综述真空压浆技术在桥梁施工中的应用

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摘 要：本文通过工程实例分析，对在此工程中应用的技术及效果进行传述，可以为以后的工程提供参照。
【关键词】：公路建设 真空压浆 预应力
　　
　　众所周知，孔道压浆是防止预应力筋腐蚀的最后一道防线。目前国内路桥建设中大多采用传统压浆进行孔道压浆，这种工艺因其先天不足容易造成压浆不密实，预应力筋易于腐蚀。近年逐渐发展起来的真空压浆是保证孔道压浆的密实性、解决预应力结构安全耐久的新型压浆工艺。
　　真空压浆技术及成孔材料塑料波纹管属于路桥行业中一项新技术、新材料、新工艺，因此在现行交通部发布的各种技术规范中都对此项工艺没有详细要求。目前，施工单位通常采用的标准是地方标准甚至只是企业标准，故有必要结合公路桥梁工程的实际应用，将真空压浆技术作为一套完整的技术立项进行研究，积累有关的应用数据，为我国桥梁建设提供一套成熟的、行之有效的提高压浆质量的技术和工艺。
　　1 真空压浆原理及优点
　　压浆前，先用真空泵抽吸预应力孔道中的空气，使孔道内能维持0.0 ～0.1MPa的真空度，然后在孔道另一端用压浆泵以一定的压力将搅拌好的水泥浆体压入预应力孔道并产生一定的压力。由于孔道内只有极少量空气，浆体中很难形成气泡，同时，由于孔道内和压浆泵之间的正负压力差，浆体中的微沫浆及稀浆在真空负压下率先流入负压容器，使稠浆流出后，孔道中浆体的稠度能保持一致，大大提高孔道内浆体的饱满度和密实度。
　　2 真空压浆主要材料的要求及应用
　　真空辅助压浆所用的材料与传统压浆工艺所用材料不同之处主要是塑料波纹管和水泥浆。
　　2.1塑料波纹管
　　目前预应力管道常用的成孔材料为金属波纹管，而真空压浆理想的成孔材料为塑料波纹管，它以高密度聚乙烯（HDPE）树脂为主要原料，经挤压成型。以下为经多个工程实例总结出的行之有效的塑料波纹管技术参数及要求，可供使用时参考。
　　2.1.1塑料波纹管的规格要求。规格应符合表1和表2的要求。
　　2.1.2塑料波纹管工作环境。工作温度在-45～10℃，最大工作压力为1MPa。
　　2.1.3塑料波纹管刚度。波纹管环刚度应不小于 %，承受横向局部载荷时，管材表面不应破裂，卸荷后管材永久变形量不得超过管材公称内径的10%。
　　2.1.4塑料波纹管柔韧性。波纹管当达到表3规定的曲率半径时，横截面直径（或宽度）变化量应不大于原直径（或宽度）的10%。
　　2.1.5塑料波纹管抗冲击性。波纹管经低温落锤击试验，管材表面应无破裂。
　　2.1. 塑料波纹管与混凝土的粘结性和管材的密封性塑料波纹管及连接处内部不能出现水渗漏现象，管材与混凝土粘结应紧密，管材无破裂，无松脱。
　　2.1.1外观要求。
　　2.1.8塑料波纹管运输储存要求。储存在远离热源及油污和化学品污染地，且库房内温度不超过40℃，室外堆放（不可直接堆放在地面上）应有遮盖物，避免曝晒和雨淋；存放地点平整，堆放高度不超过2m。储存期自生产之日起，一般不超过1年。
　　2.2水泥浆。
　　水泥应采用普通硅酸盐水泥，等级不低于42.5#；对水泥细度、存放时间等严格控制；真空压浆法采用的水泥浆中减小水灰比、添加专用外加剂，目的是为了减少浆体的离析、析水和干硬收缩，同时提高浆体的强度。
　　3 施工设备
　　除传统的压浆施工设备外，还需要增加抽吸空气的真空泵、压力表和控制盘、压力瓶、干净的加筋泌水管、气密阀及气密锚帽等设备。
　　4 真空压浆施工工艺
　　4.1准备工作。
　　4.1.1张拉施工完成后，切除外露的钢绞线（注意钢绞线的外露量≤30mm），进行封锚；
　　4.1.2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1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；
　　4.1.3清理锚垫板上的压浆孔，保证压浆通道通畅。
　　4.2试抽真空。
　　启动真空泵，观察真空压力表的读数，应能达到负压力0.01～0.1MPa。若压力降低小于0.02MPa，即可认为孔道能基本达到并维持真空；如未能满足此数据则表示孔道未能完全密封，需在压浆前进行检查及更正工作。
　　4.3拌浆。
　　4.3.1将称量好的水倒入搅拌机，之后边搅拌边倒入水泥，搅拌3～5min直至均匀；
　　4.3.2将溶于水的外加剂和其它液态外加剂倒入搅拌机，再搅拌5～15min，然后倒入盛浆浆桶；
　　4.3.3倒入盛浆桶的浆体应尽量马上泵送，否则要不停地搅拌。
　　4.4压浆。
　　4.4.1启动真空泵，当真空度达到并维持在负压0.08MPa左右时，启动压浆泵，开始压浆；
　　4.4.2观察废浆桶处的出浆情况，当出浆流畅、稳定且稠度与盛浆桶体内浆体基本一样时，关闭压浆泵；
　　4.4.3启动压浆泵至压力达到0.4MPa左右，最后关掉压浆泵即可完成一个孔道的压浆。
　　5 应用实例及效果
　　施工过程中，通过真空辅助压浆和普通压浆的对比试验证明：在同等施工条件下，采用真空辅助压浆技术比采用传统压浆方法可以明显地提高孔道压浆的密实度，其孔道压浆的充盈度可以达到98%以上。施工完毕后，经过单梁及整桥静载试验和定期定点对比观测，得出的试验数据进一步确认了采用真空辅助压浆技术可明显提高桥梁结构的安全性和耐久性。
　　  结语
　　目前国内桥梁预应力结构基本都采用传统的压浆方法进行施工，开发应用真空压浆技术对我国的预应力工程技术发展及完善，提高工程质量，降低工程成本，克服预应力施工中的质量通病，提高桥梁的安全性和耐久性都有着重大经济效益和社会效益。
　　注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
               
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