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所属栏目：建筑设计论文范文发布时间：2011-02-25浏览量:221

副标题#e#
　　浅谈桥梁预应力真空压浆施工技术
　　孙立峰
　　中铁九局第七工程有限公司沈阳110044
　　【摘要】通过分析后张预应力真空压浆技术，论述其必要性及具体的施工方法，为今后的真空压浆提供新的研究方向。
　　【关键词】桥梁预应力真空压浆施工技术
　　在公路桥梁建设中，后张预应力压浆不密实的问题被列为公路桥梁建设中的十大顽疾之一。解决预应力结构安全耐久性的根本便是努力保证预应力孔道压浆的密实性，而真空辅助压浆正是为保证孔道压浆的密实性以解决预应力结构安全耐久性而逐渐发展起来的新型压浆工艺。
　　1．真空辅助灌浆工艺
　　在压浆之前，首先采用真空泵抽吸预应力孔道中的空气，使孔道内的真空度达到80％以上，使之产生-0.06至0.1Mpa的真空度，然后用灌浆泵将优化后的水泥浆从孔道的另一端灌入，并加以≥0.7Mpa的正压力。在真空辅助下，孔道中原有的空气和水被消除，同时混杂在水泥中的气泡和多余的自由水亦被消除，增强了浆体的密实度。浆体中的微沫浆及稀浆在真空负压下率先流入的负压容器，待稠浆流出后，孔道中浆体的稠度即能保持一致，使浆体密实和强度得到保证。真空辅助压浆的过程是一个连续且迅速的过程，缩短了灌浆时间。
　　孔道在真空状态下，减少了由于孔道高低弯曲而使浆体自身形成的压力差，便于浆体充盈整个孔道，尤其是一些异形关键部位更能体现真空灌浆的优越性。在灌浆前要进行孔道压力测试（真空或压力），在配合比试验中减小了水灰比，添加了专用的添加剂，提高了水泥浆的流动度，减小了水泥浆的的收缩，从而保证了浆体的可施工性、充盈孔道的密实性和提高硬化浆体的强度，因此真空压浆工艺是提高后张预应力混凝土结构安全度和耐久性的有效措施。
　　2．工艺流程：
　　开动真空泵抽真空混合料搅拌成浆压浆清洗配件
　　3．理论形成：
　　3.1真空压浆的浆体在管道内充盈程度
　　采用真空泵抽吸预应力孔应力孔道中的空气，使孔道内的真空度达到负压真空度（－0.09MPa～－0.1MPa），然后在孔道另一端用螺缧旋式压浆机以大于0.5Mpa的正压力浆水泥浆压入孔道内。由于孔道内空气量很少，很难在浆体中形成气泡，同时由孔道与压浆机间的正负压力差，大大提高了孔道压浆的饱满度和密实度。拉力形成液柱的导向，减少了液柱在孔道内的紊流情况，也就减小了孔道的阻力；在真空作用下，液柱内的气泡和富余的水分向液柱端部移动，并在后期的传统补压稳压过程中排除。这种效应对于长孔道更明显。但需要说明的是，对于孔道中的较多留存水分，单靠真空泵的作用，处理效果不明显，必须靠高压风吹干净。
　　3.2传统成孔材料与真空压浆技术的结合：
　　目前常用的成孔材料为金属波纹管，而真空压浆较理想的成孔材料为PT－PLUS®塑料波纹管（以较小的孔道摩阻力及电绝缘性能取胜），考虑目前的预应力结构设计及施工单位的成本承受力，这里对真空压浆与金属波纹管的结合使用做一个讨论。
　　1）孔道摩阻方面：PT－PLUS®塑料波纹管虽然孔道摩阻较小，而且PT－PLUS®塑料波纹管在压浆时的孔道摩阻也较小；但金属波纹管的孔道摩阻依然能满足现行规范要求；
　　2）保证预应力筋的耐久性：预应力筋在张拉后，基本上是紧贴孔道。已压注水泥浆的预应力筋的腐蚀，主要成因为电化学腐蚀。电化学腐蚀的要素除外电、感应电等存在的电流影响外，还需具备电解液（或有害气体）。而真空压浆技术恰恰在这方面从工艺上最大限量地减小了电解液的存在（密实、气泡少、填充预应力筋间隙密实、硬化浆液基本无自由水），也就是说基本杜绝了形成电化学腐蚀的条件，从而保证了预应力筋的耐久性。
　　3）金属波纹管与混凝土及压注浆液结合强度较好；
　　4）金属波纹管较塑料波纹管成本节省接近一倍。
　　4．浆体的配合比设计
　　#p#副标题#e#4.1浆体配合比确定
　　浆体设计是压浆工艺的关键之处,合适的水泥浆应是：1）和易性好（泌水性小、流动性好）；2）硬化后孔隙率低，渗透性小；3）具有一定的膨胀性，确保孔道填充密实；4）高的抗压强度；5）有效的粘接强度；6）耐久性
　　为了防止水泥浆在灌注过程中产生析水以及硬化后开裂，并保证水泥浆在管道中的流动性，参加少量的添加剂。为使水泥浆在凝固后密实，则掺入添加剂如超塑剂。
　　4.2配合比的试拌及各项指标
　　1）流动度要求：搅拌后的流动度为小于60S。
　　2）水灰比：0.3～0.4，为满足可灌性要求，一般选用水泥浆的水灰比最好在0.3～0.38之间。
　　3）泌水性：小于水泥浆初始体积的2％；四次连续测试结果的平均值小于1％；拌和后24h水泥浆的泌水应能被吸收。
　　4）初凝时间：6h。
　　5）体积变化率：0～2％。
　　6）强度：7天龄期强度大于40Mpa。
　　7）浆液温度：5℃≤T浆液≤25℃，否则浆体容易发生离析。
　　5．真空压浆在分离立交现浇预应力混凝土连续箱梁及T梁的施工
　　5.1工程简介：
　　某高速公路分离式立交桥，其上部结构为48+60+48米预应力混凝土连续结构箱梁，底板宽8.9米，顶板宽13.5米，有三道纵梁，每道纵梁分布12孔OVM15-12钢绞线束（管道孔径ф内90mm），底板分布12孔OVM15-9钢绞线束（管道孔径：80mm）。预应力孔道最长为154.785米，两张拉端高差2.75米。
　　5.2工艺及施工的确定
　　为确保压浆的安全及质量，我们采取了以下措施：
　　1）．真空泵端设在高端：压浆端设在底端，因高差2.75米引起的浆液静力压强为0.06-0.07Mpa，而柱塞式灌浆机的设备能力为0.8-1.0Mpa，对因高差造成的影响基本可忽略，却有利于压浆质量的保证。
　　2）．管道密封及封锚：封锚做法：张拉完毕，将多余钢绞线切割，锚具端部留有3公分左右长度，用湿润水泥团封堵，为确保水泥团不掉落及养护期间不开裂，在水泥封锚作出后，又用双层塑料薄膜密封并绑扎固定在锚具上。对于其他可能漏气的连接点，采用玻璃胶及密封生料带进行密封，从而保证了管道的密封。封锚提前二天进行，在压浆之前进行检查，对有漏气的情况，再行用玻璃胶处理，以确保孔道密封。为进一步验证孔道的密封和通畅情况，我们在抽取真空达到要求后，将进浆端球阀少许开启，则可听到气流的尖锐啸声，同时真空表读数下降。
　　3）．工作水的循环：准备一个2立方米的水箱，与真空泵形成循环，从而节约了用水。
　　4）．浆体配比及指标，拌浆的连贯性：管道较长，且不能实现灌浆接力的情况，为减小孔道对浆体的阻力，修正了配比如下：水泥：水：高效减水剂＝1：0.38：0.4％，使浆体流动度控制在22±2S，其他指标满足规范要求。
　　施工机械设备的准备
　　1）.压浆抽真空施工采用MBV—80真空泵
　　2）.压浆施工采用SQ45型螺杆灌浆泵
　　5.3工艺
　　1）.检查设备连接及电源、水管路、材料准备到位情况，施工平台等措施，检查封锚及孔道密封工作，高压水洗孔并用高压风将孔内积水吹干。
　　2）.每压浆二至三孔作为一组，每一组在灌浆之前先用水灰比0.45的稀浆压入孔道少许润滑孔道，以减小孔道对浆液的阻力。
　　3）.两端抽真空管及灌浆管安装完毕后，关闭进浆管球阀，开启真空泵。真空泵工作一分钟后压力稳定在-0.07Mpa至-0.08Mpa，继续稳压1分钟后，开启进浆管球阀并同时压浆。
　　4）.压浆：从开始灌浆至出浆口真空泵透明喉管冒浆历时8分钟左右，各管道比较一致.
　　5）.补压及稳压：真空泵、灌浆机停机，将抽真空连接管卸下，将出浆端球阀关闭，将出浆端封锚水泥敲散，露出钢绞线间隙。再用灌浆机正常补压稳压。此时，从钢绞线缝隙中会被逼出水泥浆，再持续补压稳压过程中，水泥浆由浓变稀，由稀变清，由流量大至滴出清水，此时灌浆及压力表稳定在0.85-#p#副标题#e#1.0Mpa。补压稳压结束，关闭球阀。球阀拆除清洗在半小时后至一个小时之间进行。
　　5.4结果
　　1）.通过现场试验水泥净浆各项指标及送检水泥净浆试块，三天时间强度超过30Mpa，认为水泥净浆合格。
　　2）.补压时，出浆端压力较大，通过钢绞线间隙泌出水分及稀浆，可喷出4米远。补压结束以泌水基本排空为度，稳压时间达到规范要求。
　　3）.孔道清洗吹干较仔细，灌浆净历时较为均匀一致。
　　4）.拆除两端球阀观察，锚垫板上进、排浆孔水泥浆较为硬实，不流淌，用手指按压，能够留下模糊指印。
　　5）.压浆两天后观察，压浆孔硬化水泥浆有轻微外凸。
　　6．结语
　　通过真空辅助压浆和普通压浆的对比试验，在同等施工条件下，采用真空辅助压浆技术比采用传统压浆方法可以明显地提高孔道压浆的密实度，其孔道压浆的充盈度可以达到97%以上；已经证明，采用合适配合比的水泥浆结合高水平的质量控制方法，真空辅助压浆技术可以很好地解决传统灌浆方法中的气泡造成的孔洞和不密实，它是确保高质量灌浆的一个强有力的手段，从而确保一个密实、不透水的预应力筋保护层，提高供桥梁结构的耐久性。