混凝土箱梁蒸汽养护混凝土箱梁蒸汽养护技术与设备的研究设计技术与设备的研究设计铁道建筑研究设计院铁道建筑研究设计院石家庄铁道学院石家庄铁道学院混凝土箱梁自动控制蒸汽养护系统混凝土箱梁自动控制蒸汽养护系统 为了缩短客运专线双线混凝土箱型梁生产周期、提高模具及台座的周为了缩短客运专线双线混凝土箱型梁生产周期、提高模具及台座的周转率、提高主要工艺设备的利用率和生产效率，采用计算机测控技术，研转率、提高主要工艺设备的利用率和生产效率，采用计算机测控技术，研制了混凝土箱型梁自动控制蒸汽养护系统，该系统可加速混凝土箱梁内部制了混凝土箱型梁自动控制蒸汽养护系统，该系统可加速混凝土箱梁内部结构的形成，获得结构的形成，获得“早强、快硬早强、快硬”的效果。的效果。 目前，在蒸汽养护应用技术中，尚存在以下问题：目前，在蒸汽养护应用技术中，尚存在以下问题： （1 1）养护罩设备简陋，保温效果差，操作费时费力；）养护罩设备简陋，保温效果差，操作费时费力； （2 2）温控主要依靠人工记录调节，控制精度低；）温控主要依靠人工记录调节，控制精度低； （3 3）降温速率难以控制。）降温速率难以控制。 本设计采用温度自动控制系统，实现温度的定量控制；养护罩操作机本设计采用温度自动控制系统，实现温度的定量控制；养护罩操作机械化，保温性能好；采用通风降温系统保证降温速率。械化，保温性能好；采用通风降温系统保证降温速率。下面从下面从5 5个方面进行介绍：个方面进行介绍：1.1.系统的组成系统的组成2.2.关键设备的选择计算关键设备的选择计算3.3.施工工艺流程施工工艺流程4.4.蒸养制度的确定、温控系统及试验方案蒸养制度的确定、温控系统及试验方案5.5.蒸汽养护施工方法蒸汽养护施工方法6.6.系统的特点系统的特点1.1.系统的组成系统的组成 蒸养系统由蒸养系统由供热系统供热系统、养护罩系统、通风系统和温控系统等四部分组成。、养护罩系统、通风系统和温控系统等四部分组成。温控系统温控系统通风系统通风系统供热系统供热系统养护罩系统养护罩系统2.2.关键设备的选择关键设备的选择锅炉的确定锅炉的确定锅炉选择以容量满足整个蒸养过程的热量消耗为原则。经计算，总锅炉选择以容量满足整个蒸养过程的热量消耗为原则。经计算，总热量消耗为热量消耗为7.287.28t/ht/h。因此，选取因此，选取SZL4-1.0-ASZL4-1.0-A型蒸汽锅炉两台。型蒸汽锅炉两台。相关参数如下：额定蒸发量：相关参数如下：额定蒸发量：4 4t/ht/h 额定压力：额定压力：1.0 1.0 MPa，蒸汽为饱和蒸汽蒸汽为饱和蒸汽 燃料：煤燃料：煤 外形尺寸：外形尺寸：78737873mmmm44829829mmmm36083608mmmm 风机型号风机型号 风机容量应满足风机容量应满足降温速率降温速率要求。要求。根据负荷计算，选择风机如下：根据负荷计算，选择风机如下： 型号：型号：4-72-114-72-11No12C No12C 离心通风机离心通风机1 1台台 容量：容量：L=23000mL=23000m3 3/h/h 转速：转速：11201120r/minr/min 流量：流量：2300023000m m3 3/h/h养护罩的选择养护罩的选择 养护罩由养护被和养护支架两部分组成。养护罩由养护被和养护支架两部分组成。养养护护被被具具有有良良好好的的保保温温性性、防防潮潮性性、抗抗拉拉性性及及柔柔韧韧性性，同同时时还还要要成成本本低低。综综合合上上述述几几个个因因素素，拟拟选选用用衡衡水水市市汇汇龙龙科科贸贸有有限限公公司司生生产产的的纳纳米米复复合合纤纤维保温毡。有关性能参数：维保温毡。有关性能参数： 定重定重8001100g g/m m2 2 抗拉性强抗拉性强6501100N/5cm 保温率保温率82% 养养护护罩架由罩架由7 7组组型型钢焊钢焊接成的桁架接成的桁架结结构构组组成。成。其其确定以确定以满满足足强强度和度和刚刚度要度要求求为为原原则则。温度控制系统温度控制系统 为了保证控制的可靠性和控制精度，选择温控系统如下：为了保证控制的可靠性和控制精度，选择温控系统如下： 710 710型工业控制机：可满足全天候工作型工业控制机：可满足全天候工作 西门子西门子PLCPLC控制器：控制器：1212位位A/DA/D和和I/OI/O输入输出输入输出3.3.施工工艺流程施工工艺流程浇注梁浇注梁放置养护罩放置养护罩管道管道及及信号线快速连接信号线快速连接设置养护参数设置养护参数启动锅炉及温控系统，进入自动养护阶段启动锅炉及温控系统，进入自动养护阶段4. 4. 蒸养制度的确定、试验方案及温控系统蒸养制度的确定、试验方案及温控系统经分析并参考混凝土手册、设计规范和相关资料，确定养护制度如下图所示：经分析并参考混凝土手册、设计规范和相关资料，确定养护制度如下图所示：4.1 4.1 蒸养制度的确定蒸养制度的确定蒸养制度的影响因素蒸养制度的影响因素： 以上所确定的蒸养制度是根据相关资料和文献的数据以上所确定的蒸养制度是根据相关资料和文献的数据得到的。实际应用中，蒸养制度的确定还要受到环境温得到的。实际应用中，蒸养制度的确定还要受到环境温度、混凝土的配比等多个因素的影响，并且蒸养制度各度、混凝土的配比等多个因素的影响，并且蒸养制度各养护阶段的参数之间也是相互影响的。因此，必须对每养护阶段的参数之间也是相互影响的。因此，必须对每种规格的第一榀混凝土箱梁进行养护试验，根据试验结种规格的第一榀混凝土箱梁进行养护试验，根据试验结果修正该规格梁的养护参数。果修正该规格梁的养护参数。4.2 4.2 试验方案试验方案 在现场进行试验时，需对整个养护过程中梁关键部位的内部和外部的温在现场进行试验时，需对整个养护过程中梁关键部位的内部和外部的温度变化规律进行实时测试和记录，得到最佳养护制度。度变化规律进行实时测试和记录，得到最佳养护制度。试验内容试验内容检验控制系统的可靠性。检验控制系统的可靠性。检验养护罩的保温效果。检验养护罩的保温效果。检验养护罩内沿混泥土箱型梁纵向温度的均匀性。检验养护罩内沿混泥土箱型梁纵向温度的均匀性。检验通风系统的降温性能。检验通风系统的降温性能。确定养护罩内温度场的规律。确定养护罩内温度场的规律。检验蒸汽养护制度的可行性（主要是各阶段的控制参数）。检验蒸汽养护制度的可行性（主要是各阶段的控制参数）。试验梁测点布置试验梁测点布置 本研究方案决定从混凝土箱型梁的两端供蒸汽，因此测温点的布本研究方案决定从混凝土箱型梁的两端供蒸汽，因此测温点的布置以梁的纵向长度的一半作为研究对象，横向截面也对称，所以置以梁的纵向长度的一半作为研究对象，横向截面也对称，所以布置测温点时以截面的一半来布置。在纵向确定四个横截面布置测温点时以截面的一半来布置。在纵向确定四个横截面A-AA-A，B-B,C-C,B-B,C-C,作作为为布点的平面，具体截面位置如布点的平面，具体截面位置如下下图图所示。所示。 在在A-AA-A和和C-CC-C截面的内部分别埋设如图截面的内部分别埋设如图6 6和图和图7 7所示的所示的6 6个热电阻传感器，个热电阻传感器，用以记录养护过程中箱型梁内部的温度变化情况。用以记录养护过程中箱型梁内部的温度变化情况。 图图 6图图 7 在在A-AA-A和和B-BB-B截面的外部分截面的外部分别别布置布置图图8 8所示的所示的4 4个个热电热电阻阻传传感器，用以感器，用以记录记录养养护过护过程中箱梁表面的温度程中箱梁表面的温度变变化情况。其中化情况。其中B-BB-B截面的截面的4 4个个传传感器所感器所测测得的温度得的温度将作将作为为整个蒸汽养整个蒸汽养护过护过程中程中电电磁磁阀阀开关的控制量，分开关的控制量，分别别控制控制图图4 4所示的、所示的、区域的蒸汽量。、区域的蒸汽量。图图 8图图 44.3 4.3 温控系统温控系统温控系统的组成：温控系统的组成：温控原理温控原理计算机温控界面计算机温控界面5.5.蒸汽养护施工方法蒸汽养护施工方法 施工梁测点布置：施工梁测点布置： 与试验梁不同的是：施工梁只在与试验梁不同的是：施工梁只在A-AA-A、C-CC-C截面外部各布置截面外部各布置4 4个传感器，作为电个传感器，作为电磁阀动作的控制量。磁阀动作的控制量。施工梁的温度控制：施工梁的温度控制：6.6.混凝土箱型梁蒸汽养护系统的特点混凝土箱型梁蒸汽养护系统的特点 （1 1）养护罩保温效果好、热能利用率高；）养护罩保温效果好、热能利用率高；（2 2）控控制制系系统统工工作作可可靠靠，自自动动化化程程度度高高，操操作作简简单单，可可实实现现多多种种养护制度的自动控制；养护制度的自动控制；（3 3）施工简单快捷；）施工简单快捷；（4 4）养护效果理想，箱梁质量可得到有效保证。）养护效果理想，箱梁质量可得到有效保证。