真空辅助压浆在公路桥梁预应力结构中的应用

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1、真空辅助压浆在公路桥梁预应力结构中的应用摘要：传统的灌浆方法是直接压浆法，通过设置在预应力管道最高点排气管和出浆口的出浆情况判定灌浆的密实性。但这种施工方法不能完全保证孔道灌浆的密实性，极易产生灌浆不饱满的现象，对预应力工程的耐久性产生隐患。 　　本文以某高速公路预应力钢筋混凝土箱梁桥张拉灌浆为例，应用真空辅助压浆的方法，并使用塑料波纹管替代金属波纹管，配合优化后的水泥浆，起到了很好的灌浆效果，为今后的桥梁预应力张拉施工提供了一定的指导。 　　关键词：真空辅助压浆桥梁预应力结构应用 　　中图分类号：K928文献标识码：A 　　 　　一、真空压浆理论解析 　　1、真空压浆工艺 　　在压

2、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-0.08～-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≥0.5MPa的正压力。由于孔道内只有极少的空气，很难形成气泡；同时，由于孔道与压浆机之间的正负压力差，大大提高了水泥浆的流动度，减少了水泥浆的收缩，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。 　　2、真空压浆原理解析 　　a．在封闭的孔道中，把水泥浆视为一流动的液柱，进浆端的正压力将液柱一方面源源不断的压注进入管道，一方面给液柱施加强大的推力；另一方面，出浆口端的真空泵给液柱施加拉力，这

3、一真空作用形成的拉力使水泥浆逐渐充满整个孔道。 　　b．真空作用使孔道内的空气变得稀薄，液柱在相对于空气中的表面张力及表面能减小，使浆液更容易填充预应力孔道，并带走残存在预应力孔道内的水份，不易形成气泡，密实填充孔道空间。 　　c．在真空作用下，拉力形成液柱的导向，减少了液柱在孔道内的紊流情况，减小了孔道的阻力。 　　D．液柱内的气泡和富余的水份向液柱端部移动，并在后期的补压稳压过程中排除。这种效应对于长孔道更加明显。 　　二、真空压浆施工 　　1、材料设备要求 　　（1）塑料波纹管 　　为保证灌浆的质量，选用塑料波纹管代替传统的金属波纹管。塑料波纹管具有密封性好、孔道摩阻小的特点，

4、能很好的保证真空度的要求。塑料波纹管接口采用焊接处理，粘接牢固，保证波纹管整体的密封性。塑料波纹管与锚垫板采用专用的连接环和密封圈固定。排气管与塑料波纹管之间连接紧密，避免漏气、漏浆。 　　（2）水泥浆 　　根据本桥预应力孔道较长、孔道转角较大的特点，结合真空压浆对水泥浆的要求，加强水泥浆配合比的控制，在满足强度和粘结力的要求外，还要有较大的流动性和较小的干缩性、泌水性。通过试配确定水灰比、外加剂的配比。 　　水灰比为0.35（0.3～0.4之间都可），外加剂采用膨胀剂和减水剂（两种外加剂各为水泥用量的3％）。泌水性小于水泥浆体的2%；流动度40S左右（30～50S之间）；水泥浆的稠

5、度25S左右（15～45S之间）；水泥浆28天强度达到40MPa以上。 　　（3）输浆管 　　输浆管选用高强橡胶管，抗压能力≥2MPa，带压灌浆时不易破裂，连接牢固。 　　（4）灌浆设备 　　灌浆泵采用UBL3螺杆灌浆泵，最大压力2.5MPa，配备3.0MPa压力表；SZ-2型真空泵（极限真空4000Pa）；SL-20型空气滤清器和PHL塑料焊接机。 　　2、施工工艺 　　（1）施工准备 　　a．在预应力钢绞线张拉完成后，切除外露的钢绞线，外露长度3cm左右，用无收缩水泥砂浆封锚，并将锚板、夹片、外露钢绞线全部包裹，覆盖层大于15mm，封锚后36小时后进行真空灌浆。 　　b．使用压力

6、水冲洗管道，以排除孔内粉渣等杂物，保证孔道畅通，冲洗后用空压机吹去孔内的积水。在冲洗过程中，如发现有冒水、漏水现象，及时封堵漏洞进行处理。 　　c．在压浆施工前将锚垫板表面清理，保证平整，在保护罩底面与橡胶密封圈表面均涂一层玻璃胶，装上橡胶密封圈，将保护罩与锚垫板上的安装孔对正，用螺栓拧紧 　　d．在管道两端安装抽真空管和灌浆管排气孔，并在波纹管每个波峰的最高点靠同一端设置观察管，并分别设置阀门。 　　e．按确定的配合比搅拌水泥浆。灰浆进入灌浆泵前通过1.2mm的筛网进行过滤。 　　（2）施工方法 　　a．准备工作就绪后，关闭进浆管球阀，开启真空泵。真空泵工作一分钟后真空度稳定在-0

7、.08～-0.1MPa之间，继续稳压一分钟后，开启进浆阀门，并同时开启压浆泵。 　　b．当水泥浆压至抽真空端时，待抽真空端的空气滤清器中有浆体经过时，关闭空气滤清器前端的阀门，稍后打开排气阀，让浆液从排气管排出。直至从排气管中排出的水泥浆无气泡和微沫，且稠度与搅拌机内的水泥浆相同时，关闭真空泵及抽真空端排气管的阀门。 　　c．随即开启压浆端排气管和观察管的阀门，继续启动压浆泵，直至从压浆端排气管和观察管排出的水泥浆与搅拌机内的水泥浆相同时，关闭压浆端排气管