CN105890251B - 大型混凝土预制箱梁降温装置及其降温方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大型混凝土预制箱梁降温装置及其降温方法，解决了预制大型混凝土箱梁时箱梁混凝土芯部温度与箱梁混凝土表面温度差超标的问题。包括预制箱梁（1）、储水箱（8）和凉水池（12），预制箱梁（1）的预应力管道（2）通过带法兰盘的钢管（3）和连接软管（4）连接组成了一个封闭水道，在封闭水道的入口处连接有进水管（6），在封闭水道的出口处连接有出水管（11），在出水管（11）上设置有出水电控阀（15），在预制箱梁（1）的梁体芯部的预应力管道（2）中设置有芯部温度传感器，在预制箱梁（1）的外表面上设置有表面温度传感器，芯部温度传感器和表面温度传感器均与电控器（10）电连接。本发明方法简单，容易操作，效果显著。

Description

大型混凝土预制箱梁降温装置及其降温方法

技术领域

本发明涉及一种大型混凝土箱梁的降温装置，特别涉及一种通过大型混凝土箱梁自身预留的预应力管道来降低梁体芯部温度的方法。

背景技术

高速铁路与既有铁路相比，对线路的平顺性要求很高，一般采用桥梁较多。与此同时，还要求桥梁的下部结构具有较大的抗弯和抗扭的钢度，在现场施工时，桥梁上部多数采用单孔预应力混凝土简支箱梁。高速铁路的混凝土箱梁具有体积大（属大体积混凝土范畴）的特点，在预制好后其中的混凝土的水化热不易散发，容易造成混凝土的内外温差大，导致梁体产生裂缝。在箱梁预制过程中，为了减少混凝土早期的温度裂缝，要求控制混凝土表面与环境的温差和混凝土芯部与混凝土表面的温差，一般不能超过15℃，且混凝土最高温度不宜超过60℃到65℃。在现有的混凝土箱梁施工时，混凝土箱梁的温度控制主要通过环境温度的控制和对箱梁外表面采取的措施来完成，存在箱梁混凝土芯部温度与箱梁混凝土表面的温度差常常会超标，导致梁体容易产生裂缝，严重影响到了梁体的质量。

发明内容

本发明提供了一种大型混凝土预制箱梁降温装置及其降温方法，解决了预制大型混凝土箱梁时箱梁混凝土芯部温度与箱梁混凝土表面温度差超标的技术问题。

本发明是通过以下技术方案解决以上技术问题的：

一种大型混凝土预制箱梁降温装置，包括预制箱梁、储水箱和凉水池，在预制箱梁中设置有预应力管道，在预制箱梁的预应力管道的管道口上预埋有锚垫板，在锚垫板上连接有带法兰盘的钢管，在两相邻的带法兰盘的钢管之间设置有连接软管，预制箱梁的预应力管道通过带法兰盘的钢管和连接软管连接组成了一个封闭水道，在封闭水道的入口处设置的带法兰盘的钢管上连接有进水管，进水管的另一端与储水箱连通在一起，在进水管上分别设置有温控水泵和进水电控阀，在封闭水道的出口处设置的带法兰盘的钢管上连接有出水管，出水管的另一端与凉水池连通在一起，在出水管上设置有出水电控阀，在预制箱梁的梁体芯部的预应力管道中设置有芯部温度传感器，在预制箱梁的外表面上设置有表面温度传感器，芯部温度传感器和表面温度传感器均与电控器电连接在一起，电控器分别与水泵、进水电控阀和出水电控阀电连接在一起。

在储水箱与凉水池之间设置有回水管，储水箱与水井连通在一起。

一种大型混凝土预制箱梁降温方法，包括以下步骤：

第一步、在浇筑预制箱梁时，在预制箱梁的预应力管道的每个管道口上预埋锚垫板；

第二步、预制箱梁浇筑后8-10小时，将预制箱梁的预应力管道中的橡胶棒拨出，用螺栓将带法兰盘的钢管与预埋锚垫板连接在一起，在带法兰盘的钢管的法兰盘与预埋锚垫板之间设置密封垫圈，用连接软管将两相邻的预应力管道的两个相邻管道口连接在一起，使预制箱梁的预应力管道形成一个封闭水道；

第三步、在封闭水道入口的带法兰盘的钢管上连接进水管，进水管的另一端与储水箱连通，在进水管上分别设置温控水泵和进水电控阀，在封闭水道出口的带法兰盘的钢管上连接出水管，出水管的另一端与凉水池连通，在出水管上设置出水电控阀，在预制箱梁的梁体芯部的预应力管道中设置芯部温度传感器，在预制箱梁的外表面上设置表面温度传感器，芯部温度传感器和表面温度传感器均与电控器电连接在一起，电控器分别与水泵、进水电控阀和出水电控阀电连接在一起。

第四步、当预制箱梁的梁体芯部的温度比预制箱梁的混凝土表面的温度超过15℃时，电控器同时打开温控水泵、进水电控阀和出水电控阀，对封闭水道进行循环水注入降温。

本发明解决了梁体混凝土结构浇筑完成后, 在其硬化过程中所产生大量的水化热，导致梁体温度升高的问题。由于混凝土导热性比较差, 混凝土内部温度不容易散发，且箱梁芯部温度过高，与外界环境温差较大，由此产生的温度梯度可导致硬化过程中混凝土产生温度应力, 其大小超过混凝土抗拉强度时, 会导致详体混凝土开裂。通过本发明，把水送入梁体内部，使得箱梁混凝土产生的温度传递到水中，通过水的排出，带走箱梁芯部热量，从而达到降低芯部温度的目的。方法简单，容易操作，效果显著。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的带法兰盘的钢管3的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明：

一种大型混凝土预制箱梁降温装置，包括预制箱梁1、储水箱8和凉水池12，在预制箱梁1中设置有预应力管道2，在预制箱梁1的预应力管道2的管道口上预埋有锚垫板5，在锚垫板5上连接有带法兰盘的钢管3，在两相邻的带法兰盘的钢管3之间设置有连接软管4，预制箱梁1的预应力管道2通过带法兰盘的钢管3和连接软管4连接组成了一个封闭水道，在封闭水道的入口处设置的带法兰盘的钢管3上连接有进水管6，进水管6的另一端与储水箱8连通在一起，在进水管6上分别设置有温控水泵7和进水电控阀14，在封闭水道的出口处设置的带法兰盘的钢管3上连接有出水管11，出水管11的另一端与凉水池12连通在一起，在出水管11上设置有出水电控阀15，在预制箱梁1的梁体芯部的预应力管道2中设置有芯部温度传感器，在预制箱梁1的外表面上设置有表面温度传感器，芯部温度传感器和表面温度传感器均与电控器10电连接在一起，电控器10分别与水泵7、进水电控阀14和出水电控阀15电连接在一起。

在储水箱8与凉水池12之间设置有回水管13，储水箱8与水井9连通在一起。

一种大型混凝土预制箱梁降温方法，包括以下步骤：

第一步、在浇筑预制箱梁1时，在预制箱梁1的预应力管道2的每个管道口上预埋锚垫板5；

第二步、预制箱梁1浇筑后8-10小时，将预制箱梁1的预应力管道2中的橡胶棒拨出，用螺栓将带法兰盘的钢管3与预埋锚垫板5连接在一起，在带法兰盘的钢管3的法兰盘与预埋锚垫板5之间设置密封垫圈，用连接软管4将两相邻的预应力管道2的两个相邻管道口连接在一起，使预制箱梁1的预应力管道2形成一个封闭水道；

第三步、在封闭水道入口的带法兰盘的钢管3上连接进水管6，进水管6的另一端与储水箱8连通，在进水管6上分别设置温控水泵7和进水电控阀14，在封闭水道出口的带法兰盘的钢管3上连接出水管11，出水管11的另一端与凉水池12连通，在出水管11上设置出水电控阀15，在预制箱梁1的梁体芯部的预应力管道2中设置芯部温度传感器，在预制箱梁1的外表面上设置表面温度传感器，芯部温度传感器和表面温度传感器均与电控器10电连接在一起，电控器10分别与水泵7、进水电控阀14和出水电控阀15电连接在一起。

第四步、当预制箱梁1的梁体芯部的温度比预制箱梁1的混凝土表面的温度超过15℃时，电控器10同时打开温控水泵7、进水电控阀14和出水电控阀（5，对封闭水道进行循环水注入降温。

若预制箱梁1的标准断面中，梁体顶板厚30厘米，底板厚28厘米，腹板厚46厘米。每榀32米箱梁混凝土方量为334.71立方米，梁体重量约850吨。本实施例中，梁体共设27个预应力管道2，根据温度场分布图，利用预留管道进行循环注水，以便带走混凝土的芯部的较高的水化热，降低混凝土芯部最高温度及芯部与表层的温差。本实施例中的梁体在预应力管道口预埋锚垫板5，预埋锚垫板5采用金属材质，预埋锚垫板5的长度要保证钢绞线在锚具底口处的最大折角不大于4°，预埋锚垫板5的构造尺寸要满足使用功能要求，预埋锚垫板5下设置螺旋筋，预埋锚垫板5的底口直径与橡胶抽拔管直径配合间隙小于或等于5毫米，预埋锚垫板5端面的平整度不应大于0.5毫米。

本实施例中的带法兰盘的钢管3上的法兰盘使用厚度5毫米的铁板制作，直径参考预埋锚垫板5的尺寸，预留4个半径7.5毫米的螺栓孔，螺栓孔位置及直径与预埋锚垫板5相同，便于两者连接，法兰盘中间设置外径25毫米的钢管，长度为20厘米，连接连接软管4，达到连通梁体预应力管道的目的。连接软管4采用PE材质，它既可以用作冷水管，也可以用作热水管，其无毒、质轻、耐压、耐腐蚀。

本发明的通水时间是在箱梁浇筑后8-10小时，混凝土完成终凝之后，橡胶棒被拨出，即利用管道进行降温。这时要注意不能通水时间太长，因为如果时间太长，会导致梁体的水化热比较充分，梁体温度升高，这时控制水温与梁体的温度难度会加大，可能会因温度超差造成内部裂缝。进水口处水温控制在不小于25℃为宜，且不超过30℃。循环水流出后引入到凉水池12，冷却后经回水管13送入储水箱8内，可用于梁体表面的洒水养护。降温过程完成后，利用倒虹吸的原现，将软管伸入到梁体中部管道最低处，将大部分水吸出，再用单根钢绞线捆扎棉布从孔道一端拖至另一端，之后再用空压机进行吹孔，以便清出孔道中积水，便于后续预应力工序施工。

Claims (1)

1.一种大型混凝土预制箱梁降温方法，包括以下步骤：

第一步、在浇筑预制箱梁（1）时，在预制箱梁（1）的预应力管道（2）的每个管道口上预埋锚垫板（5）；

第二步、预制箱梁（1）浇筑后8-10小时，将预制箱梁（1）的预应力管道（2）中的橡胶棒拨出，用螺栓将带法兰盘的钢管（3）与预埋锚垫板（5）连接在一起，在带法兰盘的钢管（3）的法兰盘与预埋锚垫板（5）之间设置密封垫圈，用连接软管（4）将两相邻的预应力管道（2）的两个相邻管道口连接在一起，使预制箱梁（1）的预应力管道（2）形成一个封闭水道；

第三步、在封闭水道入口的带法兰盘的钢管（3）上连接进水管（6），进水管（6）的另一端与储水箱（8）连通，在进水管（6）上分别设置温控水泵（7）和进水电控阀（14），在封闭水道出口的带法兰盘的钢管（3）上连接出水管（11），出水管（11）的另一端与凉水池（12）连通，在出水管（11）上设置出水电控阀（15），在预制箱梁（1）的梁体芯部的预应力管道（2）中设置芯部温度传感器，在预制箱梁（1）的外表面上设置表面温度传感器，芯部温度传感器和表面温度传感器均与电控器（10）电连接在一起，电控器（10）分别与水泵（7）、进水电控阀（14）和出水电控阀（15）电连接在一起；

第四步、当预制箱梁（1）的梁体芯部的温度比预制箱梁（1）的混凝土表面的温度超过15℃时，电控器（10）同时打开温控水泵（7）、进水电控阀（14）和出水电控阀（15），对封闭水道进行循环水注入降温。