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預應力塑料波紋管在橋梁施工中的運用探討論文
摘 要:波紋管作為預應力后張法的成孔材料是預應力體系的重要組成部分,長期以來預應力工程采用金屬波紋管作為成孔材料。結合某橋工程施工,介紹橋梁預應力塑料波紋管在橋梁施工的應用問題。
關鍵詞:橋梁;預應力;塑料波紋管;施工
1 工程概況
某橋橋面寬34.5m,為雙向6車道。設計荷載:汽超20級,掛120,設計時速為120km/h,最大縱坡2.2%。基本結構為25 m預應力小箱梁,采用1聯(2×25+32+44+20)m預應力連續梁、512片小箱梁和1聯連續梁預應力管道,全部采用塑料波紋管真空壓漿工藝。
2 塑料波紋管真空輔助壓漿原理及設備
2.1 真空輔助壓漿原理
在壓漿前,可先用真空泵抽吸預應力孔道中的空氣,使孔道中的真空度達到-0.07—-0.09MPa,然后在孔道的另一端用壓漿泵以一定的壓力將攪拌好的水泥漿體壓入預應力孔道。孔道內只有少量空氣,泵體很難形成氣泡,同時,孔道內和壓漿泵之間的正負壓力差,可大大提高孔道內漿體的飽滿和密實度。不僅是“壓”,而且是增加了“吸”的功能。這種真空輔助壓漿的關鍵是要保證管道及錨固體系的密閉性,能保證管道內形成一定壓力的負壓。
2.2 真空輔助壓漿設備
(1)灰漿攪拌機:拌制漿體,可以用普通的拌漿機,但必須保證漿體攪拌均勻,能準確控制用水量。
(2)真空灌漿組件: ZYSZ 120型真空泵、透明鋼絲管、連接閥門等。
(3)壓漿組件:ZYB 2.3-2.2螺桿式壓漿泵。
(4)高壓管(含真空回漿觀測透明管):高壓管應保證能承受壓漿過程中的壓力要求(≥2MPa),特別是透明管,滿足壓力及對漿體進行觀察的要求,防止漿體進入真空泵。
(5)球閥:能保證管道的密封性能。
2.3 對材料的要求
(1)應采用新生產的普通硅酸鹽水泥,強度等級不低于42.5級;
(2)在飲用水中硫酸鹽含量不能大于0.1%,氯鹽含量小于0.5%,且不含有糖分或懸浮有機質;
(3)若欲改善漿體在施工中和硬化后的性能,可以加入適當的外加劑,外加劑中氯離子含量不得大于水泥重量的0.22%,并不得產生氣泡或降低漿體的質量。
2.4 真空輔助壓漿對漿體密封性能的要求
(1)水灰比0.3—0.35;
(2)拌和好后的流動性30—50s;
(3)泌水性,小于漿體初始體積的2%;
(4)初凝時間3～4 h;
(5)7d齡期強度>40MPa;
施工中,在確定具體材料和配合比之前,必須先做實驗,以驗證是否符合要求,如不符合,再做調整,直到符合要求為止。
3 塑料波紋管真孔輔助壓漿施工的具體步驟
施工前,確認漿體的配合比;檢查材料、設備、輔件的型號或規格、數量等是否符合要求。
3.1 真空輔助灌漿
即在預應力筋張拉完成,密封孔道兩端后,在孔道一端用真空泵抽吸孔道空氣,使孔道內達到-0.1MPa左右的真空度,隨之在孔道的另一端用灌漿泵將拌制好的水泥漿灌入,待漿體充滿整個孔道時,保持≤0.7MPa的正壓力,確保孔道灌漿的飽滿與密實。
3.2 拌漿
(1)在拌漿前,先加水空轉數分鐘,使攪拌機內壁充分濕潤,將積水清理干凈。
(2)將稱量好的水倒入攪拌機(可利用攪拌機自身計量容器),而后邊攪拌邊倒入水泥,再攪拌3—5min直至均勻。
(3)將溶于水的外加劑倒入攪拌機,再攪拌3—5min,然后倒入儲漿桶。
3.3 壓漿
(1)清理錨墊板上的灌漿孔,以保證灌漿通道順暢。
(2)確定抽真空端及灌漿端,安裝引出管,球閥和接頭,并檢查其功能。
(3)攪拌水泥漿使水灰比、流動度、泌水性達到技術要求指標。
(4)啟動真空泵,當真空度達到并維持-0.07—-0.09MPa時,打開閥門,啟動壓漿泵,開始壓漿。
(5)當漿體經過透明高壓管并準備到達三通接頭時,關閉閥門,同時打開閥門,再關閉真空泵。
(6)觀察廢漿桶處的出漿情況,當出漿流暢、穩定且稠度與盛漿桶漿體基本一致時,再關閉閥門。
(7)壓漿泵繼續工作,在壓力≤0.7MPa下,持壓1—2min。
(8)關閉灌漿泵及灌漿端閥門,完成灌漿。
(9)拆卸外接管、附件,清洗空氣濾清器及閥門等。
(10)完成當日灌漿后,將所有水泥漿的設備清洗干凈。
(11)安裝在壓漿端及出漿端的球閥,應在灌漿后5 h內拆除并進行清理。
4 預應力塑料波紋管在橋梁施工質量控制中的關鍵作用
4.1 把握好質量控制要點
(1)孔道必須密封、清潔、干爽;
(2)漿體按施工配合比嚴格控制;
(3)現場施工質量管理控制。
4.2 處理好施工過程的相關問題
(1)要針對曲線孔道的特點,在波紋管每個波峰的最高點靠同一端設置觀察閥,高出混凝土。
(2)對輸漿管應選用高強度膠管,抗壓能力≥2MPa,高壓灌漿時不易破裂,注意連接牢靠,不得脫管。
(3)在灰漿進入灌漿泵之前應通過1—2mm的篩網進行過濾。
(4)攪拌后的水泥漿必須做流動性、泌水性試驗,并澆筑漿體強度試塊。
(5)開展灌漿工作宜在灰漿流動性下降前進行(30—45min內),孔道一次灌注要連續。
(6)在中途換管道時間內,繼續啟動灌漿泵,讓漿體循環流動。
(7)對于灌漿孔數和位置必須做好記錄,以防漏灌。
(8)儲漿罐的儲漿體積應大于所要灌注的一條預應力孔道體積。
4.3 加強施工質量檢查
(1)在壓漿后拆除兩端球閥觀察錨墊板上進,排漿孔水泥漿較為硬實,不流淌,用手指按壓,能夠留下模糊的指印,說明水泥漿強度增長較快。
(2)在壓漿2 d后觀察,壓漿孔硬化水泥漿有輕微外凸,說明水泥漿十分飽滿。
(3)進行強度檢測:任取10個作業工班所作試件30組,3d強度超過30MPa,7d強度均達到設計要求100%以上。
5 結語
2000年以來,在我國相繼用于南京長江二橋、武漢軍山長江大橋等一些重大工程。2004年10月實施的《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》JTG D62-2004及2005年8月實施的《建筑工程預應力施工規程》CECS180∶2005中,分別對塑料波紋管孔道摩阻系數做了補充。預應力工程的施工質量對于保障橋梁的安全運行,保證橋梁的耐久使用期限有著極為重要的意義。真空輔助壓漿是一套完整的施工工藝,不能僅僅當成真空泵的使用或水泥漿配合比的改進。從孔道的鋪放,錨具的安裝和封錨,直到觀察孔的設置,孔道密封,預抽真空,壓漿節奏的控制,壓漿完成后的保壓,后續的質量檢查等環節,都必須嚴格按照標準操作。
參考文獻
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