曹峰 王靠辉
(甘肃兴陇交通工程监理有限责任公司 甘肃 邮编 730030)
【摘 要】: 预应力孔道压浆是后张法预应力施工中非常关键的一步。本文首先论述了预应力原理,对压浆作用进行剖析,然后就施工过程中易出现的质量问题进行了分析,提出了保证桥梁预应力孔道压浆质量的方法和措施。
关键词: 后张法预应力 压浆工艺 质量控制 方案
工程概况 省道219线祁山堡至成县段灾后恢复重建工程(简称祁成路)是甘肃省国省干线公路地震灾后恢复重建工程的重要组成部分,祁成路全长102.584km,除了路面工程外重点工程是大中桥,包括7-30m预应力箱梁、4-30m预应力箱梁、4-20m预应力空心板等大中桥工程,这些桥梁工程上部结构均采用后张法预应力施工。在后张法梁的施工过程中,预应力孔道压浆是质量控制的关键要素之一,压浆质量的好坏直接影响着预应力梁的使用寿命和结构安全。
1、预应力原理:后张预应力,即先预制构件,待构件达到设计强度后,对预力筋进行张拉,借助锚具的作用,将预力筋锚固在构件上,利用预力筋的弹性收缩产生应力,经锚具传递给构件,使构件内部建立永存的内力——压实力。后张预应力孔道压浆密实与否,直接关系到预应力构件永存内力的稳定性及耐久性。后张预应力孔道压浆的密实度,是后张预应力构件质量控制的主要环节。
2、压浆作用剖析:后张预应力孔道压浆的主要作用有:排除孔道内的水份和气体,使水泥浆充实孔道空间位置;通过压浆方法将孔道内压满水泥浆,凝固后可保护强度力筋不锈蚀;后张预应力构件中的预留孔道,穿入强度力筋张拉锚固后,仍有1/2-1/3的空隙,压浆后,这些空间被水泥浆严密充实,水泥浆凝固后和构件形成一个密实的整体,有利于整体共同受力;孔道压浆后,浆体对预应力筋将产生巨大的握裹力(浆体强度一般应强于构件本身且不低于30Mpa),减轻了锚具的负担,即便是锚具超过疲劳极限而失去锚固作用,有水泥浆产生的握裹力作为第二道保护,无需担心强度力筋脱锚而造成不堪设想的恶果。由此可见,孔道压浆的根本目的是排除孔道内的水和空气,防止预应力筋被腐蚀,保证预应力构件的耐久性,同时使预应力钢筋通过灰浆与周围混凝土结成一个整体,将预应力钢筋上的力均匀地传入到结构物中,从而既能减轻锚具的受力,又能提高构件的承载能力、抗裂性能和耐久性。
3、孔道压浆不密实产生的原因分析:
a、孔道堵塞压浆困难。由于预留孔道不畅通,有异物堵塞以及波纹管不合格(孔道变形或有偏孔、颈缩孔现象、密封不好、环刚度不够)、接缝不严密出现漏浆现象;
b、封锚不严,不能保压持荷;
c、水泥浆配合比不理想,泌水率过大,水泥浆虽然压满但严重泌水,浆体离析,孔道内形成游离水;或水泥浆浓度不够,硬化后体积收缩严重造成空隙;
d、未待孔道另一端饱满和出浆,排气孔排出与规定稠度相同的水泥浆即停止压浆封闭排气口;或关闭出浆口后,未保持不小于0.5 Pa的稳压期,该稳压期不宜小于2min。
e、压浆机性能不好,压力不够或无法保压持荷,致使孔道内水泥浆不能长距离远送,也无法借助压力使水泥浆充实到孔道各处,不易畅通到细微空间位置,从而造成孔道压浆不饱满、不密实。
4、施工过程中的预防及处理措施:
a、压浆之前,用空压机检查孔道否通畅,严禁孔道内积水,尤其是冬季,必须排除积水以防混凝土冻裂。
b、波纹管一定要经过验收合格后方可使用,在使用前做好泌水性试验和抗压实验,波纹管接头留有20cm以上的重叠,并用透明胶带将接头缠牢。
c、波纹管安装就位后,点焊钢筋注意不能损伤波纹管,浇注混凝土的过程中,避免震捣棒触碰波纹管,在混凝土浇筑前重点检查波纹管有没有受到损伤。
d、选择适宜的压浆设备,压浆宜使用活塞式压浆泵,以防止出现故障;压浆泵压力表必须经过标定准确后使用。
e、配置合适的水泥浆。施工时水泥浆按以下要求配置:根据规范要求水灰比宜为0.4-0.45,掺入适量的减水剂时,水灰比可减少至0.35;施工时水灰比在掺入减水剂后为0.37;施工时水泥浆的泌水率控制在最大不超过3%,24h泌水率宜控制在2%;同时控制膨胀率;在施工时水泥浆稠度控制在14-18s范围内,并尽量控制在14-16s范围内;由于水泥浆在搅拌过程中,水泥容易凝结结块,必须将结块用筛网过滤清除。
f、控制好压浆工艺。压浆应均匀、缓慢、连续地进行;压浆压力应适宜,在施工时压浆的压力控制为0.5Mpa;每个孔道压浆至最大压力后,保持一定的稳压时间,稳压时间大于2分钟;压浆饱满的标志是,浆液到达孔道的另一端并冒与规定稠度相同的浓浆;在施工时采用了“二次压浆”工艺,即在第一次压浆后30分钟时,进行第二次压浆,并维持不小于2分钟的稳压期。
g、在施工过程中当发现压浆不密实时,就要进行补浆(波纹管本身不合格除外)。补浆的材料一般为水泥浆和化学浆,化学浆的补浆工艺类似水泥浆压浆工艺,但要选择树脂浆种类和技术参数(流动性、凝固时间等)和可靠的压浆机械和严格工艺。
通过以上方案和措施的实施和控制,省道219线祁山堡至成县段灾后恢复重建工程(简称祁成路)已经施工完成的梁板压浆这一重点工序达到了规范的要求,确保了梁板的质量。
结束语:
预应力管道压浆是一项比较具体、细致的工作,是关系到桥梁使用质量和使用寿命的重要工艺环节,是桥梁工程成败的关键。因此作为监理单位,必须加强监管,全过程旁站,及时、科学、果断地分析和处理在施工过程中出现的各种情况,确保该项工作的施工质量。
参考文献:
[1]甘肃省交通厅,大道行-甘肃省六条高速公路建设管理纪实;人民交通出版社;2004年12月1日
[2]徐栋, 桥梁体外预应力设计技术(同济大学现代桥梁技术丛书);人民交通出版社; 2008年10月
[3]宋玉普,新型预应力混凝土结构,机械工业出版社,2006年10月下载本文