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        淺談預(yù)應(yīng)力管道真空壓漿技術(shù)施工要點

        2016-10-21 12:35:03李博
        建筑建材裝飾 2016年4期
        關(guān)鍵詞:后張法預(yù)應(yīng)力

        李博

        摘要:混凝土橋梁的損傷表現(xiàn)多樣,預(yù)應(yīng)力損失能夠?qū)е禄炷翗蛄赫w剛度和承載力下降,對預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的預(yù)應(yīng)力管道注漿質(zhì)量控制是確保橋梁的施工質(zhì)量達到設(shè)計要求和合理受力狀態(tài)的一個重要環(huán)節(jié),本文結(jié)合預(yù)應(yīng)力管道真空壓漿技術(shù)施工實例進行分析,根據(jù)工程特點提出了在后張法預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)施工時采用真空壓漿技術(shù)的硬件要求和施工要點,為同類工程提供參考。

        關(guān)鍵詞:預(yù)應(yīng)力;真空壓漿;后張法

        前言

        后張法預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)在我國的公路橋梁建設(shè)中有著廣泛的應(yīng)用。預(yù)應(yīng)力鋼筋在被拉伸后其微觀結(jié)構(gòu)會發(fā)生微小的變化,晶體間距離被拉大。在傳統(tǒng)后張法施工中,30m以上長度的孔道壓漿后極易出現(xiàn)氣泡和孔隙,當(dāng)結(jié)構(gòu)防水層因為外界作用失效后,導(dǎo)致水分子及氧分子極易進入其中發(fā)生化學(xué)反應(yīng),銹蝕速度對比拉伸前有顯著增加。一旦預(yù)應(yīng)力筋腐蝕,其實際直徑會變小,導(dǎo)致有效預(yù)應(yīng)力大幅下降,最終影響結(jié)構(gòu)的承載能力和耐久性。就會受到嚴重威脅。后張預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)中,預(yù)應(yīng)力筋主要依靠成孔材料和包裹在預(yù)應(yīng)力筋外面的漿體這兩層屏障進行防護。

        預(yù)應(yīng)力管道真空壓漿技術(shù)是指是在壓漿之前,將孔道一端封閉,在孔道的另一端首先采用真空泵抽吸預(yù)應(yīng)力孔道中的空氣,使孔道內(nèi)的真空度達到80%以上,然后在孔道的另一端再用壓漿機以正壓力將水泥漿壓入預(yù)應(yīng)力孔道。由于預(yù)應(yīng)力管道真空壓漿技術(shù)可以通過有效提高灌漿密實度和飽滿度提高工程質(zhì)量與使用安全,所以現(xiàn)在逐漸成為大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工中不可或缺的一環(huán)?,F(xiàn)以江蘇省無錫市某大橋為例,淺談預(yù)應(yīng)力管道真空壓漿技術(shù)施工要點。

        1 工程概況

        本工程為新華路市政高架主橋,采用(96+138+96)m三跨變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁,墩身斜置,與水流方向基本平行。橋梁為整幅橋,標準橋?qū)?5m,在北側(cè)梁端35m范圍內(nèi)單側(cè)展寬至28m。橋梁總長318m,橋梁總面積7975m2。

        上部結(jié)構(gòu)采用單箱雙室直腹板箱梁,箱梁砼強度等級為C55,中支點梁高8.2m,高跨比1/17.56;跨中梁高3.5m,高跨比1/41.14。邊跨與中跨梁高對稱,梁高按二次拋物線變化。箱梁共分19個懸臂澆筑節(jié)段,0#節(jié)段長度為12.5m,其余節(jié)段長度2.5m~4.0m,全橋共設(shè)置二個邊跨合龍段和一個中跨合龍段,合龍段長2.5m,邊跨支架現(xiàn)澆段長13.65m。

        箱梁采用三向預(yù)應(yīng)力體系,即縱向、橫向、豎向均設(shè)置預(yù)應(yīng)力鋼束。箱梁縱向按全預(yù)應(yīng)力構(gòu)件設(shè)計,橫向按預(yù)應(yīng)力A類構(gòu)件設(shè)計??v向預(yù)應(yīng)力設(shè)置在箱梁腹板、頂?shù)装逯?,橫向預(yù)應(yīng)力設(shè)置在橋面板、橫梁中,豎向預(yù)應(yīng)力設(shè)置在腹板中??v向、橫向預(yù)應(yīng)力采用中Φ15.2高強度低松弛鋼絞線,標準強度為1860MPa,錨固體系為群錨體系。豎向預(yù)應(yīng)力采用(ΦS15.2高強度低松弛鋼絞線,可復(fù)拉低回縮錨具,全橋均設(shè)豎向預(yù)應(yīng)力。三向預(yù)應(yīng)力均采用真空壓漿預(yù)應(yīng)力管道真空壓漿技術(shù)。

        2 預(yù)應(yīng)力孔道真空壓漿技術(shù)硬件要求

        2.1 水泥漿質(zhì)量要求

        灌漿漿體的強度應(yīng)符合有關(guān)施工技術(shù)規(guī)范要求,7天強度不低于30MPa,28天強度應(yīng)不低于40MPa。水泥漿的漿體允許水灰比為0.30~0.35。一般宜控制在0.33以下。漿體泌水率最大不得超過3%,拌和3小時后,其泌水率小于2%,泌水應(yīng)在24h內(nèi)重新被漿吸收。漿體流動度宜控制在14~18s,拌制30分鐘后宜控制在50s內(nèi)。初凝時間應(yīng)不小于3h,攪拌及壓漿時漿體溫度應(yīng)小于35℃。

        2.2 設(shè)備要求

        水泥漿拌和機應(yīng)能制備具有膠稠狀的水泥漿,轉(zhuǎn)速不小于1400轉(zhuǎn)/分鐘。攪拌機要有足夠的容量,至少能保證一根束道灌漿用量(一般至少為管道體積的1.5倍),禁止邊加原料,邊攪拌,邊壓漿。如容量不夠應(yīng)另設(shè)儲存桶,儲存桶也應(yīng)設(shè)置攪拌設(shè)備,能保證邊攪拌邊壓漿。

        壓漿泵應(yīng)可連續(xù)操作,對于縱向預(yù)應(yīng)力管道,能以0.7MPa的恒壓作業(yè);對于豎向預(yù)應(yīng)力鋼材管道的壓漿最大壓力,能以0.4MPa的恒壓作業(yè)。壓漿泵應(yīng)是活塞式的或排液式的,泵及其吸入循環(huán)應(yīng)是完全密封的,以避免氣泡進入水泥漿內(nèi)。它應(yīng)能在壓漿完成的管道上保持壓力,且裝有一個噴嘴,該噴嘴關(guān)閉時,導(dǎo)管中無壓力損失。壓力表在第一次使用前及此后監(jiān)理工程師認為需要時應(yīng)加以校準。

        真空泵應(yīng)能提供不小于90%真空度的抽真空能力。在真空泵前應(yīng)配備空氣濾清器,防止抽出的漿體直接進入真空泵而造成的真空泵的損壞。所有設(shè)備在灌漿操作中至少每3h用清潔水徹底清洗一次,每天使用結(jié)束時也應(yīng)清洗一次。根據(jù)實際需要,可用中性洗滌劑、皂液或清水對管道進行沖洗以清除管道內(nèi)的有害材料,并用不含油的壓縮空氣將管道內(nèi)的所有積水吹出。

        2.3 管道要求

        預(yù)應(yīng)力管道成形材料必須滿足真空壓漿的要求。塑料波紋管必須提供生產(chǎn)廠的產(chǎn)品合格證,到現(xiàn)場應(yīng)認真檢查產(chǎn)品質(zhì)量。塑料波紋管的連接一般應(yīng)采用熱熔焊連接,如采用直接連接應(yīng)采用專用的連接管,確保連接部位的質(zhì)量。管道的定位和布置嚴格按現(xiàn)行《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》執(zhí)行。管道在模板內(nèi)安裝完畢后,應(yīng)將其端部蓋好,防止水或其他雜物進入。

        2.4 外加劑要求

        孔道灌漿漿體應(yīng)采用摻入一定數(shù)量添加劑后的特殊漿體,原材料和漿體宜采用硅酸鹽水泥,水泥的強度不低于42.5,水泥不得含有任何團塊。水應(yīng)不含對預(yù)應(yīng)力筋或水泥有害的成分,可采用清潔的飲用水,如采用非飲用水,事先應(yīng)經(jīng)過檢驗,并達到混凝土拌和用水的要求。外加劑宜采用具有低含水量、流動性好、最小滲出及膨脹性等特性的外加劑,它們應(yīng)不得含有對預(yù)應(yīng)力筋或水泥有害的化學(xué)物質(zhì),外加劑的用量應(yīng)通過試驗確定。

        3 預(yù)應(yīng)力孔道真空壓漿技施工要點

        預(yù)應(yīng)力筋張拉后,孔道應(yīng)盡早壓漿,一般應(yīng)在48小時內(nèi)灌漿完畢。壓漿前應(yīng)清理錨墊板上的灌漿孔,將浮漿和雜物去除。檢查預(yù)應(yīng)力管道、泌水管、排氣孔、壓漿孔等,保證灌漿通道暢通。確定抽真空端及灌漿端并安裝壓漿罩,將壓漿罩安裝在準確的位置。安裝同時對壓漿罩密閉性進行檢查,特別要注意壓漿罩的排氣孔需向上放置,待漿體終凝后再將壓漿罩拆除并清洗。

        將真空泵設(shè)置在抽真空端密封罩上,將密封罩排漿孔、三向閥門和真空負壓裝置以串聯(lián)方式連接起來。設(shè)備安裝完畢后將排氣閥與灌漿閥一起關(guān)閉;啟動真空泵抽出空氣,觀測真空負壓表讀數(shù)。當(dāng)管道內(nèi)真空度到達-0.08MPa時,停泵1min再記錄負壓表讀數(shù)。如果讀數(shù)不發(fā)生變化則可判定孔道內(nèi)壓力能滿足預(yù)定要求。

        灌漿作業(yè)之前應(yīng)使用拌漿機試配漿體。漿體各項指標經(jīng)試驗室檢驗滿足要求后,才可以進行制備生產(chǎn)。攪拌水泥漿之前,應(yīng)在拌漿機、儲料罐內(nèi)加入足量的水后空轉(zhuǎn)3分鐘,使攪拌機內(nèi)壁充分潤濕后再倒掉積水。同批次攪拌的水泥漿需基本卸盡。未拌合的漿體材料不得在上一批次攪拌好的水泥漿卸盡之前投入。

        灌漿時攪拌漿體使其水灰比、流動度、泌水性等指標達到技術(shù)要求的指標。啟動真空泵抽真空,使真空度達到-0.08~-0.1MPa并保持穩(wěn)定。啟動灌漿泵,當(dāng)灌漿泵輸出的漿體達到要求的稠度時,將泵上的輸出管接到錨墊板上的引出管上,開始灌漿。灌漿過程中,真空泵保持繼續(xù)工作,維持相應(yīng)的真空度。待抽真空端的透明網(wǎng)紋管中有漿體經(jīng)過時,關(guān)閉空氣濾清器前端的閥門,稍后打開排氣閥。當(dāng)水泥漿從排氣閥順暢流出,其稠度與灌入口的漿體相當(dāng)時,關(guān)閉抽真空端所有的閥。灌漿泵繼續(xù)工作,并保持不小于0.7MPa的壓力,持壓不少于2分鐘。壓滿漿的管道應(yīng)進行保護,使在一天內(nèi)不受振動,管道內(nèi)水泥漿在注入后48h內(nèi),結(jié)構(gòu)混凝土溫度不得低于5"C,否則應(yīng)采取保溫措施。在壓漿后兩天,應(yīng)檢查注入端及出氣孔的水泥漿密實情況,需要時進行處理。

        每一工作班應(yīng)留取不少于3組試樣(每組為3個70.7mm×70.7mm×70.7mm立方體試件),標準養(yǎng)生28d,檢查其抗壓強度作為水泥漿質(zhì)量的評定依據(jù)。當(dāng)氣溫或構(gòu)件溫度低于5℃或高于32℃時,不得進行壓漿。如應(yīng)特殊情況,事先需報針對性方案,并經(jīng)監(jiān)理同意后方可實施,管道壓漿必須有監(jiān)理工程師在場。施工時應(yīng)具有完備的壓漿記錄,包括每個管道的壓漿日期、水灰比及摻加料、壓漿壓力、試塊強度、障礙事故細節(jié)及需要補做的工作。這些記錄的抄件應(yīng)在壓漿后3d內(nèi)送交監(jiān)理工程師。

        張拉施工完成后,切除外露多余的鋼絞線,清水沖洗,高壓風(fēng)吹干,然后進行封錨。封錨可采用兩種方式:

        (1)一種是采用專用的保護罩封錨。安裝前將錨墊板表面清理,保證平整,在保護罩底面和橡膠密封圈表面均勻涂上一層玻璃膠,裝上橡膠密封圈,將保護罩與錨墊板上的安裝孔對正,用螺栓擰緊,注意將排氣口朝正上方。在灌漿后10小時左右拆除。(2)另一種方法是用無收縮水泥砂漿封錨。砂漿必須將錨板及夾片、外露鋼絞線全部包裹,覆蓋層厚度大于15ram。

        4 結(jié)語

        預(yù)應(yīng)力管道真空壓漿技術(shù)是預(yù)應(yīng)力鋼筋后張法施工一項重要工藝。通過真空壓漿技術(shù),可以使孔道內(nèi)漿體飽滿度顯著提高,保證壓漿分布均勻,消除氣泡避免產(chǎn)生空隙,有效防止預(yù)應(yīng)力鋼筋生銹腐蝕,避免預(yù)應(yīng)力損失,導(dǎo)致混凝土橋梁整體剛度和承載力下降。隨著我國交通建設(shè)飛速發(fā)展,這項施工速度快,施工效果好技術(shù)有著廣闊發(fā)展空間和極大的應(yīng)用價值。

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