箱梁制梁場自動噴淋養(yǎng)生技術(shù)方案一、項目背景箱梁作為高鐵、公路橋梁的核心構(gòu)件，其混凝土施工質(zhì)量直接影響橋梁的安全性、耐久性和使用壽命。混凝土養(yǎng)護(hù)是箱梁施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，需保證養(yǎng)護(hù)期間濕度≥90%、溫度控制在規(guī)范允許范圍（5℃~35℃），以防止表面干裂、內(nèi)部裂縫產(chǎn)生，促進(jìn)水泥水化反應(yīng)充分進(jìn)行。傳統(tǒng)人工噴淋養(yǎng)護(hù)存在效率低、覆蓋不均勻、易遺漏、受人為因素影響大等問題，難以滿足大體積、高精度箱梁的養(yǎng)護(hù)要求。隨著智能化施工技術(shù)的發(fā)展，自動噴淋養(yǎng)生系統(tǒng)因能實現(xiàn)定時定量、精準(zhǔn)調(diào)控、遠(yuǎn)程監(jiān)控等優(yōu)勢，成為箱梁制梁場養(yǎng)護(hù)工藝的主流選擇。本方案針對箱梁結(jié)構(gòu)特點（如腹板垂直、頂板水平、預(yù)應(yīng)力張拉要求），結(jié)合制梁場實際工況，設(shè)計一套高效、智能的自動噴淋養(yǎng)生系統(tǒng)，旨在提升養(yǎng)護(hù)質(zhì)量、降低成本、推動施工智能化轉(zhuǎn)型。二、編制依據(jù)1.國家/行業(yè)規(guī)范：《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/T____）、《高速鐵路橋涵工程施工技術(shù)規(guī)程》（Q/CR____）、《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)》（GB____）；2.自動控制標(biāo)準(zhǔn)：《建筑電氣工程施工質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)》（GB____）、《物聯(lián)網(wǎng)工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T____）；3.工程設(shè)計文件：箱梁設(shè)計圖紙、制梁場平面布置圖、混凝土配合比報告；4.地方規(guī)定：項目所在地氣候條件（溫度、濕度、風(fēng)速）、水資源狀況及環(huán)保要求。三、技術(shù)目標(biāo)1.質(zhì)量目標(biāo)：混凝土養(yǎng)護(hù)期間表面濕度≥90%，溫度控制在5℃~35℃（特殊氣候條件下需輔助保溫/降溫措施）；減少混凝土早期裂縫（表面裂縫率≤1%，深層裂縫率為0）；混凝土強(qiáng)度達(dá)標(biāo)率100%，耐久性滿足設(shè)計要求（抗?jié)B等級≥P8、抗凍等級≥F100）。2.效率目標(biāo)：單套系統(tǒng)覆蓋2~3個制梁臺座，養(yǎng)護(hù)效率提升60%；節(jié)水率≥25%（相比人工噴淋）。3.智能目標(biāo)：實現(xiàn)環(huán)境參數(shù)（溫度、濕度、風(fēng)速）實時采集與自動調(diào)控；支持遠(yuǎn)程監(jiān)控、故障報警與數(shù)據(jù)追溯（保留1年以上養(yǎng)護(hù)記錄）。四、系統(tǒng)組成與選型設(shè)計自動噴淋養(yǎng)生系統(tǒng)由供水系統(tǒng)、噴淋管道系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、傳感器系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)五部分組成，各部分選型需結(jié)合箱梁尺寸（如32m/24m箱梁）、制梁臺座間距（通常40~50m）及氣候條件優(yōu)化設(shè)計。（一）供水系統(tǒng)作用：提供穩(wěn)定的水量與壓力，滿足噴淋需求。設(shè)計要求：蓄水池容量：按單臺座每小時噴淋水量（約0.5~1m3）×養(yǎng)護(hù)時間（14天）×臺座數(shù)量計算，建議采用10~20m3的不銹鋼或混凝土蓄水池；水泵選型：采用變頻離心泵（流量10~15m3/h，揚程30~50m），保證管道壓力穩(wěn)定（0.2~0.3MPa）；連接方式：蓄水池與水泵間采用DN80鍍鋅鋼管，水泵出口設(shè)止回閥、壓力表及過濾裝置（100目不銹鋼濾網(wǎng)），防止雜質(zhì)進(jìn)入管道。（二）噴淋管道系統(tǒng)作用：將水輸送至箱梁各部位，通過噴頭霧化后均勻覆蓋混凝土表面。設(shè)計要求：1.管道布置：制梁臺座兩側(cè)：沿臺座長度方向布置環(huán)形主管道（DN50PP-R管），間距1.5~2m；箱梁頂板：在臺座上方設(shè)置縱向分支管道（DN32PP-R管），通過支架固定（高度高于箱梁頂板0.5~1m）；箱梁腹板：在主管道上引出斜向分支管道（DN25PP-R管），噴頭角度調(diào)整為45°~60°（朝向腹板）；箱梁底板：脫模后，在臺座側(cè)面布置橫向管道（DN25PP-R管），噴頭垂直向上（覆蓋底板）。2.噴頭選型：采用霧化噴頭（霧滴直徑100~300μm），材質(zhì)為ABS或不銹鋼（耐腐蝕）；噴頭間距：頂板噴頭間距1.2~1.5m，腹板噴頭間距1.0~1.2m，保證覆蓋無盲區(qū)；噴頭數(shù)量：每片32m箱梁需設(shè)置80~100個噴頭（頂板40個、腹板30個、底板10個）。3.安裝要求：管道采用卡扣或支架固定（間距1.5~2m），避免振動移位；分支管道與主管道間采用三通連接，設(shè)球閥（DN25）便于調(diào)節(jié)流量；管道末端設(shè)排水閥，用于冬季排空積水（防止凍裂）。（三）控制系統(tǒng)作用：接收傳感器數(shù)據(jù)，實現(xiàn)噴淋時間、間隔、流量的智能調(diào)控。設(shè)計要求：控制器：采用PLC（可編程邏輯控制器）或物聯(lián)網(wǎng)控制器（支持4G/5G通信），具備模擬量輸入（接收傳感器信號）、數(shù)字量輸出（控制水泵、電磁閥）功能；程序設(shè)計：養(yǎng)護(hù)階段劃分：初凝后（約6~8h）啟動噴淋，前7天為高頻養(yǎng)護(hù)期（每30~60min噴淋1次，每次5~10min），第8~14天為低頻養(yǎng)護(hù)期（每60~120min噴淋1次，每次3~5min）；環(huán)境聯(lián)動：當(dāng)濕度≤90%時，啟動噴淋；當(dāng)濕度≥95%時，停止噴淋；當(dāng)溫度≥35℃時，噴淋間隔縮短50%；當(dāng)溫度≤5℃時，停止噴淋并觸發(fā)保溫報警；遠(yuǎn)程功能：通過手機(jī)APP或電腦端實現(xiàn)實時監(jiān)控（溫度、濕度、噴淋狀態(tài)）、參數(shù)調(diào)整（如噴淋時間）、故障報警（管道漏水、傳感器異常）。電源要求：采用AC220V電源，設(shè)浪涌保護(hù)器（SPD）防止雷擊，控制器安裝在防水箱內(nèi)（IP65防護(hù)等級）。（四）傳感器系統(tǒng)作用：實時采集環(huán)境與混凝土表面參數(shù)，為控制系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支撐。設(shè)計要求：溫度傳感器：采用Pt100熱電阻（精度±0.5℃），安裝在箱梁頂板、腹板及場地周邊（各1個）；濕度傳感器：采用電容式濕度傳感器（精度±3%RH），安裝在混凝土表面（距離表面0~5cm）；風(fēng)速傳感器：采用超聲波風(fēng)速儀（精度±0.1m/s），安裝在場地制高點（高度≥5m）；安裝方式：傳感器通過支架固定（避免直接接觸混凝土），信號線采用屏蔽線（防止干擾），連接至控制器的模擬量輸入端口。（五）輔助系統(tǒng)過濾裝置：在水泵出口設(shè)置二級過濾（100目+200目濾網(wǎng)），防止噴頭堵塞；保溫裝置：冬季施工時，管道外包裹巖棉保溫層（厚度≥50mm），蓄水池采用電加熱管（功率5~10kW）保持水溫≥5℃；排水系統(tǒng)：制梁臺座周圍設(shè)置排水溝（坡度≥1%），將養(yǎng)護(hù)廢水引至沉淀池（容量5~10m3），處理后循環(huán)使用（節(jié)水率≥30%）。五、施工工藝與操作流程（一）施工準(zhǔn)備1.現(xiàn)場勘查：測量制梁臺座尺寸、間距及場地標(biāo)高，確定管道布置方案；2.材料驗收：檢查PP-R管、噴頭、控制器、傳感器等材料的合格證及性能參數(shù)（如PP-R管的壓力等級≥1.6MPa）；3.設(shè)備調(diào)試：提前調(diào)試水泵、控制器、傳感器等設(shè)備，確保正常運行。（二）管道安裝1.主管道安裝：沿制梁臺座兩側(cè)開挖溝槽（深度≥0.5m），鋪設(shè)DN50PP-R管，用卡扣固定在溝槽底部；2.分支管道安裝：從主管道引出DN32/DN25分支管，通過支架固定在臺座側(cè)面或上方（支架采用鍍鋅角鋼，間距1.5~2m）；3.噴頭安裝：將霧化噴頭擰入分支管末端（螺紋連接），調(diào)整角度（頂板噴頭垂直向下，腹板噴頭向內(nèi)側(cè)傾斜45°）；4.壓力試驗：管道安裝完成后，通入0.4MPa水壓，保持24小時無泄漏（若有泄漏，需更換密封件或管道）。（三）控制系統(tǒng)安裝1.控制器安裝：將PLC控制器安裝在制梁場值班室的防水箱內(nèi)（距離地面1.2~1.5m），連接電源、信號線（傳感器）及控制線（水泵、電磁閥）；2.傳感器安裝：將溫度、濕度傳感器固定在箱梁頂板、腹板及場地周邊（用膨脹螺絲固定支架），風(fēng)速傳感器安裝在場地制高點的鐵塔上；3.線路連接：傳感器信號線采用屏蔽線（RVVP-3×1.5mm2），沿溝槽或支架鋪設(shè)，避免與動力線交叉（間距≥0.5m）。（四）系統(tǒng)調(diào)試1.空載調(diào)試：啟動水泵，打開所有噴頭，檢查管道是否漏水、噴頭霧化效果是否符合要求（霧滴直徑100~300μm）；2.帶載調(diào)試：模擬混凝土養(yǎng)護(hù)場景（如設(shè)置濕度≤90%啟動噴淋），檢查控制器是否能準(zhǔn)確接收傳感器數(shù)據(jù)并觸發(fā)噴淋；3.遠(yuǎn)程調(diào)試：通過手機(jī)APP或電腦端登錄控制系統(tǒng)，檢查實時監(jiān)控、參數(shù)調(diào)整、故障報警等功能是否正常。（五）操作流程1.養(yǎng)護(hù)啟動：混凝土初凝后（約6~8h），開啟自動噴淋系統(tǒng)（控制器設(shè)置為“自動模式”）；2.參數(shù)調(diào)整：根據(jù)氣候條件調(diào)整養(yǎng)護(hù)參數(shù)（如夏季高溫時，噴淋間隔從60min縮短至30min）；3.日常檢查：每天檢查噴頭是否堵塞、管道是否漏水、傳感器是否準(zhǔn)確（如用濕度計校準(zhǔn)濕度傳感器）；4.養(yǎng)護(hù)結(jié)束：當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計要求（如預(yù)應(yīng)力張拉強(qiáng)度≥90%設(shè)計強(qiáng)度）或養(yǎng)護(hù)時間≥14天時，關(guān)閉自動噴淋系統(tǒng)，拆除分支管道（用于下一片箱梁養(yǎng)護(hù)）。六、質(zhì)量控制與安全措施（一）質(zhì)量控制要點1.管道安裝質(zhì)量：管道連接采用熱熔焊接（PP-R管），焊縫需平整、無裂紋，壓力試驗合格后方可隱蔽；2.噴頭覆蓋質(zhì)量：通過噴水試驗檢查箱梁各部位（頂板、腹板、底板）的覆蓋情況，若有盲區(qū)，調(diào)整噴頭角度或增加噴頭數(shù)量；3.養(yǎng)護(hù)參數(shù)控制：嚴(yán)格按照規(guī)范要求設(shè)置養(yǎng)護(hù)時間（≥14天）、濕度（≥90%）、溫度（5~35℃），定期打印養(yǎng)護(hù)記錄（每天1次）；4.混凝土強(qiáng)度檢測：養(yǎng)護(hù)期間每隔3天進(jìn)行混凝土回彈試驗，確保強(qiáng)度增長符合設(shè)計要求（如7天強(qiáng)度≥60%設(shè)計強(qiáng)度）。（二）安全措施1.用電安全：控制器、水泵、傳感器等設(shè)備需接地（接地電阻≤4Ω），避免觸電事故；2.高空作業(yè)安全：安裝頂板分支管道時，操作人員需系安全帶（高空作業(yè)車輔助），防止墜落；3.冬季施工安全：當(dāng)溫度≤5℃時，停止噴淋，關(guān)閉水泵并排空管道積水（防止凍裂），啟用保溫裝置；4.設(shè)備維護(hù)安全：定期檢查管道、噴頭、控制器等設(shè)備，若發(fā)現(xiàn)故障，需斷電后進(jìn)行維修（禁止帶電作業(yè)）。七、效益分析（一）經(jīng)濟(jì)效益1.人工成本降低：傳統(tǒng)養(yǎng)護(hù)需2名工人/臺座·天，自動噴淋僅需1名工人/3臺座·天，單制梁場（10個臺座）每月節(jié)省人工成本約1.5~2萬元；2.材料成本降低：自動噴淋比人工噴淋節(jié)水25%~30%（每片箱梁節(jié)水約5~8m3），單制梁場每年節(jié)水成本約3~5萬元；3.維修成本降低：養(yǎng)護(hù)質(zhì)量提升（裂縫率從5%降至1%），每片箱梁減少裂縫修補(bǔ)成本約0.2~0.3萬元，單制梁場每年節(jié)省維修成本約2~3萬元。（二）社會效益1.綠色施工：實現(xiàn)養(yǎng)護(hù)廢水循環(huán)利用（節(jié)水率≥30%），減少水資源浪費；2.智能施工：結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控與自動調(diào)控，提升施工智能化水平；3.職業(yè)健康：避免工人在高溫、寒冷天氣下人工噴淋，改善工作環(huán)境。八、案例應(yīng)用某高鐵制梁場（10個32m箱梁臺座）采用本方案的自動噴淋養(yǎng)生系統(tǒng)后，取得以下效果：養(yǎng)護(hù)質(zhì)量：混凝土表面裂縫率從4.8%降至0.9%，強(qiáng)度達(dá)標(biāo)率100%；效率提升：單臺座養(yǎng)護(hù)時間從16天縮短至14天，施工周期縮短12.5%；成本節(jié)省：每月節(jié)省人工成本1.8萬元、節(jié)水成本0.4萬元，年綜合成本節(jié)省26.4萬元；綠色環(huán)保：養(yǎng)護(hù)廢水循環(huán)利用率達(dá)35%，年節(jié)約用水約1.2萬m3。九、總結(jié)與展