真空辅助压浆工艺在超长预应力束桥梁工程中的应用论

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1、真空辅助压浆工艺在超长预应力束桥梁工程中的应用【摘要】通过分析真空辅助压浆工艺在通州区六环西辅路跨北运河大桥超长预应力束中的应用，论述采用该施工工艺的必要性及具体的施工方法，为今后真空辅助压浆工艺的发展提供新的研究方向。【关键词】真空辅助压浆；超长预应力束；预应力。1、前言真空辅助压浆为近年来国际上兴起的新技术，其以塑料波纹管为成孔材料加以真空辅助压浆技术的灌浆工艺，对保证长管道压浆的质量起到良好的作用，得到了国内外、土木工程界的普遍认可。通州区六环西辅路跨北运河大桥工程即采用了该技术。通州区六环西辅路跨北运河大桥工程立交全长325m，桥梁结构形式包括预应力连续箱梁、

2、预应力简支T梁，其中最长一段箱梁为50+50+50米预应力混凝土连续箱梁，最长预应力钢束150m。在这种超长预应力管道结构施工中，我们采用了真空辅助压浆技术，在管道上没有预留任何排气管或排浆管，有效避免了普通压浆法存在的弊端，确保了孔道灌浆质量，提高了预应力束的工作性能。2、真空辅助压浆工艺工作原理2.1普通压力灌浆法存在的问题众所周知，对于预应力孔道灌浆，传统的做法是采用压浆法来灌浆，即在0.5-1.0Mpa的压力下，将水灰比0.4-0.45的稀水泥浆压入孔道。6众多工程实践和经验教训都表明：预应力筋的腐蚀大部分是由于施工工艺和浆体混合料配制不好造成的。在这种传统压

3、力灌浆中，浆体本身和施工工艺带有一定的局限性，主要表现为：容易发生水泥浆离析、析水、干硬后收缩等现象，故而产生孔隙，给工程留下隐患；灌入的浆体中常会含有气泡，混合料硬化后变为孔隙，成为自由水的聚集地。这些水可能含有有害成分，易造成预应力筋及构件的腐蚀；另外也在北方严寒的地区，由于温度低，这些水会结成冰，可能会胀裂管道、形成裂缝，造成严重的后果。尤其是对于这种超长预应力束，采用一般压力灌浆法时，由于管道较长，对浆体的阻力就大，致使压浆泵负荷大，容易损坏，压浆管压力大也容易发生崩管等现象，另外还增加了灌注时间，增大了发生堵管现象的可能性，给预应力施工带来隐患。2.2真空辅

4、助压浆工艺的工作原理真空辅助压浆工艺工作原理为：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，然后用压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。具体操作如图所示：在水泥浆出口及入口处接上封闭阀门，并用水泥团（或保护罩）将锚具处密封，将真空泵连接在非压浆端上，压浆泵接在压浆端上，启动真空泵，抽吸孔道中的空气，使孔道内达到-0.1MPa左右的真空度后，启动压浆泵，将搅拌好的水泥浆压入孔道，并最终施以0.4MPa的正压力，持续1-2min。真空辅助压浆原理图由于孔道内

5、只有极少的空气，很难形成气泡；同时，由于孔道与压浆泵之间的正负压力差，减少了孔道的阻力，大大提高了孔道压浆的饱满度和密实度；由于在水泥浆中减小了水灰比，添加了专用的添加剂，提高了水泥浆的流动度，使灌浆形成一个连续且迅速的过程，缩短了灌浆时间，提高了生产工效。3、施工设备压浆设备：强制式灰浆搅拌机，柱塞式灌浆机，计量设备、贮浆桶、过滤器、高压橡胶管、连接头、控制阀、压力表。6抽真空设备：真空泵、负压表、负压箱、长透明管、钢保护罩、连接头、控制阀。4、真空辅助压浆工艺对材料的要求真空辅助压浆所用的材料，除塑料波纹管、专用锚具、专用添加剂外，其余材料同传统压浆工艺所用材料相

6、同。4.1塑料波纹管采用真空辅助压浆工艺时，宜选用高密度聚乙烯塑料波纹管，管道和其接头应有足够的密封性以防止水泥浆渗漏及抽真空时漏气，且其强度应能足以保持管道的形状，同时还应具有良好的柔韧性、耐磨性和绝缘性能，管道的材质不应与混凝土、预应力筋或水泥浆有不良的化学反应，管与管的连接，采用专用塑料连接器或塑料专用焊接机焊接。塑料波纹管与传统的金属波纹管相比有如下优点：1）摩阻力小，塑料波纹管由高密度聚乙烯塑料HDPE制成，与钢束之间的摩阻力远远小于金属波纹管与钢束间的摩阻力。2）密封性能较好，使孔道容易达到并维持真空且荷载作用前后均无渗透，不漏气，不漏水，能有效地杜绝雨水

7、等有害介质腐蚀钢绞线。3）耐温性和阻燃性较好，不易被电焊渣熔穿。4）强度高，刚度大，不怕踩压，不易被振捣棒凿破。4.2预应力专用锚具采用真空辅助压浆专用锚具，应存放在室内，并进行密封。4.3专用添加剂添加剂应具有减水、缓凝和微膨胀等作用，但不能含有对预应力筋和水泥有损害的物质。由于不同的添加剂与不同的水泥品种相互作用不一致，因此必须通过相应的试验来验证其品种的适用性及用量，一般掺量为水泥用量的3%-5%。通过试验确定本工程减水剂掺量为3%。这些添加剂的加入可以起到以下作用：1）改善水泥浆的性质，降低水灰比，减少孔隙泌水，消除离析现象。2）降低硬化水泥