预应力箱梁压浆技术的选择与应用

李光辉

【摘要】针对后张预应力混凝土构件，对预应力束成孔材料及灌浆方式的选择进行了探讨， 并结合工程实例介绍了压浆施工工艺。

【关键词】预应力管道；压浆；波纹管

在桥梁建设中，后张预应力压浆不密实的问题早已被交通部列为公路桥梁建设中的十大顽疾之一。本文主要针对预应力束成孔材料及灌浆方式选择进行实例探讨。

1、实例工程概况

金湾大道高架桥是珠海机场高速公路的控制性工程，桥长2462m， 双幅桥面，单幅宽度12.75m，上部结构为现浇箱梁与装配式预应力混凝土箱梁组合形成，全桥共二十三联，联长75～145m。 其中，第一到五联、第十联、第十五联到第十八联为现浇箱梁；其他联为装配式预应力混凝土箱梁。最长联为第十联，为40+65+40m等宽度变截面现浇箱梁，采用单箱单室截面，顶宽12.75m，底宽6.35m，悬臂长度3.2m，横向设置预应力，根部梁高3.8m，跨中梁高2.0m，按二次抛物线方程变化；采用满堂支架+门式框架法施工（预留两个车道，不中断交通）。为方便施工，箱梁设计时，现浇箱梁均未在箱内设齿板，各腹板预应力束均于梁端处进行张拉。

2、压浆工艺和波纹管的选择

2.1 真空辅助压浆工艺和塑料波纹管的应用

真空辅助压浆工艺新技术和留孔塑料波纹管技术与1986年首次推出。我国1999年在南京长江二桥施工中首次引进真空辅助压浆技术。

真空辅助压浆与普通压浆法相比，灌浆过程连续迅速，减少了曲线孔道中浆体自身引起的压力差，提高了压浆的密实性，在钢束半径较小及钢束过长，常规压浆法不好施工的结构中应用取得了良好的效果。但是，真空压浆工艺复杂，需要特定的设备，对施工人员的技术要求较高，对长度小、孔道直径小的预应力孔道压浆时反而比普通压力压浆耗时耗力，不经济。

塑料管道与金属波纹管相比具有明显的优点：摩擦阻力小；耐疲劳性及密封性好；耐腐蚀，不生锈，利于钢绞线的保护；强度高、刚度大，不易被振动棒振破。其缺点是价格昂贵，是金属波纹管的2倍；与混凝土的粘结力比金属螺旋管差，受温度变形影响大。

2.2 改进的压浆材料及压浆工艺

鉴于真空压浆工艺存在的缺点，采用普通波纹管、常规压浆方法还将持续很长的一段时期，但改善压浆材料和压浆工艺却有必要。相关试验结果表明：掺加粉煤灰或硅粉会减少泌水和提高抗腐蚀能力；对普通金属波纹管采用镀锌处理可以有效减缓金属波纹管的锈蚀速度。

3、实例工程的孔道压浆

根据本工程的结构重要性，考虑真空压浆工艺目前还存在的缺点，此工程中现浇箱梁纵向孔道采用塑料波纹管和真空辅助压浆工艺，现浇箱梁横向孔道和装配式预应力混凝土箱梁采用镀锌金属波纹管和常规压浆工艺。

3.1 压浆准备工作

1）.材料准备：水泥采用42.5 普通硅酸盐水泥；外加剂采用低含水量、流动性好及微膨胀性的外加剂，自由膨胀率不超过10%。不得含有对预应力筋或水泥有害的化学物质。外加劑的用量通过试验确定（本文工程为5%），进场后应进行复验；按设计要求，水泥砂浆标号不小于M50，水灰比为0.40～0.45。水泥浆的泌水率不超过3%，拌合3h泌水率控制在2%；水泥浆稠度控制在14～18s之间。

2）.孔道准备：压浆前，清理锚垫板上的压浆孔。使用压缩空气将孔道内的所有积水吹出。切除夹片外外露的多余钢绞线，然后用原子灰（或纯水泥浆）进行封闭，要保证锚板、夹片、外露钢绞线全部包裹，覆盖层厚度大于15mm。

3）.设备准备：主要是活塞式压浆泵（含校准合格的压力表）、喷射清洗机、灰浆搅拌机、储浆罐及空气压缩机，真空压浆还应增加真空泵。使用前检查灌浆端、安装引出管、球阀和接头，确保其使用功能。输浆管选用高强橡胶管，抗压能力≥1.0MPa。

3.2 孔道压浆

1）.真空压浆

（1）在水泥浆出口及入口处，接密封阀门；将真空泵连接在真空管上，压浆泵连接在压浆端上；以串联方式将三向阀门和吸气孔连接起来；

（2）启动真空泵抽真空，使真空度达到-0.06～- 0.1MPa，并保持稳定；

（3）启动压浆泵。当压浆泵输出的浆体达到要求的稠度时，将泵上的输送管接到锚垫板上的引出管，开始压浆。压浆过程中，真空泵保持连续工作；

（4）待抽真空端的管道中有浆体经过时，打开排气阀。当水泥浆从排气阀顺畅流出，且稠度与灌入的浆体相当时，关闭抽真空端所有的阀；

（5）压浆泵继续工作，压力达到0.5MPa左右，持压2～3min；

（6）关闭压浆泵及压浆端阀门，完成压浆。

2）.普通压浆

（1）搅拌水泥浆使其水灰比、流动度、泌水性达到规范要求指标；

（2）启动压浆泵，当压浆泵输出的浆体达到要求的稠度时，将泵上的输送管接到锚垫板上的引出管上，开始压浆；

（3）压浆顺序为先下层管道后上层管道。压浆应缓慢、均匀进行，不得中断；

（4）压浆的最大压力0.5～0.7MPa。压浆应达到孔道另一端饱满出浆，且排气孔排出与规定稠度相同的水泥浆为止。为保证管道中充满灰浆，关闭出浆口后，应保持不小于0.5MPa的一个稳压期（不少于2min）；采用二次压浆法，第一次压浆完成后，从梁体下层孔道开始再重新进行一次压浆；两次压浆的间隔时间宜为30～45min。

3.3 压浆后工作

1）检验：将留取的70.7×70.7×70.7mm的水泥浆试块，标养28d检验其抗压强度；

2）清洗：拆卸外接的管路，将所有沾有水泥浆的压浆设备以及导管、阀门等清洗干净；

3）封锚：将锚具周围冲洗干净并对梁端混凝土凿毛，在封锚区设置钢筋网片，支模后浇筑与构件混凝土强度等级相同封锚混凝土；

4）补救措施：现行的补救方法是对灌浆不密实的孔道进行补浆处理。

4、结语

采用真空压浆技术，能保证孔道压浆的密实性，是保证压浆质量的一个有力的措施。但真空压浆工艺目前仍存在缺点，并不能全范围推广使用。因此，在长孔道中配合塑料波纹管使用真空压浆工艺而在小跨径梁体中使用普通压浆工艺和镀锌金属波纹管是当前合理的选择。事实上，目前对压浆质量影响更严重的因素是现场浆液的拌制质量和现场监管。

参考文献：

[1]施正宝，邓胜标，张禄涛，等.真空压浆在渭河大桥的应用[J].公路，2009.6：98-100.

[2]梁晓东，陈康军，徐有为.后张法预应力管道压浆质量控制研究[J].公路，2012.8：110-113.

[3]姜基建.后张法预应力混凝土梁压浆不密实问题探讨[J].科协论坛，2010.10（下）：12-13.

[4]韩聪聪，李俊峰，田波，等.后张法预应力孔道压浆密实性影响因素研究[J].公路，2014.4： 78-81.

[5]徐向峰.孔道压浆性能试验及施工质量的研究[D].[东南大学硕士学位论文].南京：东南大学，2005.

[6]武安峰. 真空辅助压浆在客运专线箱梁施工中的应用[J].铁道工程学报，2010（3）：57-60.

[7]魏东，刘明江，窦守连，等.预应力板梁真空压浆施工技术探讨[J].青岛理工大学学报，2008.5：64-67.

[8]谷志华.预应力技术在玉带桥工程的应用[D].[天津大学工程硕士学位论文].天津：天津大学，2007.