后张法预应力管理压浆测控技术在岢临高速桥梁施工中的应用.doc

后张法预应力管理压浆测控技术
在岢临高速桥梁施工中的应用
程喜贵
岢临高速公路建设管理处 山西太原
[摘要]本文介绍了岢临高速公路桥梁后张法预应力管道压浆施工中管理压浆测控技术的应用，通过北京市海龙公路工程公司ZB2合同段桥梁压浆施工的实例，详细介绍压浆的施工方法、质保措施及一些施工经验和体会。通过压浆效果、经济性比较，论述管理压浆测控技术是一种提高桥梁承载力、节约工程造价、加快工程进度的新工艺、新方法。实践证明该工艺技术可靠，值得推广。
[关键词]管理压浆测控技术 后张法预应力管道压浆 施工 桥梁 推广
1.工程概况
岢岚至临县高速公路是《山西省高速公路网规划》 “三纵十一横十一环”中西纵高速公路的重要组成部分，也是我省西部把第四横（保德—五台长城岭）和第五横（平定杨树庄—佳县）高速公路串联起来的重要路段，岢临高速公路全长约125公里，设计时速80km/h,按双向4车道高速公路标准建设；项目建安费投资89.6亿元，全线有大中桥106座，小桥涵225道。为了提高桥梁施工质量，在岢临高速建设管理处的支持下，北京市海龙公路工程公司桥梁施工中采用湖南智联桥隧技术公司的管理压浆测控技术进行桥梁预应力管道压浆。
岢临高速ZB2合同段起讫桩号K48+500-K55+210、K110+800-K117+735.839，全长13.65km，其中K110+800-K117+735.839段有大桥1778米/8座，40米T梁630片，由于桥梁数量比较多，为了确保质量，采用新工艺进行梁预应力管道压浆。
2.预应力管道压浆的作用
预应力筋在高应力状态下的锈蚀约是普通状态下的6倍，在预应力管道中灌入孔道水泥浆，使预应力筋通过灰浆与周围混凝土结成整体，可以保护预应力筋免遭锈蚀，保证结构物的耐久性增加锚固的可靠性，提高结构的抗裂性和承载能力。
3.预应力管道压浆不密实的危害
国内外案例分析认为：桥梁预应力管道压浆不饱满，钢绞线锈蚀的情况，将严重影响结构的耐久性，使得桥梁结构可能在毫无征兆的情况下突然坍塌。因预应力施工质量导致桥梁结构性病害、缩短其使用寿命的案例并不鲜见。
4.预应力智能压浆系统功能特点
可以自动测试管道压力摩擦损失：系统可在浆液循环阶段自动测试预应力管道摩擦压力损失值，根据管道压力损失值控制进浆压力。浆液持续循环排除管道内空气，通过大循环系统将浆液导流至制浆桶，形成循环回路系统，持续循环带动管道内空气排出。
4.1实时测控水灰比
系统可实时监测浆液水胶比，当实测水胶比大于0.28时及时给出警示信息。（2011版桥涵施工技术规范7.9.3条规定“浆液水胶比宜为0.26～0.28 ）
4.2 精确控制灌浆压力
本系统通过每次压浆时实测管道压力损失，以出浆口满足规范最低压力值为原则设置进浆压力值。保证沿途压力损失后管道内仍保证规范要求的最低压力值（2011版桥涵施工技术规范7.9.8条规定“对水平或曲线管道，压浆压力宜为0.5 ～0.7MPa…关闭出浆口后宜保持一个不小于0.5MPa的压力 ）。
4.3实时监测流量
本系统智能测控仪可监测实时进浆、返浆流量。
一次压注双孔
对于跨径40m内的预制梁，单孔长度小于45m的预应力管道均可双孔同时压浆。从位置较低的一孔压入，从位置较高的一孔压出回流至储浆桶。
规范压浆过程，保证压浆质量
实现灌浆过程由计算机程序控制，中间过程受人为、环境因素影响低，准确监测到浆液的充盈度、水灰比、灌浆压力、稳压时间各个指标，切实满足规范与设计要求 。

进浆端

返浆端
一次压注2孔，提高工效50%！
5.系统原理与结构
本系统通过浆液在预应力管道内持续循环以排尽管道内空气和测试管道压力损失，同时在进、出浆口设置精密传感器实时进行压力、流量与水灰比等各个参数的监测。并由实时测试数据及时反馈进行压力与流量的调整，保证预应力管道在规范要求的压力下完成压浆过程，确保压浆密实。

智能压浆系统现场工作图片
6. 关键技术
6.1.浆液循环排气技术：
通过浆液在管道内持续循环可将管道内空气完全排除（可通过两侧压力传感器压力变化判断，流量校核。当管道内空气排尽后，进浆、返浆压力将趁向于稳定同时进出口流量趁于平稳）。
返浆导流至制浆桶形成浆液循环系统
6.2.管道摩擦压力损失实时测试技术
普通压浆工艺对压力的控制较为随意，而且一般只在进浆口安装压力表读取压力，当管道较长、管道内有异物堵塞和管道破损时将导致浆液抵达出浆口前压力损失殆尽。
本系统通过循环过程中监测进浆与返浆压力差可实时得到管道压力损失值。持续循环后取平均值即得到该管道压力损失值ΔP 。
通过调压阀调节出浆压力至规范要求值（预制梁一般不低于0.5MPa，长管道（总长超过80m）约为0.3～0.4MPa），则保证了压浆过程中管道内始终保持规范要求的压力值（从进浆口至出浆口）。
每根钢管长800cm，每根管道共切取25个断面，依次从进浆口向出浆口进行切片，中间断面编号为13，对每个断面拍照并统计密实情况与空洞面积比。
对比照片如下各图所示。

2011年09月在预制梁场进行了传统压浆施工与智能压浆施工的对比试验，共4孔预应力钢束（孔道），钢束编号由上往下分别为N1左、N1右、N2左、N2右。其中N1右采用传统压浆，其余3束采用智能压浆。
压浆完成7天后对最不容易密实的锚头位置进行了切片观察，其现场拍摄照片如下图所示。通过试验可以看出，智能压浆效果比传统压浆的孔道浆量饱满，压浆效果更好。
7.技术参数
水胶比测试精度：±0.02；流量测试精度：±2.0%；压力测试精度：±2.0%；系统最大压力负荷：5.0MPa；安全保护压力：3.0MPa；无线通讯距离：200m直线可视；长X宽X高: 2200x1100X2000mm；电源电压: AC380V三相五线；净重: 1300 kG。
8、结论
8.1.后张法预应力管道只能压浆系统采用大循环回路方式有效的排尽了预应力孔道内空气，避免了孔道内形成空洞致不密实。
8.2.通过现场测量摩擦压力损失调整灌浆压力保证了灌浆过程全管路按规范要求持压，避免了靠近出浆口管路段压力过小致不密实的现象。
8.3.通过设置高精度传感器实时监测浆液的性能、灌浆流量及压力。
8.4.实现由计算机无线控制进浆、返浆仪工作，一键完成压浆施工。
8.5.实现一次压注两根预应力管道，提高工作效率，节省人工成本。
8.6.实现压浆数据的实时储存、打印报表，数据无线传输至管理系统便于质量管路者查询与分析。数据真实可靠，消除了人为因素影响。
综上所述，山西岢临高速公路桥梁后张法预应力管道压浆施工中推广应用了管理压浆测控技术，确保了桥梁质量，相关施工经验数据可为类似工程施工提供借鉴。

作 者： 程喜贵 男， 19 年出生 ，太原 学毕业，工程师，现为岢临高速建设管理处工程技术部副部长。