浅述孔道真空辅助压浆在预应力桥梁中的应用

摘要：在预应力桥梁孔道压浆施工过程中，使用真空辅助压浆法施工可以提高孔道压浆质量、保证孔道压浆浆体的密实度，从而形成对高强预应力筋的有效保护和起到传递力的作用，并大大改进了以往在孔道压浆施工工艺上的不足而影响预应力施工质量。

关键词：预应力桥梁真空辅助压浆质量

中图分类号：K928.78文献标识码：A 文章编号：

前言：为适应新的高速公路和城市高架的建设要求，目前在建和规划中的互通式和分离式立交桥大多数都是采用先简支后结构连续的装配式预应力混凝土连续箱梁和整体现浇箱梁两种兼有或其中一种连续结构型式的预应力桥梁。因为这种结构连续型式的预应力桥梁具有整体性能好，外观连续、轻巧、美观，且刚度大，并能较好地分布荷载、改善桥梁上部的受力性能，又能减少桥梁上部的建筑高度、增加了下穿道路的净空高度，同时也可大大减少伸缩缝数量、提高行车的舒适感等优点。

因为这种结构连续的预应力桥梁具有上述诸多优点，而要确保预应力桥梁的工程内在质量，进一步提高预应力桥梁结构使用的耐久性，主要从三个方面考虑：一是混凝土本身强度质量控制、二是钢筋保护层质量控制、三是预应力质量控制，其中预应力质量主要是控制预应力钢材、锚夹具和孔道压浆质量，而预应力钢材和锚夹具质量都可以通过一定的检测频率得到控制，关键是孔道压浆质量。本文将介绍在沪苏浙高速公路HSZ-JS4标黎里互通主线桥预应力孔道压浆中采用真空辅助压浆施工，对提高孔道压浆浆体的密实度及改善孔道压浆质量和以往普通压浆上的不足有着显著的效果，此施工工艺以供各位同仁借鉴，不足不对之处，敬请各位同仁加以指正。

一、工程概况：

黎里互通主线桥位于苏州吴江市黎里镇，桥梁中心桩号MRK17+689.5，起点桩号MRK17+322.9，终点桩号MRK18+056.1，桥梁全长733.2m。受互通加减速车道的影响，主线桥第五联右幅位于变宽段,由于苏同黎一级公路与本桥斜交,同时为减小主桥跨径,降低梁高,跨越公路一联采用错孔反对称布置。本桥上部结构左幅采用5×30＋2×（4×30）＋（2×29.1＋35＋2×30.9）＋6×30连续箱梁、右幅采用5×30＋2×（4×30）＋（2×30.9＋35＋2×29.1）＋6×30连续箱梁,其中第一～三联为装配式部分预应力混凝土连续箱梁（全桥共有130榀30m斜腹式单箱单室V型预制箱梁）、第四、五联为现浇预应力混凝土连续箱梁（现浇部分半幅为三箱三室箱梁）,其中第四联采用左右幅错孔反对称布置。

该桥预制和现浇箱梁设计均采用纵向预应力体系（除现浇箱梁24#台处端横梁加宽部分设有横向预应力体系外），预制箱梁纵向预应力束按其位置分三种：腹板弯束（6束）、底板直束（2束）和顶板合拢直束（5束），而现浇箱梁除24#台处端横梁内设有横向弯束（6束）外，其余均在腹板处设置纵向弯束（24束）。本桥预应力钢束均采用标准抗拉强度为fPK =1860Mpa、公称直径ΦS=15.2mm、公称面积A=140mm2、弹性模量EP=1.95×105Mpa的高强度低松驰钢绞线，且均采用群锚、其锚下控制应力为бk=0.75fPK=1395Mpa。

二、真空辅助压浆的工作原理及技术要求：

1、工作原理:首先在桥梁预应力孔道的一端采用真空泵抽吸孔道中的空气,使孔道内达到-0.08～-0.1Mpa的真空度,形成负压；然后在孔道的另一端用压浆泵将水泥浆压入孔道并保持0.7Mpa左右的正压力一定时间（见下图，其中a图为普通压浆、b为真空辅助压浆），以提高孔道压浆的饱满度，避免浆体中混入空气而影响密实度。

2、技术要求：整个预留孔道及孔道的两端必须保证气密性，且孔道内无砂石、杂物等；预留孔道用的管材必须具有一定的刚度，必须与混凝土可靠粘结，防止在孔道在抽真空过程中，管壁瘪凹；孔道内的真空度宜控制在-0.08～-0.1Mpa之间。

三、真空辅助压浆的资源配备：

1、波纹管成孔：

（1）、预应力孔道可采用塑料或金属波纹管成孔，本桥预应力孔道均采用镀锌双波纹金属波纹管成孔，且镀锌钢带厚度：预制箱梁在0.3mm以上、现浇箱梁在0.35mm以上；其成品的规格、尺寸、性能及试验方法应符合建设部行业标准《预应力混凝土用金属波纹管》（JG/T3013-94）中的规定；

（2）、对于预应力孔道成孔采用塑料波纹管的，其成品的规格、尺寸、外观、环刚度、局部横向荷载、柔韧性及抗冲击性等性能指标及试验方法应符合《预应力混凝土用塑料波纹管》（JT/T529-2004）中的规定。

2、原材料及施工配合比：

（1）、水：可饮用水或洁净的河水等软水，且水中的氯化物离子含量不超过0.1%；

（2）、水泥：采用苏州市金猫牌P.O42.5普通硅酸盐水泥，或采用42.5等级以上的普通硅酸盐水泥；

（3）、外加剂：采用江苏博特新材料有限公司生产的JM-HF型专用灌浆剂，该外加剂具有高效减水、增强、保塑、微膨胀、低泌水、无毒、无辐射、不含引起预应力筋锈蚀的物质并能粘结预应力筋，以及具有适度缓凝和保持流动性能力等多重功效；

（4）、施工配合比：外加剂掺加量为13%、水灰比为0.36（建议施工时水胶比不大于0.37），即拌和配合比为水泥：外加剂：水=1：0.13：0.36，且稠度宜控制在10～13s之间，3小时最大泌水0.9%、膨胀率1.0%，8小时后浆体将表面水全部吸收，3d强度≥38Mpa。

3、压浆机械设备：

真空辅助压浆主要设备有：计量设备、制浆机、压浆泵、真空泵、高压管、真空压浆组件、过滤器、高压橡胶管、加筋透明输浆管、各种接头和阀门、浆桶等，主要机械如下：

制浆机：采用杭州钻探机械制造厂生产的ZJ-200型高速制浆机，转速达到1000转/min以上，确保浆体搅拌时无沉淀和结团现象；

压浆泵：采用张家港悦达工程机械制造有限公司生产的YJ-2型螺杆式压浆泵；

真空泵：采用张家港悦达工程机械制造有限公司生产的单级水循环真空泵。

4、施工人员准备：

配置现场管理负责1人、技术负责1人、质检负责1人、试验人员2人、机械操作手3人及普工4人。

四、真空辅助压浆施工方法及工艺流程：

1、切割钢绞线：

张拉完成后，将锚圈口处的钢束作上记号，检查确认无滑丝断丝现象即可用手提式砂轮机切割钢束，切断处外露钢绞线距夹片层为3～5cm，且严禁用氧气乙炔或电焊割束。

2、盖帽封锚：

采用普通水泥砂浆掺107胶进行封锚(详见下图)，并按常规施工方法进行养护，以确保抽真空压浆时锚具端部密封严密不漏气。

3、安装控制阀门与机械准备：

（1）、在两端锚垫板上安装压浆管、球阀和转换接头，检查并确保所安装的球阀能开启和关闭；

（2）、将接在真空泵负压容器上的三向阀的上端出口用透明喉管连接到抽真空端的转换接头上；

（3）、在正式开始真空压浆前，用真空泵试抽真空，检查管道的密封性，孔道的真空度不小于-0.08Mpa为合格，同时用一台风压在1.0Mpa风压机为构件的每个预应力孔道吹风清除管道里的水和杂物（必要时可用水冲洗）；

压浆端阀门设置 出浆端阀门设置

4、浆体制作：