真空辅助压浆.docx

精品文档高速公路预应力砼箱梁真空压浆施工工艺【关键词】预应力；混凝土梁；真空压浆；技术一 简述：在五盂高速公路的预应力砼箱梁施工中，为保证箱梁纵向钢束的压浆质量(饱满度、密实度)，在箱梁预制和现浇施工中采用了真空压浆施工工艺。二 工程概况五盂高速公路龙华和1号大桥,全长506.4m,桥梁中心桩号K36+700,桥梁上部结构采用4联20跨25m装配式后张法预应力混凝土箱梁。全桥共有箱梁160片梁,预应力钢筋采用s15.2(75)钢绞线,每片梁8束、每束7根钢绞线;下部结构采用钻孔桩基础,肋板式桥台,圆柱门式桥墩。 为确保五盂高速公路桥梁结构的安全和耐久性,根据设计及有关文件要求,桥梁上部构造后张法预应力混凝土梁一律采用真空压浆工艺进行灌浆。 三真空压浆施工真空压浆的基本原理是: 。整个预应力孔道系统封闭，在孔道的一端采用真空泵对孔道进行抽真空,使之产生负压(-0.06Mpa-0.1Mpa）左右的真空度,然后用压浆泵将高标号水泥浆从孔道的另一端压入,直至充满整条孔道,并加以0.7MPa的正压力,以提高预应力孔道压浆的饱满度和密实度,从而提高后张预应力混凝土结构的安全度和耐久性。 3.1真空压浆技术要求。3.1.1真空压浆技术核心有四点。3.1.1.1金属波纹管或可形成密封的孔道;3.1.1.2浆体的专用添加剂及配合比;3.1.1.3专用的真空压浆设备;3.1.1.4施工控制。3.1.2技术要求。3.1.2.1孔道及两端必须密封,且孔道内无杂物,孔道畅通;3.1.2.2抽真空时真空度(负压)控制在-0.06-0.1MPa）之间;3.1.2.3水灰比控制在0.30.4之间;3.1.2.4浆体稠度宜控制在1418s;3.1.2.5拌合后3h，,最终不超过0.1%，拌合后24小时水泥浆的泌水应能全部被浆体吸收;3.1.2.6浆体初凝时间至少5小时;3.1.2.7浆体体积收缩率2%;3.1.2.8浆体7天龄期强度40MPa;3.1.2.9浆体对钢绞线无腐蚀作用。3.2真空压浆材料及配套设备。由于本工程采用真空压浆技术,预应力束的孔道采用SBG塑料波纹管代替普通的金属波纹管,压浆施工采用的设备和工艺,需要配套。3.2.1成孔方法。3.2.1.1成孔材料。钢绞线孔道选用内径55mm、50mm、90*25mm、90*70mm的HVMSBG高密度聚乙烯塑料波纹管 3.2.1.2高密度聚乙烯塑料波纹管技术要求。(1)塑料波纹管的弯曲特性。塑料波纹管处于简支状态,给定瞬时受力P1时跨中点的挠度f=20mm,瞬时受力卸荷后跨中点的挠度f1,持荷2min的力P2,P2卸荷后的残余变形挠度f2。f1/f0.05f2/f0.1P2/ P11.02(2)塑料波纹管对局部载荷抵抗能力。塑料波纹管有足够的刚性,承受横向载荷、受局部横向载荷的变形量不大于10mm。满足上述特性的波纹管具有足够的强度,不管是抽真空至-0.1Mpa,压浆压至0.7Mpa,还是按常规方法浇筑混凝土,波纹管道在施工中均不出现变形。(3)塑料波纹管的柔韧特性。塑料波纹管达到表3曲率半径时,横向截面直径变化比应符合规范要求 (4)塑料波纹管的密封性。塑料波纹管在曲率半径为4m的状态下,以0.05MPa的压力水注入管内,保持2min,无明显的水渗漏现象。(5)塑料波纹管的耐摩损性。塑料波纹管成孔管道能承受穿束及张拉等工作对管壁的摩损,摩损后的剩余壁厚不小于1mm。(6)塑料波纹管的检验方法。塑料波纹管的质量应符规范要求。3.2.1.3高密度聚乙烯塑料波纹管优点。(1)SBG塑料波纹管原材料是HDPE,耐腐蚀性能远优于金属波纹管,能有效保护预应力钢绞线不受腐蚀,从而保证了后张预应力结构具有更好的耐久性。(2)塑料波纹管预留孔道的摩擦系数明显小于金属波纹管,减少了张拉过程中预应力的摩擦损失,塑料波纹管摩擦系数一般为0.14,而金属波纹管的摩擦系数为0.25。使用塑料波纹管减少了预应力钢绞线和孔道的摩阻力,从而减少预应力损失,保证施加的预应力满足设计要求。(3)塑料波纹管强度高,不怕踩压,不易被振捣棒凿破,其密封性能和抗渗性能都高于金属波纹管,更适合真空灌浆。(4)塑料波纹管不导电,可以防止杂散电流腐蚀。(5)塑料波纹管有更好的耐疲劳性能,能大大提高构件的抗疲劳能力。3.2.2浆体性能指标及浆体配合比设计 浆体性能指标。25米后张预应力混凝土简支箱梁对灌浆浆体性能的要求为：水胶比：水泥浆的水胶比控制在0.260.28；泌水率：水泥浆不得泌水，3小时小于0.1%，24小时为0；流动性：浆体初始流动度不大于17s，30min后不大于20s；膨胀率：28d限制膨胀率不大于3%；充盈度：无肉眼可见水囊，无直径大于3mm的气囊；凝结时间：初凝时间应5h，终凝时间应不超过24h；强度：7d龄期，强度50Mpa.压浆材料经比选采用(1)山西黄腾化工有限公司生产的MA高性能无收缩压浆剂，(2)河北鼎鑫有限公司生产的普硅52.5水泥，(3)饮用水。MA无收缩防腐蚀高性能预应力管道压浆剂是具有较高的流动性，泌水少，浆体稳定性好，凝结时间可调，无收缩或微膨胀，强度高，并掺入了MCI迁移复合型阻锈剂，对预应力筋的阴极及阳极同时进行了双重保护，避免了亚硝酸盐类阳极阻锈剂的缺点。进行配合比试验。最佳的水泥浆配合比还需根据具体采用的水泥和当地的气候条件进行配制。在真空压浆施工中,除作好施工记录外,还应同时制作至少3组7.077.077.07cm的试块。根据不同批号(水泥、添加剂)或调整水灰比时进行取样,并根据现场施工情况增加取样。表标准养护28d，检查其强度，作为评定水泥浆质量的依据为保证梁体的耐久性，配制的浆体配合比指标为：水泥浆的水灰比为0.28，水泥浆的3h泌水率为0%0.1%，泌水在24h内被浆体吸收；浆体流动度为18s；浆体膨胀率为0.1%；压浆时浆体温度为2030。从上述数据可以看出，浆体配合比满足25m后张预应力混凝土先简支后连续箱梁对灌浆浆体性能的要求。3.2.3真空灌浆设备。真空辅助压浆的重要设备采用安徽理工生产的SZ-2型真空泵1台，SZ-2型真空泵为单级水环式抽气泵，是真空压浆工艺中用于孔道形成负压的主要设备，利用偏心叶轮带动工作液，通过截止阀和调节阀直接进入泵的工作室，同时泵工作时的工作液随气体一起排出，这种连接可使泵获得高的极限真空；压浆机为LG-P503型螺杆式压浆机1台，在压浆过程中，水泥浆在密封腔内被螺杆匀速推进，故输送量均匀，压力平稳，无空气渗入，且停只输送后可保压。这些特点保证了匀速连续压浆的质量；灰浆搅拌机1台；自制储浆罐1个、计量用台秤1台、拌灰桶5个、高强压浆管10根,连接头、DN20mm控制阀、扳手等配件。3.3真空压浆施工工艺。1.内接DN20mm2.活接头DN20mm3.异径三通DN2015mm4.阀DN15mm5.水管DN15mm 6.排水管7.内接DN15mm8.内接DN20mm9. 阀DN15mm10.水管DN20mm11.钢丝透明水管12.空气滤清器13.真空压力表14.异径弯头 DN4020mm15. 水管DN40mm16.真空泵体17.异径接头DN1510mm18. 阀DN15mm19.网纹水管DN15mm 2.3.1波纹管施工。3.3.1.1波纹管搬运、存放及接长(1)搬运与存放。塑料波纹管搬运时轻拿轻放,不得抛甩或在地上拖拉,防止尖锐物戳伤管壁。塑料波纹管贮存在干燥通风的地方,不得靠近热源和长期受日光暴晒,并防止各种腐蚀性气体的影响。(2)连接。波纹管接长:用专用塑料波纹管连接管直接连接或将波纹管之间直接热熔焊接。波纹管与锚垫板用连接:用塑料连接头连接,并用粘胶带进行缠包,防止漏浆。波纹管与排气管的安装:灌浆孔和排气孔均设在锚垫板上,安装锚垫板时,同一孔道一端灌浆孔放置在下方,作为灌浆孔使用;另一端灌浆孔放置在上方,作为排气孔(抽真空端)。连接后要仔细检查接头密封效果,并作好检查记录,避免在浇筑混凝土过程中,由于接头脱开漏浆,浆液流入孔道堵管。3.3.1.2波纹管预埋。安装前按照设计图中的预应力筋坐标在箍筋上定出位置,固定采用6.5U型定位钢筋,间距控制在500600mm,波纹管与定位钢筋用细铁丝绑扎牢固,防止波纹管位置偏移或上浮,在曲线和波纹管接头处加密U型定位钢筋。在进行钢筋焊接时,用湿润的麻袋将波纹管覆盖,防止焊渣烧伤管壁。波纹管安装后,仔细检查位置,直线(曲线)线形是否符合设计要求,使最终成型的预应力孔道线形与设计线形吻合,从而保证预应力摩阻损失接近设计计算值,保证预应力钢绞线的延伸率;检查波纹管固定是否牢靠,接头是否完好及密封效果,管壁有无破损。预埋锚垫板时,同一直线(曲线)方向布置的孔道,灌浆孔集中安装在同一处,排气孔集中安装在另一处,减少施工时移动设备的工作。灌浆管和排气管引出用镀锌水管。浇注混凝土前将管孔堵上,防止漏浆,在灌浆前焊上引出管头,端部带螺纹并配上球阀外螺纹。3.3.2真空灌浆前准备工作。3.3.2.1材料准备。施工前仔细检查材料种类、试验检测结果、材料数量是否足够,合格后方可使用。将真空灌浆添加剂按照添加剂:水泥=7.5:100进行配浆,并按照每包水泥(50Kg)计算外加剂的数量后,现场称量装入塑料袋。拌合用水采用河水,将蓄水池抽满水。3.3.2.2设备准备。按照真空压浆设备要求,仔细检查设备名称、型号是否相符,检查设备部件及使用状态是否完好。检查高强橡胶输浆管连接是否牢固,管道内是否有水泥干灰等杂质,若有必须拆管清洗干净。灰浆搅拌机出浆口应配有1.2mm的网筛,清除大块水泥粘稠物等。在使用真空泵时应先将水阀打开,再开泵;关泵时亦先关水阀,后停泵。3.3.2.3封锚。张拉后切除外露多余的预应力钢绞线,采用早强型无收缩水泥砂浆(水泥:砂=1:1)封锚,将锚板及夹片、外露钢绞线全部包裹,覆盖层厚度不小于15mm。压浆管和抽真空管由镀锌水管引出,引出端带螺纹。3.3.2.4孔道检查。检查压浆孔、排气孔是否畅通,若堵塞,必须疏通后方能压浆。用水冲洗干净后,用高压风将孔道内水吹干,严禁在孔道内有水的情况下进行抽真空压浆。 3.3.3真空压浆。3.3.3.1设备连接。确定真空端和压浆端,安装引出管、球阀和接头,下图所示连接设备。 3.3.3.2搅拌水泥浆。将事先计量好的水倒入搅拌机内,然后将水泥以每包为单位加入搅拌机内,同时加入2030%的真空压浆添加剂,启动搅拌机搅拌23min,然后缓慢将剩余添加剂加完,再搅拌约3min。对未及时使用而降低了流动性的水泥浆,严禁采用加水的办法增加流动性。拌合时注意观察水泥浆的稠度,灌浆过程中,水泥浆不间断进行搅拌,若中间接管停顿时,应使水泥浆在搅拌机和压浆泵间循环流动,防止水泥浆沉淀堵管。搅拌的水泥浆水灰比、流动度和泌水性应能达到技术要求的指标。3.3.3.3真空压浆。关掉阀1、阀3,打开阀2,启动真空泵进行抽真空,真空度达到稳定时(-0.09MPa-0.1MPa),将水泥浆加到压浆泵中。先用泵打出一部分水泥浆,等浆液浓度与压浆泵中浆液浓度一样时,将输浆管接到锚垫板上的引出管上,开始压浆。打开阀1,启动压浆泵,开始灌浆。在压浆中保持真空泵的开启状态,当观察到透明钢丝管有浆液流动,关掉真空泵和阀2。打开阀3,观察抽真空端的透明网纹管中浆液流出情况,关掉空气滤清器前的排气阀3,稍后打开排气阀。当水泥浆从排气阀顺畅流出且流出浆液稠度和压浆稠度一样时,关闭抽真空端所有阀门,仍继续压浆使管道内有0.50.7MPa的压力,保持压力12min后,再关闭阀1。拆卸输浆管和活接,清洗空气滤清器,然后接到另一组孔道,重复上述步骤,重新开始压浆。真空压浆工作要连续,一次完成。在移动设备时,应继续启动压浆泵,使浆液循环流动,防止停留时间较长后,浆液沉淀而堵管。压完一条孔道后,将活接拆下清洗干净,然后接到另一条孔道上进行压浆,其余接头不要拆动。真空压浆后10小时可以将阀拆下,清洗干净后存放好。压浆完成,必须当日将沾有水泥浆的输浆管、压浆泵、搅拌机、阀门、空气滤清器等清洗干净。 3.4真空压浆质量控制要点及注意事项。3.4.1质量控制要点。孔道必须密封、清洁、干爽,水泥浆严格按照设计配合比控制,严格按照工艺要求进行操作。3.4.2注意事项。3.4.2.1真空压浆环境温度范围:-1050 。3.4.2.2输浆管选用高强橡胶管,不易破裂;注意检查连接要牢固,不得脱管。3.4.2.3水泥浆进入压浆泵前,应先通过1.2mm的筛网进行过滤。3.4.2.4搅拌的水泥浆严格进行流动度和泌水试验,制作试件检查强度。3.4.2.5压浆工作在水泥浆流动度下降前完成(约3045min),孔道压浆连续不得停顿。3.4.2.6中途换管时,启动压浆泵,保持浆液流动,防止沉淀堵管。 3.4.2.7作好压浆记录。3.5真空辅助压浆的优越性可以消除普通压浆法引起的气泡，同时，孔道中残留的水珠在接近真空的情况下被汽化，随同空气一起被抽出，增强了浆体的密实度。3.51消除混在浆体中的气泡，这样就避免了有害水积聚在预应力筋附近的可能性，防止预应力筋的腐蚀。3.52浆体中的微末浆及稀浆在真空负压下率先流入负压容器，待稠浆流出后，孔道中浆体的稠度即能保持一致，使浆体密实度和强度得到保证。3.53孔道在真空状态下，减小了由于孔道高低弯曲而使浆体形成的压头差，便于浆体充盈整个孔道，尤其是一些异形关键部位，对于弯形、U型、竖向预应力筋更能体现真空灌浆的优越性。3.54作为一种全新的技术，真空辅助压浆要求施工现场具有高水平的质量，包括高水平的管理人员和操作队伍，这样由于这种方法本身的性质决定了它具有高水平的质量控制。