[资料]浅谈连续刚构腹板纵向预应力管道 压浆工艺

郭晨飞  

【摘要】本文以重庆巴南至綦江高速公路（渝黔高速公路扩能）两合江特大桥连续刚构腹板纵向预应力孔道压浆工艺及压浆饱满度检测效果为背景，针对孔道压浆施工中所存在的问题进行了针对性的分析，进而提出了改进措施，为类似工程预应力孔道压浆施工提供了参考。

【关键词】两合江特大桥   连续刚构  纵向预应力  孔道压浆

1 工程概况

两合江特大桥连续刚构总体布置形式为85＋160×2＋85，单“T”箱梁梁高从中跨跨中至箱梁根部以2次抛物线变化。箱梁腹板采用50、60、1750px三个级别变化，主梁0#块腹板厚2500px，主梁悬臂浇筑梁段长度共划分为3.0m、4.0m、4.5m三种。

箱梁为三向预应力结构（按全预应力混凝土构件设计）。箱梁腹板预应力钢束采用φS15.2-2钢绞线束，波纹管规格为Dn-90，长度根据梁段长度而调整，张拉形式为双端同时张拉。

2 施工要求

预应力管道压浆采用真空辅助压浆工艺，真空吸浆施工前必须检查孔道的密封性能，确保预应力孔道及两端形成全封闭体系。真空度宜稳定在0.06Mpa～0.1Mpa范围内。

压浆压力0.5～0.7Mpa为宜，对于长度较大管道压力可适当增加，但控制最大压力不得超过1Mpa。

预应力筋张拉后，孔道应及早压浆，一般应在48h内灌浆完毕。要求压浆饱满，至少能保证一根束道灌浆用量（一般至少为管道以及的1.5倍），严禁边加料、边搅拌、边压浆。

压浆过程及压浆后2天内气温低于5℃时，在无可靠保温措施下禁止压浆作业。温度大于35℃不得拌和和压浆。

为保证钢绞线束全部充浆，进浆口应予封闭，在水泥浆凝固前，所有塞子、盖子或气门均不得移动或打开。压浆的充盈度应达到孔道另一端及排气孔排出均匀、饱满浆液为止，关闭出浆口同时压浆口保持3～5min不小于0.5MPa的稳压期。

3 孔道压浆

3.1 压浆施工中存在的问题

由于连续刚构的腹板纵向钢束的最高点与锚固端上下高差悬殊，在压浆的过程中存在因高度问题，导致浆液无法充满整束管道，如图1：

 

 

由图1可知，腹板预应力孔道压浆施工中，浆液主要集中在圆弧两端靠近圆弧切线点的中间部分；在圆弧切点附近的空气由于在压浆过程中最低点通气阀已因为出浆口冒出浓浆被封堵而无法排出，导致此部位的浆液为不饱满状态，甚至无浆液。

3.2 受力分析

以F1钢束张拉举例进行说明：设0#块底板为横坐标轴，腹板及顶板高度为纵坐标轴，底板底边与0#块中心点垂直交点为坐标原点，腹板预应力钢束为抛物线，进行受力分析（如图2）。

 

由受力分析图可知，腹板预应力钢束在进行张拉过程中，两个锚固端受力方向沿抛物线两端点斜向下。同时，抛物线最高点钢束受Fln与Ffn两个大小相等，方向相反的水平拉力。受水平拉力作用影响，钢束位置形变为向下，又因波纹管道约束作用，受与抛物线垂直的一个反作用力。因此推导出钢束在张拉过程中，在波纹管道里边的位置运动为向下与波纹管道管壁贴合。

受此形变影响，在波纹管道中，钢绞线占的管道体积为管道截面下半面，而截面上半部分为空置状态。

由图可知，F1钢束锚固张拉端距顶板高度为6.60m，最高点F1h距顶板高度为6.84m，两点垂直高差为24㎝；而排气孔并没有在孔道最高点布设，从而造成在进行压浆作业时，孔道最高点存在空气无法排出，浆液不饱满的情况。

3.3 改进设想

针对此情况，在找出问题所在的同时，试对施工工序中预应力管道的加工及安装进行了改进，以期能从根本上解决连续刚构腹板预应力管道压浆饱满度不足的情况，此工序分为两部分进行，即第一次施工为准备作业，第二次施工为压浆作业。

3.3.1 第一次施工

根据设计图纸要求，腹板预应力管道型号为D90型金属波纹管。进行腹板预应力管道的安装工序时，预先用砂轮切割机对管道进行开孔，所开孔直径为φ10～12㎜，开孔位置为管道顶部；用φ10㎜的塑胶管连接在波纹管开孔处并进行密封及固定，防止塑胶管松动伸入波纹管长度过长导致塑胶管口被钢绞线封堵，如图3所示。

 

在塑胶管安装完成后，伸出顶板的方向应沿纵向波纹管轴线，左右交替上升，直至伸出0#块顶板，且塑胶管应用塑料胶带固定在上一根波纹管上，即F1塑胶管固定在F2波纹管上，Fn固定在Fn+1上。

3.3.2 第二次施工

⑴在压浆前，应先进行通水试验，从进浆口注入清水，检查管道是否排水通畅。

⑵检查完毕后，从进浆口注入浆液，直至出浆口冒出无气泡，且浓度均匀浆液时，关闭（封堵）出浆口。

⑶继续进行注浆，直到顶部预埋通气孔（管）冒出无气泡、均匀浓度正常浆液，停止注浆并进行稳压。

⑷该孔道压浆作业完成，更换孔束，继续进行下一孔道的压浆作业；待浆液凝固后，对通气管进行切除。其余未压浆通气孔应有良好的保护措施，避免通气管被堵塞及损坏。

在孔道完成压浆后，孔道内的浆液如图4所示，处于浆液充盈饱满状态。

 

4 结语

该措施（方法）的宗旨为提高预应力孔道的压浆饱满度，改变以往预应力孔道压浆由于排气孔设置问题导致在进行压浆作业时排气孔受堵，孔道内残留空气无法被排出，进而使孔道压浆饱满度不满足要求。