循环智能压浆技术在桥梁施工中的应用

摘要：认识预应力管道压浆的重要性，是我们桥梁建设者的生命线。预应力孔道压浆质量决定预应力桥梁的安全性和耐久性，是桥梁生命的“保护神”。传统的普通压浆工艺及辅助真空压浆工艺并不能完全保证压浆的密实性。本人从多年的工地实际出发，结合“循环智能压浆新技术”，提出采用“循环智能压浆技术”进行后张预应力管道压浆。循环智能压浆技术是利用水泥浆的沉淀性和泌水性（浆体总是在管道的下部沉淀，上部空间总有或多或少的空洞），使用预应力管道作为浆液的循环路径对预应力管道进行压浆，浆体从压浆机出发，再流回压浆机。该工艺能保证预应力管道压浆的密实性，实时监控灌浆压力、浆液流量与浆液的水胶比。本文从传统的压浆工艺出发，着重介绍循环智能压浆技术在桥梁施工中的应用。

关键词: 循环智能 压浆技术管道

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：

前言：随着我国道路交通量的日益增大，道路通行能力和道路承载能力的日益提高，对运营中桥梁的安全性存在严重的考验。不少桥梁在使用过程中发生路面开裂、挠度变形过大甚至倒塌，通过事故现场数据分析，绝大多数桥梁出现了预应力钢绞线锈蚀、预应力孔道内出现大面积空洞等病害。在我国，设计使用寿命100年、竣工验收时“工程质量等级优良”的某大桥，仅运行10年便成为“危桥”，大桥在2010年拆除。拆除此桥时发现部分预应力管道未见压浆，预应力钢束有断丝、滑丝现象，部分钢筋锈蚀严重。可以认为，桥梁预应力管道压浆不密实是导致桥梁出现病害的主要原因。

1、什么是管道压浆，管道压浆的目的是什么，管道压浆有什么技术要求。

1.1管道压浆最通俗的解释是用合格的水泥浆体将预应力管道填充密室。

1.2预应力筋锈蚀是混凝土结构损坏的机理之一，管道压浆的根本目的是排除管道内的水和空气，防止预应力筋被腐蚀，保证预应力构件的耐久性。而管道压浆的第二个目的是使预应力筋通过浆体与周围混凝土结成一个整体，将预应力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。第三个目的就是为了保护好预应力钢绞线不被腐蚀，能够顺利的完成上述压浆的任务。

1.3管道压浆的技术要求是既要保证管道中无水分和空洞，又要保证浆体的强度符合设计要求。

2、传统的压浆方法有哪些弊端。

传统的压浆技术，由于在施工工艺和施工机具上的缺陷，或多或少或大或小的存在各种弊端，主要表现为：一是材料质量及用量控制不严，压浆材料要求低水胶比、高流动度、零泌水率，压浆过程中现场工人为增加浆液的流动性往往采取加水的方式，使得水胶比过大，导致泌水率过大，在孔道内形成钢绞线锈蚀的环境；二是压浆设备落后，原有制浆机的叶片线速度过小无法拌制出低水胶比、高流动度的浆体，同时灌浆泵的压力不稳定，浆液在孔道内易产生气塞，最终形成气室；三是封锚方法不合理，传统的封锚技术采用水泥砂浆封锚，其不能保证孔道在压浆时的密闭性，致使预应力管道在建立真空度和压浆稳压阶段不能承受一定的压力，这是导致真空辅助压浆方法难以达到其效果的原因之一；四是组织管理不严，对灌浆不密实的危害性认识不足，没有对压浆过程进行实时测控和远程监控，人为影响因素较大，数据缺乏真实性。

3、循环智能压浆技术的优越性

循环智能压浆，从广义角度讲，使几根孔道，通过连通器连接，浆体从一短进入，经过若干个孔道后，再流回压浆泵，实现浆体在孔道内部的循环，利用浆液的沉淀性、泌水性及浆体进出口的压力，使浆液充满整个压浆孔道，达到填充密实的效果。循环智能压浆与普通压浆相比，具有如下特点：压力控制：采用新型专用封锚工具进行封锚，保证整个回路系统不漏气，在进行持压时不泄压，只要持压时间和压力大小足够，就能保证浆液充满孔道且被压密实。有效监管：大循环智能压浆系统对后张预应力管道压浆过程中的浆液材料的水胶比、灌浆压力和浆液流量进行实时测控以及远程监控，能够保证浆液材料水胶比、灌浆压力在合符规范的前提下进行压浆，当这“三大指标”超出规范限值时则不能压浆。循环智能压浆：让浆液在后张预应力管道中持续循环，借助“连通管”的作用将管道内的空气完全排出，保证管道内所填充的浆液内没有气室或者空气仓。保证密实：只要浆液性能达到规范要求，在合理的压浆方式、适宜的灌浆压力下，并通过流量来计算梁体内的浆液体积，便能保证管道压浆密实。

4、循环智能压浆技术的设计、实施与工艺流程

4.1循环智能压浆提出的背景

由于传统压浆方法不能保证后张预应力管道的压浆质量，其主要弊端是不能将管道内的空气完全排出，在管道内存在气室或空气仓，再加上浆液泌出的自由水，便形成了钢绞线锈蚀的环境；真空辅助压浆，理论上是能够将管道内的空气排出的，但由于封锚效果不佳，会出现“漏气”，直接导致无法建立真空度，从而无法从根本上解决问题。同时，对压浆工序的监管不力，管道压浆是隐蔽工程，没有准确的检测手段，当体积比达到90%以后常规检测手段则无法准确识别。

4.2循环智能压浆的工作原理

循环智能压浆系统由高速制浆机、低速褚浆桶、压浆泵、进浆口测控仪、回路浆体测控仪、联通管道等组成。

利用高速制浆机制浆，制浆完毕，将浆液储存在低速转动的褚浆桶中，在褚浆桶中浆液进口设置水胶比测定仪，控制进浆口浆液的稠度。在浆体回流至褚浆桶后，由于浆液的沉淀性和泌水性，浆液的稠度会降低，当回流口水胶比测定仪数值降低到一定值，表明该浆体不再循环，重新再流回高速制浆桶。在进浆口及回流口均设有压力控制计，控制进浆口及回流口的浆体压力（通俗的说，就是两头堵，进浆口达到一定压力才能送进浆液，出浆口需达到一定压力才能回流浆）。

制浆机和储浆桶的主要作用是拌制浆液和储存浆液；灰浆泵的主要作用是提供动力将浆液从储浆桶向梁体输送，在仪器清洗时将水向仪器输送；进浆测控仪的主要作用是监测进浆口的压力和流量，在压浆结束时将浆液溢流至储浆桶；返浆测控仪的主要作用是监测出浆口的压力和流量，在循环一定的时间后通过调压阀进行调压，在压浆结束时参与系统的锁压（如下图所示）。

4.3施工工艺

循环智能压浆系统的控制系统主要由控制中心（计算机）、进浆测控仪、返浆测控仪和水胶比监测仪组成。控制过程中对水胶比范围作出判断，是否合符要求，若不合符要求，则不能启动压浆系统，需要重新制浆，符合要求则进行压浆；压浆回路开启后，浆液开始循环，进浆测控仪实时向控制中心输送进浆口的压力和流量信号，返浆测控仪也实时向控制中心输送出浆口的压力和流量信号，控制中心则依据客户进行的参数设置对水胶比、压力和流量数值进行判断，然后对返浆测控仪发出是否进行调压的指令，进行调压后，控制中心依据调压情况发出是否锁压指令，一旦发出锁压指令（同时发出溢流指令）则意味该孔压浆结束。其控制流程图如图2所示，图中S表示输入信息， C表示输出命令（如下图）。

循环智能压浆工作原理图

控制流程图

4.4.工程验证

循环智能压浆工艺是一种新的压浆工艺，循环智能压浆系统在三淅高速公路预制梁场进行了工程实体试验，其试验结果见图3（图3为工程实体试验中切开的梁体断面实拍相片）。

通过现场试验，表明，循环智能压浆在以下几个方面存在明显优越性：

（1）大循环智能压浆工艺通过浆液满管路持续循环，能够保证完全排出管道内的空气，从而保证压浆过程中管道浆液内无气室、气仓，管道内浆液完全密实。

图3循环智能压浆与传统压浆试验结果

（2）循环智能压浆系统应用于实际施工中，对浆液的水胶比、灌浆压力和浆液流量进行严格控制和有效监管，能够保证灌浆质量。

（3）循环智能压浆工艺的应用，使得预应力管道压浆从传统的“事后检测”到“事中控制”，对压浆的相关参数从“被动测试”到“主动控制”，取得了良好的效果，使得后张预应力管道压浆质量提高了一个台阶，对保证预应力桥梁结构的耐久性意义重大。

5、结束语

在桥梁工程飞速发展的时代，荷载等级和车流量越来越大，作为桥梁肌肉的钢绞线承受着巨大的压力。压浆是否饱满、是否密实成为了钢绞线的保护神。本文着重介绍了循环智能压浆工艺，为预制梁管道压浆指明了方向，具有划时代的意义。

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