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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