高铁混凝土箱梁蒸汽养护控制系统研究.pdf
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1、l 2 铁道建筑 Ra i l wa y En g i n e e r i n g 文章 编号 : 1 0 0 3 - 1 9 9 5 ( 2 0 1 1 ) 0 6 0 0 1 2 - 0 3 高铁混凝土箱梁蒸汽养护控制系统研究 韩 庆 祝 ( 中铁十三局集 团有限公 司 , 长春1 3 0 0 3 3 ) 摘要: 根据混凝土箱梁蒸汽养护技术, 提 出用蒸汽升温、 专用养护罩保温保湿、 通风机降温的全 自动养护 温控 方案 。下位机 采 用 日本 三 菱 F X 2 N P L C在现 场控 制 , 上 位机 采 用 7 1 0型 工控机 作 为人机 对 话 窗 口 , 对养护场进行远程监控
2、和管理。给出了系统硬件设计框 图和软件设计界面。试验和使 用证 明, 本文设 计的混凝土箱梁温度控制 系统, 适应性强、 自动化程度高、 安全可靠、 操作简便 、 易于扩展 , 只要改变养护 参数 , 可对任意混凝土箱梁进行 自动养护, 应用前景广阔。 关键词 : 混凝土箱梁 蒸汽养护 工控机 中图分 类号 : U 4 4 5 4 7 1 文献标 识码 : B 高速铁路混凝土箱梁的蒸 汽养护技术 , 在大型工 程施工 中已逐渐被人们所认可, 特别是在现代桥梁施 工 中, 采用蒸汽养护技术, 可以有效地提升混凝土箱形 梁的品质 , 明显缩短制梁的周期 , 并且能够较严格地保 证 箱梁 的技 术指
3、 标 。 目前对于现场浇筑的桥梁 , 大部的蒸汽养护是采 用锅炉加热产生蒸汽, 然后用简易的管道将蒸汽输送 到用塑料帆布覆盖的养护棚 中, 而箱梁养护 的温度控 制过程主要依赖人工间歇性测量和调整。这样的养护 方法很难保证蒸汽养护过程中各个阶段对温度需求的 准确性和精确性 , 而且热量的利用率很低 , 有时如果控 制的不合理还会对箱形梁造成一定的损伤。 本文采用计算机测控技术 , 提出用蒸汽升温、 专用 养护罩保温保湿 、 通风机降温的全 自动养护 系统 。 可 收稿 日期: 2 0 1 0 1 2 1 3; 修回 日期 : 2 0 1 1 0 2 - 2 5 作者简介: 韩 庆祝 ( 1 9
4、 6 9 一) , 男 , 吉林长春人 , 高级工程师。 有效提高混凝土箱的养护质量 , 缩短施工周期 、 降低施 工成本 、 加 快施 工进程 。 1 总体 设计方案 混凝土箱梁蒸汽养护 ( 常压湿热) 系统如 图 1所 示。主要由温度控制 室、 养护罩 、 蒸汽锅炉、 箱梁基座 和通风机等组成 。 1 1 混凝土箱梁养护工艺 混凝土箱梁常压湿热养护温度曲线如图 2所示 。 养护工艺分为四个 阶段 : 第一 阶段为预养期 , 以1 5 c 【 = 养护 l , 小 时 ( 本 文取 4 h ) ; 第二 阶段 为升温期 , 以 5 c 【 = h的升温速率升温 1 h , 然后保温 Js 小
5、时 ( 本文取 1 h ) , 再以 8 h的升温速率升温至 4 5 o C; 第三阶段为 恒温期 , 以恒温 4 5 o 【 = 养护 日小时( 本文取 1 0 h ) ; 第 四 阶段为降温期 , 以 1 0 h的降温速率降至室温 , 再保 温 , 小时( 本文取 4 h ) 。根据不 同的混凝 土梁, 这 四 段的养护时间可由用户设定。 4 )在拱座背部局部范围内出现主拉应力大于设 计值 的 区域 , 建 议在 该 部 分 加 强配 筋 , 另 外 , 可 以把 拱 座背部设计为突起的弧面 , 以便减小局部应力对该部 分的作用 。 5 )在箱形梁外轮廓改变处 的底板位置主拉应力 较大 ,
6、 可以通过加大底板的配筋率或增加体外预应力 钢筋来改善。 参 考 文 献 1 叶梅新 1 4 0 m下承 式钢箱 系杆 拱桥拱 脚局 部模 型试验研 究 J 黑龙江科技信息 , 2 0 0 8 ( 8 ) : 4 6 2 叶梅新 大跨 径劲性骨架钢筋砼拱桥拱脚 、 拱座局部 应力分 析 J 中国西部科技 , 2 0 0 8 ( 1 ) : 3 4 5 3 杨志雄 , 武维宏 , 舒 春生 祁 家黄河 大桥拱座 节点局 部应力 分析 J 铁道建筑 , 2 0 0 8 ( 1 2 ) : 7 9 4 陈宝春 钢管混凝土拱 桥设计 与施工 M 北京 : 人 民交通 出版社 , 1 9 9 9 5 孙
7、训方 材料力学() M 北京 : 高等教育出版社 , 2 0 0 9 ( 责任审编孟庆伶) 2 0 1 1年第 6期 高铁混凝 土箱 梁蒸 汽养护控制系统研究 4 5 越 赠 图 1 混凝土箱梁蒸汽养 护系统 时间 h 图 2 混凝土箱梁养护温控 曲线 1 2混凝土 箱 梁养 护温 度控 制方 案 根据温度控制曲线设计的温度控制系统如图 3所 示。混凝土箱梁 的纵 向分 3个截面, 每个截面分为 A, B, C, D, E 5个温度 区, 每 区布 1个 温度传感器 ( T 1 T 5 ) , 每个截面布 1个湿度传感器 F l , 共布 1 5个温度 传感器和 3个湿度传感器。养护罩 内的温
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