织施工，在施工全过程认真贯彻执行，施工中把安全放在首位。
对所有参建职工进行岗前安全教育培训，使人人熟知和掌握安全知识，始终贯穿在施工全过程中。
特殊岗位和技术工种，如安全员、质检员、机械操作员等执证上岗。配齐配足劳动安全防护用品，确保施工现场安全防护到位。
施工现场设安全标志。危险作业区悬挂安全警示标志。过渡道路两端应按规定设防护栏及警告标志。
施工作业严格按照《铁路桥涵工程施工安全技术规程》和《铁路工程基本作业施工安全技术规程》规定的要求执行。
定期组织机电设备、车辆安全大检查。对检查中查出的安全问题按照“三不放过”原则进行调查处理，制定防范措施，防止机械事故的发生。
8.实施效果
通过在本标段桥梁墩台身使用智能喷淋养护系统，混凝土表面可始终保持湿润，同时通过手机远程控制，使项目管理人员实时掌握墩台身混凝土养护情况。按墩台身养护周期14天计算，传统施工方法每个墩台身养护成本为1225元，使用墩台身智能喷淋系统后，每个墩台养护成本仅为210元，每个墩台身养护成本节省1015元。养护设备具有体积小、重量轻、安装简便的特点，养护完成后移动设备时，只需作业人员将设备拆除后使用三轮车或小型货车便可将其移动至需养护的地点，无需重型机械配合。减少了养护人员工作量，有效的提高了墩台身混凝土养护效果，避免了因混凝土养护不及时造成的质量事故。
墩台身智能喷淋系统养护效果
参考文献：
（1）《铁路混凝土工程施工质量验收标准》（TB10424-2010）；
（2）《铁路混凝土工程施工技术规程》（Q/CR9207-2017）；
（3）《高速铁路桥涵工程施工技术规程》(Q/CR9603-2015)；
（4）《高速铁路桥涵工程施工质量验收标准》(TB10752-2010)；
（5）刘月波《桥梁工程施工质量通病与防治》；北京；中国建材工业出版社，2009。
论文作者:童燕良,赵锋,靳永全
论文发表刊物:《基层建设》2018年第34期
论文发表时间:2019/3/25
标签：混凝土论文; 喷淋论文; 智能论文; 管道论文; 系统论文; 电磁阀论文; 水泵论文; 《基层建设》2018年第34期论文;