基于桥梁预应力孔道真空辅助压浆技术及应用

摘要：随着公路快速发展，桥梁的预应力应用比较广泛，桥梁的方式多种多样，所采用的施工方法及施工工艺也在不断的创新，普通灌浆技术已无法满足日益增长的交通量对桥梁整体质量的要求，真空压浆技术有着较好的应用前景，是一种较为理想的混凝土桥梁施工工艺。

关键词：桥梁施工；辅助压浆；施工技术

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：

前言

真空压浆是后张预应力混凝土结构施工中的一项新技术，近几年来，在桥梁施工中的应用日渐增多。真空压浆可以弥补普通压力压浆的缺点，更有效地保证并提高了后张预应力混凝土构件的安全性及耐久性，确保工程质量。本文是作者通过对预应力混凝土桥梁的施工，介绍真空压浆的施工工艺及技术要求。

1、工程概况

省道路线立体交叉跨线桥，上跨某高速公路东段出入口处，桥梁全长80.087米，结构型式为17.856m+33.00m+17.831m无桥台V型斜腿刚架桥。刚架部分采用预应力技术，混凝土设计强度为50Mpa,预应力管道压浆全部采用真空压浆技术。

2、真空压浆的必要性

后张预应力构件压浆的目的：

(1)防止预应力束被锈蚀，增强预应力构件的耐久性；

(2)二是填充预应力束的孔道，将构件形成整体，传递预应力并防止预应力筋松弛。

因此要求孔道压浆一定要饱满，凝固后的水泥浆密、收缩少(甚至不收缩)，并具有一定的强度。传统的做法是采用压浆法来灌浆，即在0．4—0.45的稀水泥浆压入管道。采用普通压力压浆工艺的压浆质量往往不尽人意，存在浆体收缩大、管道不饱满等，主要是由于水泥浆质量不稳定、封锚不密实而导致漏浆等原因造成的。多年的工程实践经验告诉我们， 这种做法容易发生水泥浆离析、泌水，干硬后收缩，管道中产生空隙，给结构的安全性和耐久性留下隐患。要保证或提高普通压力压浆的质量，从技术措施上必须改善水泥浆的性能， 如减小水灰比、添加外加剂等；从工艺措施上，做好管道的密封工作，排除浆体内混杂的空气，增加浆体密实度。真空压浆首先是用真空泵抽出孔道内的空气，要求孔内形成约0.1MPa的负压，这要求封锚必须严密。真空压浆是边抽真空边压浆， 孔道内始终保持约0.1MPa的负压，既利于排出浆体内混合的气体，利于浆体致密， 又相当于给浆体施加了个拉力，这样可以大大降低压浆机的负荷，减小压浆的水灰比，提高浆体的密实性和强度，减少浆体的收缩。

3、真空辅助压浆技术简介

3.1原理

在压浆之前，首先采用真空泵抽吸预应力管道中的空气，使管道内的真空度大致80％以上，然后在管道的另一端再用压浆机以大于0．7Mpa的正压力将水泥浆压入预应力管道，由于管道内只有极少的空气，很难形成气泡，同时，管道与压浆机之间的正负压力差，大大提高了管道压浆的饱满度和密实度。在水泥浆中，减小了水灰比，添加了专用的添加剂，提高了水泥浆的流动度，减小了水泥浆的收缩。

3.2施工工艺

1)管道要求

真空压浆要求波纹管的安装必须严格按设计坐标安装，波纹管要有足够的刚度，安装牢固， 接头牢固密封，线形平顺， 进浆口、排气口顺畅。为方便排出管内可能存在的残余空气，保证管道填浆饱满，按设计要求在管道的各个峰位都应埋置排气孔。

2 )机具准备

真空压浆所需机具包括：拌浆机l台，滤网l张， 储浆罐1个， 机械活塞式压浆机l台，压浆管2 0m，球阀l批，高强透明胶管l条，QSL-20空气滤清器1个，压力表1个，SZ一2型真空泵l台，水管若干。设备连接示意如图l所示。

3)试抽真空

将机具按上图1所示连接好，关闭进浆阀、排浆阀，打开排气阀、抽真空阀，拧开进循环水口、开动抽真空泵，观察压力表的读数， 当压力表稳定达到-0．06~０．1MPa的读数时，再进行压浆；否则应重新检查各处封口， 再试抽真空。

4)水泥净浆配制

真空压浆工艺中，水泥净浆的质量是压浆质量控制的关键，要求浆体硬化后收缩小、致密度高，强度满足设计要求。采取的主要措施是尽可能地降低浆体的水灰比， 并通过掺加膨胀剂弥补浆体硬化时产生的收缩，水泥净浆配合比为：

水：水泥：膨胀剂：减水剂=0.36：1：0.12：0.006。

浆体流动度为35- 40S，最大泌水率为2.5％，泌水在24h内重新全部被浆体吸回， 自由膨胀率为2％,3d强度为27MPa，7d强度为34MPa，28d强度为50MPa。

5)压浆

将拌浆斗用水湿润， 倒净剩水。先加入定量的水再倒入混合料， 然后开动拌浆机搅拌，待混合料搅拌均匀后(约3—5min)，通过滤网，将水泥浆缓缓倒进储浆罐。储浆罐的储浆能力必须大于一条管道所需的水泥浆的体积，保证压浆连续进行。储浆罐还必须具备搅拌功能，在未灌水泥浆前要不停搅拌。关闭进浆阀、排浆阀，打开排气阀、抽真空阀，拧开进循环水口，开动抽真空泵，待压力表的读数稳定后，打开进浆阀，启动压浆机压浆。待看到抽真空端的透明胶管内有水泥浆流出时关闭抽真空阀及抽真空机，打开排浆阀，继续压浆至浆体连续喷出且稠度与压入相当时，关闭排浆阀并继续压浆加压至0.7MPa左右，持压2min，关闭进浆阀。持压过程中，注意从低至高逐一打开埋设波纹管各个峰顶的排气孔，排出残余的空气及泌水，保证管道内浆体饱满。

(6)清理

每根管道压浆完毕后，将真空泵的出水管折叠，让水从高强透明胶管反流而出，冲净滤清器及透明胶管。每根管道的进浆阀及排气阀应在压浆后至少45min方可拆除，并将压浆口封堵好。当天压浆完成后，应将水泥浆的机具及构件冲洗干净。

4、 真空辅助压浆技术的优点

1）在真空辅助下，管道中原有的空气和水被除数消除， 同时，混杂在水泥浆中的气泡和多余的自由水亦被除数消除， 增强了浆体的密实度。

2）浆体中的微沫浆及稀浆在真空负压下率先流入负压容器，待稠浆流出后，孔道中浆体的稠度即能保持一致，使浆体密实度和强度得到保证。

3）真空辅助压浆是·个连续且迅速的过程，缩短了灌浆时间。

4）管道在真空状态下，减小了由于管道高低弯曲而使浆体自身形成的压头差，便于浆体充盈整个管道，尤其是一些异形关键部位。对于弯形、U 形、竖向预应力筋更能体现真空灌浆的优越性。

5）因为在灌浆前要进行管道压力测试(真空或正压力)，这为管道密封提供了保证。

6）作为一种全面的技术， 真空辅助压浆要求施工现场具有高水平的素质，包括高水平的管理人员和操作队伍。这样， 由于这种方法本身的性质决定了它具有高水平的质量控制。采用正确的混合料设计和合适的灌浆程序，真空辅助压浆能提供一个均匀的、无孔隙的浆体，并消除聚积于预应力筋附近的有害水。配合其他措施如塑料预应力导管，能够保证有极高密度。

5、结语

真空压浆在该桥的应用中，能容易地达到孔道内0.1 MPa的负压，能将稠度为35—40S的水泥浆顺利地压过孔道，且孔道内浆体饱满、密实，浆体试验28d强度均达50MPa以上。 由此说明该技术的应用是成功的。特别对于大桥长孔道，真空辅助压浆技术更能体现其独特的优点。为了提高公路建设水平，提高工程质量，建议在今后的公路桥梁中，全面推广真空辅助压浆技术。为全面体现这项新技术的优势，应该在设计和施工中采用真空辅助压浆技术。

参考文献

[1]张世平.桥梁预应力孔道真空辅助压浆施工技术[ J] .建筑科学, 2007, ( 11) 75～76.

[2]公路桥涵施工技术规范JTJ041-2000[ S] .北京:人民交通出版社, 2000.