武广高铁预应力混凝土现浇梁真空压浆技术.pdf

第 7卷第 2期 2 0 1 0年 4月 铁道科学与工程学报 V o 1 7 N O 2 J OURNAL OF RAI L WAY SCI ENCE AND ENGI NEE RI NG AD r 201 0 武广 高铁预应 力混凝土现浇梁真空压浆技术 温常 力 ( 中铁十六局集团路桥 工程有限公 司， 北京 1 0 0 5 0 0 ) 摘要 ： 对真空压浆技 术的关键技术成孔材料的安装与预 埋、 真空压浆前 的施工 准备 、 张拉后 锚头 的封 闭、 孔道 的检查 、 真 空压浆设备部件的连接、 水泥浆的搅拌 、 抽 真空、 灌浆、 清洗等进行分析 。 关键词 ： 现 浇梁； 真空压浆 ； 施 工技术 中图分类号 ： T U 2 7 9 7 2 文献标志码 ： A 文章编号 ： 1 6 7 2 7 0 2 9 ( 2 0 1 0 ) 0 2 0 0 6 6 0 4 V a c u u m mu d j a c k t e c h n o lo g y o f p r e s t r e s s e d c o n c r e t e c a s t inp l a c e b e a m i n W u g u a n g h i g h s p e e d r a i l wa y WEN Ch a n g l i ( R o a d B r i d g e C o r p o r a t i o n o f t h e 1 6 t h C h i n a R a i l w a y C o n s t r u c t i o n B u r e a u G r o u p ， B e i j i n g 1 0 0 5 0 0， C h i n a ) Ab s t r a c t ：Th e v a c u u m g r o u t i n g t e c h n i q u e，t h e c o n s t r u c t i o n p r e p a r a t i o n b e f o r e v a c uu m g r o u t i n g，t h e c l o s i n g o f a n c h o r he a d a fte r t e n s i o n，t h e i n s p e c t i o n o f c h a n ne l a n d t h e c o n n e c t i o n o f v a c u u mm g r o ut i n g e q u i p me n t c o mp o n e n t s we r e i l l us t r a t e d K e y w o r d s ： c a s t i np l a c e b e a m；v a c u u m mu d j a c k i n g ； c o n s t ruc t i o n t e c h n i q u e 1 工程概况 我公司承建的武广铁路客运专线位于湖南省 株洲市境内， 标段 内有现浇桥梁 1 1 座 ， 共计 8 6孔 梁运用了真空压浆技术。本文就现浇梁施工 中的 主控工程 一真空压浆技术进行简单阐述。客运专 线简支箱梁采用现浇法施工时， 施工 图纸采用中铁 工程设计咨询集团有限公 司设计 的 ( 时速 3 5 0公 里客运专线铁路 ) 无碴轨道后张法预应力混凝土 简支箱梁( 双线、 ) ( 通桥 ( 2 0 0 6 ) 2 3 2 2一V I 、 V I I ) 。 2 真空压浆技术 真空压浆技术是采取预应力孔道进行抽真空 处理后进行压注水泥浆的一门先进技术 ， 采用真空 吸浆法和压浆法相结合进行 ， 在普通压浆泵设备系 统的基础上进行 了改进 ， 增配了抽真空的真空泵设 备系统。 2 1工 艺原 理 将真空泵接好 出浆口， 压浆泵接好压浆 口， 开 启真空泵对预应力管道进行抽真空。当孔道 内的 真空度能稳定保持在 一0 0 8 M P a左右 时， 进行压 降作业。当浆液进入负压容器内时， 关闭真空泵及 其阀门， 将浆液由出浆 口的三通接头处引出， 直至 出浆 口与压浆 口的浆液浓度一致为止。 2 2工 艺特点 真空压浆工艺不同于普通压降工艺之处为： 真 空压浆工艺首先对压应力孔道进行抽真空后方可 进行压浆作业 ， 这样使孔道 内的浆 液充分饱满密 实 ， 确保了压浆的质量。 收稿 13期 ： 2 0 1 0一 叭 一1 8 作者简介 ： 温常力 ( 1 9 7 1一) ， 男 ， 河北唐山人 ， 工程师 ， 从事项 目工程管理工作 第 2期 温常力： 武广高铁预应力混凝土现浇梁真空压浆技术 6 7 3 真空压浆的施工工艺 3 1 工艺 流程 真空压浆的工艺流程 为： 成孔材料的安装 、 预 埋 真空压浆前的施工准备一 张拉后的锚头封闭 一 孔道的检查一真空压浆设备部件的连接一水泥 浆的搅拌一抽真空、 灌浆一清洗。真空压浆施工工 艺流程见图 1 。 清 洗 图 1 真 空压浆施工工 艺流程 F i g 1 F l o w c h a r t o f v a c u u m m u d j a c k i n g c o n s t r u c t i o n 3 1 1 成 孔材料 的安装 和预 埋 成孔材料使用金属波纹管 ( 镀锌钢带 ) ， 金属 波纹管一般按 6 m 根生产 ， 需要接长时采用接头 连接 。 ( 1 ) 波纹管埋设 J 。箱梁预应力 管道通过埋 设金属波纹管的方法进行预留， 波纹管在使用前必 须进行外观质量检查 ， 检查合格后方可使用。金属 波纹管外观应表面光滑 ， 色泽均 匀， 内外壁不允许 有融体破裂 、 孔洞 、 裂 口、 硬块及影响使用的划伤。 波纹管安装工艺。波纹 管采用钢筋定位 网 片定位 ， 预应力管道定位筋应设置准确 。金属波纹 管的接长一般用连接管与波纹管连接 ， 要求连接管 与波纹管匹配 ， 其连接没有空隙 ； 波纹管与锚垫板 的连接一般用连接头将锚垫板与波纹管连接起来 ， 一 般要求连接处用胶布缠绕密封起来 J 。 锚垫板安装 。预应力锚垫板通过槽 口模板 进行定位 ， 槽 口模板用厚度为 5 m m钢板在加工厂 按设计尺寸制作 ， 锚垫板用螺 栓 固定在槽 口模 板 上 ， 然后通过测量定位将槽 口模板和锚垫板一并固 定在箱梁端头模板上。槽 口模板与锚垫板接触 面 要密实 ， 严禁在混凝土浇注过程中水泥浮浆进入管 道 ， 以防影响预应力张拉施工。 ( 2 ) 灌浆孔与排气管的安装 。 对于水平束或最少一端锚具处于预应力束 的最高处的情况 ： 灌气孔 、 排气孔均设置在锚垫板 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 ) 。 对 于最高点不是锚具处的曲线束 ， 除按上述 方法设置灌浆孔和抽真空管外 ， 还应在孔道的最高 点设置带阀的排气管 。 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 ， 以便施工时设备方便移动。灌浆孔 和 排气孔引出用镀锌水管 ， 浇注混凝土时不便引出镀 锌水管的 ， 可先安装 于外模版齐平 ， 浇注混凝 土前 将管孔堵上 ( 严禁漏 浆) 。在灌 浆前焊上引 出管 ， 引出端带螺纹( 配接 3 4球阀外螺纹 ) 。在特殊情 况下也可采用塑料管作为排气管 j 。 ( 3 ) 钢绞线的张拉 。 钢绞线下料、 人工穿束。预应力施工时， 采 用先穿束后浇注混凝土 的施工工艺 。钢绞线经 自 检确认合格后 ， 计算每束的下料长度 ，用砂轮切割 机分批下料编号成捆运输至现场， 在确保锚垫板位 置正确 、 孔道 内畅通 、 无杂物后进行人工穿束。 上锚垫板及 夹片。浇完混凝土后 ， 清除锚 具与锚垫板接触处的砂浆 ， 以保证锚具与锚垫板接 触面平整 ， 受力均匀 ， 然后 ， 才可 以上锚垫板。上夹 片时， 应严格检查每个夹片有无裂缝或牙纹损坏现 象 ， 有缺陷的夹片严禁使用。 钢绞线张拉。在施加预应力前应做好钢绞 线进场后的报验、 千斤顶和油表以及配套油泵的校 验工作 。并且仔细检查锚具下面混凝土是否密实， 若不密实 ， 则用环氧树脂进行补强 ， 再进行张拉作 业。张拉程序为 ： 安装锚具、 千斤 顶一拉到初应力 ( 设计应力的 1 0 ) 一测量初始长度一张拉至设计 应力一持荷 2 mi n 量伸长量一 回油锚固 量出实 际伸长量并求 回缩值一检查是否有滑丝 、 断丝情况 发生 f 6 J 。 预应力施工时采用单端张拉和两端张拉 2种 方式 ， 以张拉应力和张拉伸长量进行“ 双控” 控制 ， 并 以张拉应力控制为主。 预应力筋的实际伸长值 L的计算公式如下 ： = A L l +A L 2 ( 1 ) 式中： A L 为从初应力至最大控制应力间的实测伸 长值 ( mm) ； L 2为 初 应 力 以 下 的 推 算 伸 长 值 ( m m) 。 钢绞线实际张拉伸长值与理论计算张拉伸长 值 的差值应在 一 5 一 6 范围内， 在张拉过程 中做 真 空 雎 浆 设 备 部 什 连 接 6 8 铁 道 科 学 与 工 程 学 报 2 0 1 0年4月 好 记 录。 3 1 2 真空压浆前的施工准备 ( 1 ) 水泥浆的配合比设计 。 水泥浆的设计是真空辅助压浆 的关键之处 ， 配制真空辅助压浆浆体 的基本 原则是 ： 低水化热 、 高流动性 、 低泌水率 ， 低水灰比， 减少孔隙、 泌水 ， 消 除离析现象； 减少和补偿水泥浆在凝结过程中的收 缩变形 ， 防止裂缝 产生 ； 具有较高的抗压强度和有 效的黏结强度。试块 7 d时的强度不小于2 8 MP a ， 水泥标号不低于结构本身的混凝土标号 。 水泥应采用普通硅酸盐水泥， 标号不低于 4 2 5 。水泥不能含有任何 团块 。 水灰比： 一般取 0 3 5左右为宜 ， 具体取值 由 试验室进行配比试验决定。 泌水率 ： 水泥浆在拌合 3 h后 ， 其泌水率小 于 2 ； 且泌水应在 2 4 h内被浆体完全吸收。 流动度 ： 1 31 8 S ； 在 4 5 mi n内， 浆体 的稠度 变化不应大于 2 s 。初凝 时间不小于 3 h ， 总凝时间 应大于 1 7 h 。 浆体温度 ： 水泥浆搅拌及压浆时的温度应小 于 3 5 。 密度： 达到2 0 0 0 k g m 左右。 抗压强度 ： 在标准养护条件下 ， 其 7 d龄期 的强度应不小于 2 8 MP a ， 2 8 d龄期后 ， 浆体抗压强 度不小于 5 5 MP a ； 膨胀率小于 5 。 ( 2 ) 真空压浆材料的准备。对真空压浆材料 的种类 、 品质 、 数量进行检查验 收， 合 格后方可使 用。将外加剂按每包水泥量( 5 O k g ) 的整数计量准 备。检查供水、 供电是否齐全。 ( 3 ) 真空压浆设备的准备。检查压浆泵 、 真空 泵是否完好。检查真空泵是否正常工作 ， 真空泵使 用时应注意 ： 启动时应先将水阀打开， 再开泵 ； 关闭 时先关水阀 ， 后停泵 。检查灰浆搅拌机是否工作正 常， 出浆 口应配有 1 2 m m的筛子。 检查压浆泵和吸浆泵是否存有干灰 ， 若有则必 须拆下洗净。输浆管应选用牢固结实的高强橡胶 管， 在承受力 1 5 M P a 压力时不破裂 ， 连接要牢固， 避免脱管。 灰浆泵和输浆泵管路安装完毕 ， 在开启使用前 应用水在最大工作压力下， 检查安装质量和压力安 全装置是否能正常工作 。 3 1 3张拉 后锚 头的封 闭 张拉后切除外露多余的预应力筋 ， 在灌浆前的 2 4 4 8 h ， 张拉 端凹人部位用细石混凝 土填密实 ， 如要缩短封锚时间 ， 可采用早强剂。灌浆孔 、 排气 孔( 抽真空管) 由镀锌水管引出， 一端带螺纹 。 3 1 4真空压浆设备部件的连接 检查压浆孔 、 排气孔是否畅通 ， 若是堵塞 ， 则必 须疏通 。为使孔道压浆畅通 ， 并使浆液与孔壁接触 良好 ， 压浆前应用压力水冲洗孑 L 道， 并用压缩空气 排除孔 内积水， 严禁在孔道有积水的情况下进行抽 真空压浆( 真空泵不能用于抽水) 。压浆前孔道两 端及顶部排气孔必须密闭。 3 1 5 真空压浆设备部件的连接 按照图 2所示 的真空压浆示意图连接真空压 浆设备的各部件。 抽真空机 器 图 2 真 空辅助压浆工作示意图 F i g 2 S c h e m a t i c d r a w i n g o f v a c u u m a u x i l i a r y mu d j a c k i n g wo r k 3 1 6水泥浆 的搅拌 ( 1 ) 水泥浆采用灰浆搅拌机拌合 ， 投料顺序为 ( 先水后水泥 ， 拌合时间不小于 2 mi n ) ： 将所需 的 水称量好倒人搅拌机中， 将水泥以包为单位加入到 搅拌机中， 同时加入外加剂 ， 启动搅拌机搅拌至均 匀为止。 ( 2 ) 搅拌时间应保证水泥混合均匀 ， 注意观察 水泥浆稠度 。灰浆过筛储于储浆筒内低速搅拌 ， 水 泥浆 自调制到压人管道的间隔时间为 3 O一 4 5 m i n 。 灌浆过程中， 水泥浆 的搅拌应不 间断 ， 若 中间接管 停顿时 ， 应让水泥浆在搅拌机和灌浆泵之间循环流 动 ， 以免浆体产生沉淀、 堵管。 ( 3 ) 对未及时使用而降低了流动性 的水泥浆 ， 严禁采用加入水的办法来增加其流动性 。 3 1 7 抽 真 空和压 浆 ( 1 ) 张拉工序完成后 ， 严禁碰撞锚头 ， 切割外 露钢绞线 ， 保证钢绞线外露长度不超过 2 5 m m。 ( 2 ) 清理装配螺栓孔 内、 锚座底 面的水泥浆 ， 保证锚座底面平整。清理盖帽的密封 口及封锚槽 并保持清洁。 ( 3 ) 在密封槽 内均匀涂 上一层 玻璃胶 ， 装入 “ 0 ” 形密封圈。 排 第 2期 温常力： 武广高铁预应力混凝土现浇梁真空压浆技术 6 9 ( 4 ) 装配盖帽， 将螺栓加垫片旋入螺孔 内并紧 固， 并将排气孔垂直向上放置。 ( 5 ) 定出吸真空端和压浆端 ( 吸真空端的出浆 孔置 于锚 座上 方 ， 压浆 端 的压 浆 孔 置于锚 座 下 方) 。 ( 6 ) 盖帽安装完毕 ， 用高压气将管道内残 留的 水分吹出。 ( 7 ) 按图示方法安装压浆设备与管道。 ( 8 ) 在真空吸浆前用真空泵试吸真空， 当真空 度检测达到要求的标准后 ， 即可开始真空吸浆。 ( 9 ) 关掉阀 3 、 阀 4 ， 打开阀 1 、 阀2 ， 启动真空泵 进行抽 真空， 当真空度 达到 一0 0 9 一0 1 MP a 时， 可打开阀 4， 启动灌浆泵开 始灌浆 。阀门位置 见文献 2 中的真空辅助压浆原理 图。 ( 1 0 ) 保持真空泵开启状态 ， 当观察 到阀 1 、 阀 2 、 阀3之间的透明三通管内有浆体通过时 ， 立即关 掉真空泵及阀 2， 并打开 阀 3 。通 向废浆桶 内的管 道出浆情况 ， 当浆体稠度和灌人前一样时 ， 关掉阀 3 ， 仍继续灌浆 ， 使管道内压力为 0 5 0 6 MP a ， 持 压 1 2 mi n ， 再关掉阀 4 。将除阀 1 、 阀 4之外的部 件拆除， 并清洗 ， 然后接到另一组孔道压浆。孔道 真空吸浆要连续 ， 1 次完成 。若 出现无法及时排除 的故障时， 应立 即拆下压浆管道 ， 用高压水冲洗孔 道 ， 待故障排除后重新压浆 。 3 1 8清洗 每次注浆完毕后 ， 拆掉空气滤清器 ， 清洗输浆 管 、 压浆管 、 压浆泵 、 搅拌机 、 阀门 、 空气滤清器 以及 粘有水泥浆的工具 ， 若有浆液进入 负压容器 ， 还应 打开负压容器端部的压盖进行清理。 停机后 ， 应将真空泵内积水放完 ， 防止锈死 ， 尤 其在冬天防止积水结冰。 4 结语 结合武广高铁在现浇梁施工中对真空压浆技 术的应用 ， 研究了真空压浆技术 ， 确保了压浆 的质 量， 克服了普通压浆不密实的不足， 杜绝了桥梁运 营使用过程中病害的发生 ， 提高了桥梁工程的使用 寿命。 参考文献 ： I 张新旺 现浇混凝土连续箱梁施工技术探讨 J 平顶 山工学院学报 ， 2 0 0 4， 1 5 ( 2 ) ： 1 92 1 ZHANG Xi n wa n gTh e c a s ti np l a c e c o nc r e t e c o n t i n u al b o x L i a n g c o n s t r u c t i o n t e c h n i q u e d i s c u s s e s J P i n g d i n g s h a n E n g i n e e ri n g I n s t i t u t e J o u r n a l ，2 0 0 4，1 5 ( 2 ) ： 1 9 2 1 2 周春风 后张孔道压浆不实及防治措施 C l l 海南省 公路学会 2 0 0 3年学术交流会论文集 2 0 0 3 Z HO U C h u n f e n g L a t t e r p ass a g e w a y mu d j a c k i n g n o t r e a l i t y a n d p r e v e n t i o n m e asu r e s C H a i n a n P r o v i n c e Ro a d Ac a d e mi c S o ci e t y i n 2 00 3 Ac a d e mi c Me e t i ng Co l l e c t i o n ， 2 0 03 3 王海榜 真空辅助压浆施工工艺 J 桥梁建设， 2 0 0 5 ， 3 5 ( 6 ) ： 6 9 7 1 WA N G H a i b a n g V a c u u m a u x i l i a r y m u d j a c k i n g c o n s t r u c t i o n c r a f t J B ri d g e C o n s t r u c t i o n ，2 0 0 5 ， 3 5 ( 6 ) ： 6 971 4 武晓庆 真空辅助压浆在施工中应用的探索 J 科技 资讯 ， 2 0 0 6， 4 ( 8 ) ： 4 4 4 6 WU X i a o - q i n g V a c u u m a u x i l i a r y mu d j a c k i n g i n c o n s t r u c t i o n a p p l i c a t i o n e x p l o r a t i o n J S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y I n f o r ma t i o n ， 2 0 0 6 ， 4 ( 8 ) ： 4 4 4 6 5 施海健真空辅助压浆工艺在后张预应力混凝土结构 中应用探讨 c 新世纪预应力技术创新学术交流会 论文集 2 0 0 2 S H I H a i j i a n T h e v a c u u m a u x i l i a r y m u d j a c k i n g c r a f t a p p l i e s i n t h e p r e s t r e s s e d c o n c r e t e s t r u c t u r e d i s c u s s es C N e w C e n t u r y p r es t r e s s e d T e c h n o l o g i c a l I n n o v a - t i o n A c a d e mi c Me e t i n g Co l l e c t i o n 2 0 0 2 6 周含凤真空辅助压浆法的施工技术 J 黑龙江科技 信息， 2 0 0 5 ， 9 ( 5 ) ： 3 4 3 6 Z HOU Ha n f e n g Va c u u m a u x i l i a ry mu d j a c k me t h o d c o n s t r u c t i o n t e c h n i q u e J H e i l o n g j i a n g S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y I n f o r m a t i o n ， 2 0 0 5， 9 ( 5 ) ： 3 4 3 6 7 强天瑾预应力孔道真空压浆技术 J 山西建筑， 2 0 0 5 ， 3 6 ( 9 ) ： 1 51 8 Q I A N G T i a n - j i n P r es t r e s s e d p a s s a g e w a y v a c u u m mu d j a c k i n g t e c h n o l o gy J S h a uxi C o n s t r u c t s， 2 0 0 5 ， 3 6 ( 9 ) ： 1 51 8