孔道灌浆技术在桥梁预应力工程中的应用

摘要：作者根据多年工作经验对某桥梁在悬臂施工中出现了比较普遍的纵、横向预应力孔道灌浆不满的现象。针对各个工序和排气孔设计进行分析 ，提出了改进灌浆技术的建议和措施。

关键词：桥梁预应力； 孔道灌浆技术； 灌浆措施

Abstract: the author according to years of work experience in on a bridge cantilever construction in appeared more general in the longitudinal and transverse prestressing passes the phenomenon of dissatisfaction with grouting. In view of each working procedure and vent design are analyzed, and the improvement of the grouting technique Suggestions and measures.

Keywords: bridge prestressed; Passageways grouting technology; Grouting measures

中图分类号：K928.78文献标识码：A 文章编号：

引言

作者以某钢混组合式刚构一连续组合梁桥的部分预应力孔道灌浆施工为例，就施工出现的一些灌浆质量问题做出分析。

l 工程概况

某特大桥(钢混组合式 一连续刚构组合梁)正桥全长1101m，为八跨(86.5+4x138+330+132.5)m的钢混组合式刚构一连续组合梁桥。其 330 m主跨和正桥长度均居世界同类桥梁的首位，330 m跨主跨采用钢 一钢筋混凝土混合 结构，属国内首创。主跨梁最大梁高达 16 m，跨中 108m为钢结构，结构受力复杂，技术要求高，施工难度大。大桥采用悬臂施工法施工。其连续刚构梁为三向预应力混凝土 、单箱单室变截面箱形结构，预应力布置比较复杂。大桥纵向预应力全部采用高强度低松弛φj15．24钢绞线束，采用系列塑料 波纹圆管成孔。最长的纵向预应力孔道超过 200 m，且大多数呈u型，向下锚固在腹板中间，灌浆难度较大。横向预应力束采用高强度低松弛4φj 15．24钢绞线束，用塑料波纹扁 管成孔。竖向预应力在箱梁腹板内双排设置，跨距最大的5 号、7号悬臂左右各l2．5 m之间预应力束采用 12φj15．24钢 绞线；预应力筋长度大于 9 m的采用3φj24钢绞线，小于9 m时采用32精扎螺纹粗钢筋，均用塑料波纹圆管成孔。

2 灌浆要求

根据纵向预应力束的大小，成孔塑料波纹管内径分别采用为咖φjl30、φj120、φj100φj90，横向预应力采用72 x 21扁型波纹管。纵向预应力孔道比较长，必须两端同时灌浆，中间设置排气孔，下弯必须在中间设置多个排气孔，同时控制两端灌浆同步速度。所有预应力孔道全部采用真空辅助压浆。 通过真空负压作用加上在水泥浆中添加专用添加剂，提高水泥浆的流动性质，减少水泥浆的水灰比，消除预应力孔道和混在水泥浆中的气泡，减小空隙和泌水现象 ，提高密实度。

3 施工效果

各墩悬臂施工到第 7、8节段的时候，为检验预应力孔道灌浆的效果和积累长孔道灌浆经验，在各悬臂随机开凿几处已经灌浆的纵、横向预应力孔道进行观察。纵向预应力孔道的开凿位置均在隔着中间 0号块且离 0号块不远的相互对称的地方；横向预应力孔道的位置在两个端部离端头20 cm 处及中间部位。结果发现每个纵向预应力孔道的检查处均未充满水泥浆，最大空隙达到 3．5 cm高，明显露出几股正在生锈的钢铰线。小的间隙也接近1cm，水泥浆刚刚盖过钢铰线；横向预应力孔道检查处中间的点比较密实饱满，相当理想，但两个端头的点也不饱满密实，越靠端头孔道留空程度越高。锚头附近几乎没有水泥浆，而且在多处孔道内还残留有水，四根钢铰线直接暴露在孔道内的空气和水分中。总体 灌浆效果很不理想。

4 灌浆分析

从凿开的预应力孔道看，产生这样的质量问题原因是多方面的。笔者实地调查后根据所得情况 、资料分析，归纳出以下几点 。，，

4．1 真空负压效果差，导致灌浆不饱满

纵观该工程的整个预应力施工过程，虽然采用了真空灌浆，但是真空泵没有起到真正的作用(事后确认真空泵抽不起真空，或真空度很低 )。没有形成理想真空效果是导致灌浆不饱满的首要原因。塑料波纹管预应力孔道在施工过程中难免会被混凝土挤压有所变形。

图 1水泥浆在波纹圆管内推进示意图

图 2 横向预应力孔道端头灌浆效果

图3 水泥浆在横向预应力孔道内推进示意图

穿了钢铰线后孔道空隙更小，孔道真空负压极小，水泥浆压进过程沿途压力损失比较大，推进动力只有外压力而没有内吸力，因此随着不断的压进，压力逐渐减小。而孔道断面较大，水泥浆由从压浆口开始的整个断面推进逐渐变成断面下部 先推进，随着压浆泵持续加压，后进的水泥浆才逐渐充满整个断面 (图 1)。当某个断面因为孔道变形而变得比较小，该断面就会先于它前后的断面充满了水泥 浆。也隔断了这个断面与压浆口之间的空隙空气的排出通道，最后该部分空气便遗留在孔道内无法排出。当这部分空气被压缩到和水泥浆的压力平衡时，也就形成最终无法充满的比较大的空间。这样不但使该段预应力孔道不能充满，还加大了后面水泥浆的压力损失，使后面的推进更容易形成空隙。

4．2 排气孔和灌浆孔位置不正确，致使排气不完整经过仔细检查，该工程相当部分的预应力孔道的排气孔位置布置不妥，给孔道留下灌浆盲端和盲点 ，致使压浆不饱满。比如横向预应力孔道的排气孔和灌浆孔，如图2，大多数都偏离了施工图所设计的位置，离预应力孔道两个端部普遍有25～40cm的距离。

施工人员认为灌浆时水泥浆的流动性会把盲端填充满， 水泥浆先从孔道下部填充，然后往上升，排出盲端的空气，最 后充满整个盲端 ，因此这个距离是可以接受的。实际上接近 1 MPa正压力的水泥浆在狭窄的横向预应力孔道里面推进 时候极有可能是呈整个断面推进，流量相对大的水泥浆从灌 浆口进入狭窄的预应力孔道就立刻充满了整个灌浆口附近的孔道(如图3，末画钢铰线)，顺着孔道继续压向排气孔，封堵了灌浆口一端的孔道端头。当大流量的水泥浆快速推进到排气孔处时，瞬间就从排气孔挤出，把盲端空气也封在孔

道里。水泥浆持压一段时间只是使得空气压缩一些，最终两个端头还是未能充满(实际检测发现确实是两端没有充满)。 这样位置的灌浆孔和排气孔情况下，即使是真空灌浆还是会 在端部形成空隙(如图2)，残留水分和空气。

如图4，纵向预应力孔道端头的排气孔布置过低。因为纵向预应力孔道断面相对比较大，水泥浆在纵向预应力孔道内推进速度远没有在横向预应力孔道那么快，不可能一下充满整个孔道断面，在孔道内很可能呈半截面推进(如图 1)。当 水泥浆上升到排气孔位置即封住了排气孔，孔道内排气孔以上部分的空气便被封在预应力孔道内了，从而最终留下空隙。下弯锚固的预应力孔道更突出，由于排气孔和灌浆孔均布置在弧形孔道的下端的上部，当水泥浆达到下弯点后，由于水泥浆的自然流动性，使在下部的排气孔端最先被充满。排气孔 堵住后，孔道内中间尚有大量空气和少量水无法排出，必然留 下更大的孔道空隙(图5)。故实际检查中出浆口附近的不饱 满程度一般是最严重的。

不置顶灌浆效果置顶灌浆效果

图4 纵向预应 力孔道排 气孔位置

图5下弯孔道单端灌浆排气示意

图6 两端灌浆中部孔道排气孔示意

4．3 灌浆点的改置

未按照施工验收规范的规定在较长的水平纵向预应力孔道灌浆中采用单 端灌浆也是灌浆不饱满的一大原因。较长的水平预应力孔道必须采用两端灌浆，中间逐步排气方法灌浆。该工程前期施工时，所有的预应力孔道均为单端压力灌浆，当预应力孔道比较长的时候，沿程压力损失较大，即使多留排气孔局部留空现象也比较普遍。

4．4 排气孔的改进设计

如图6，在孔道中部设多个排气孔(奇数 ，3个以上，间隔约1Ill，最中间的 一个作为抽真空的排浆口)，排气孔置于孔道的顶部位置，且采用两端灌浆。当两端同时灌浆时，通过各个排气孔既可及时观察两端的水泥浆压入进度，又能保证各段排完孔道内的空气(以各个排气孔依 次冒浆为准)，从而使两端的水泥浆都能到达排浆口，不留盲端，保证整个孔道灌浆密实饱满。

5 结语

综上所述 ，要保证预应力孔道灌浆不出现质量问题，以下几点是比较关键的。

(1)排气孔位置一定是在孔道的最高点或者是水泥浆最后到达的位置 ：

(2)认真执行设计要求和按照施工规范进行预应力安装与孔道灌浆操作；

(3)施工时应根据实际情况，施工工艺的合理性，对比各种工艺的缺陷，找出最好施工方法；

(4)施工图纸设计标注应尽量周密，将施工规范没有细述的地方考虑进去 ，给施工以详细的技术指导。

参 考 文 献

[1]张树仁，郑绍畦．钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁结构设计原 理[M]．人民交通出版社，2004．

[2] 王海榜．真空辅助压浆施工工艺[J]．桥梁建设，2005(1)．

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