铁路连续梁预应力孔道压浆不饱满处理方法分析

刘 涛

(中土集团福州勘察设计研究院有限公司 福建福州 350013)

引 言

随着我国高速铁路迅猛发展，为了满足高速铁路行车的最小半径要求，确保高速行驶下的运营安全，线路选择时不可避免的要通过深沟、大河，因此大跨度桥梁在高速铁路线上普遍出现。后张法预应力连续梁施工是目前大跨度桥梁施工常用方法之一，预应力工程的施工效果直接决定着桥梁工程质量是否合格，而作为预应力工程最后一项工作的孔道压浆，其施工效果的检查就尤其重要，若检查发现压浆存在不饱满的情况一定要进行处理，确保预应力工程质量合格。

对预应力孔道的压浆饱满度控制，目前主要靠现场的旁站来控制，通过观察压浆过程中预留出浆孔的出浆情况来判别该孔道是否饱满及是否符合要求，而对施工完成后孔道内实际质量进行检测的较少。该判别方法具有很大的主观性，且浆液在孔内的流动情况受较多的不确定因素控制，难以判别浆液在孔内的固结情况，孔道压浆的饱满度往往得不到保证。现结合金温高铁东塘特大桥连续梁预应力孔道压浆饱满度的检查和压浆不饱满处理措施分别进行论述。

1 预应力孔道压浆饱满度的检查

1.1 工程概况

东塘特大桥1～7孔采用(32+4×32.7+32)m连续梁，梁全长196m。箱梁采用纵横向预应力体系，钢绞线采用高强度低松弛钢绞线，标准强度为 fpk=1860MPa，公称直径为15.2mm，弹性模量为1.95×105MPa。为确认预应力孔道压浆是否饱满，对全桥已完成压浆的8束纵向预应力孔道进行检查。

1.2 方案制定

1.2.1 内业准备

根据设计文件对要检查的8束纵向预应力孔道进行编号，以便现场按照编号进行逐一排查，确保做到不遗漏任何一束孔道。

1.2.2 现场排查方案

按照内业编号在现场找出所有预留出浆孔，检查过程利用纸板写出对应预应力孔道的编号放在该孔道检查位置进行拍照留存，为后期资料整理和结果核对提供依据。

(1)目测观察法

目测出浆孔是否有出浆痕迹、管内是否充填水泥浆及水泥浆是否填冲饱满，并记录结果。如孔口有浓浆溢出痕迹且固化密实则判定该预应力孔道注浆饱满。否则需进一步采用铁丝探测法+观水法进行判定。

(2)铁丝探测法+灌水法

经过目测无法确认压浆已饱满的孔道，则采用铁丝进行探孔，探孔后，对孔内进行灌水，记录灌水量，据此判定孔道内是否存在不饱满现象。灌水量在水泥浆固化容许收缩范围内则判定为饱满，否则判定为不饱满，判定为不饱满的需进行开槽法或钻眼法进行处理。

(3)开槽法或钻眼法

灌水判定孔道注浆不饱满，则应对不饱满孔道100%进行不饱满度检查以便制定合理的处理措施。检查应根据灌水量，估算不饱满长度，然后对孔道位置进行精确定位，在孔道上方采用开槽或钻眼法以确定不饱满情况。开槽法槽口为5×5cm，探出波纹管后，人工凿开波纹管，观察管内压浆是否饱满。钻孔法则选择经验丰富的钻手进行钻孔，一旦发现阻力减弱立即停止钻进，则说明孔道该处存在不饱满情况，若钻进深度达到波纹管内0.5cm未出现阻力减弱现象则说明孔道该处压浆饱满。无论是采用开槽或钻眼法施工，一定要精细化作业，确保施工过程不对已张拉预应力束产生破坏。

(4)桥梁预应力孔道压浆质量检测仪进行检测

桥梁预应力孔道压浆质量检测仪的检测原理:利用弹性波的传播机理和超磁致弹性波震源的特性，用超磁致弹性震源从预应力孔道的一端输入弹性波信号，在孔道的另一端接收此弹性信号，根据弹性波的入射信号和传播输出信号，再利用弹性波在此预应力孔道内不同结构间传播的传导函数来计算分析预应力孔道压浆饱满度[2]。

图1 排查过程图片

图2 C节段线路右侧SB1束现场检查不饱满图片

1.3 现场排查

由于现场有其他工序正在作业，对桥梁预应力孔道压浆质量检测仪弹性波的入射信号和传播输出信号影响较大，会影响计算分析结果，所以本次主要使用前三种方案相结合的方式进行现场排查见(图1)。

1.3.1 排查结果

经过现场排查，确认有8束已压浆纵向预应力孔道有两束存在压浆不饱满的情况，分别是C节段线路右侧SB1束和D节段线路线路左侧B2束。

1.3.2 排查过程说明

(1)连续梁 C节段线路右侧SB1束压浆不饱满排查过程

通过对C节段线路右侧SB1束出浆孔进行注水量估算，判定该束预应力孔道存在不饱满情况，对孔道位置进行精确定位开槽见(图3)所示，开槽结果见(图4)。在开槽口②处发现压浆饱满，在开槽口①、③处发现为局部不饱满，确认该束孔道不饱满长度为70cm，不饱满孔道长度在连接器喇叭口范围内。

(2)连续梁D节段线路线路左侧B2束压浆不饱满排查过程

图3 C节段线路右侧SB1束开槽排查示意图

用同样方法判定该束预应力孔道存在不饱满情况，对该处采用钻眼探测，见(图5)所示，确定不饱满长度为40cm，不饱满孔道长度同样在连接器喇叭口范围内。

图4 C节段线路右侧SB1束现场开槽排查图片

2 排查结果分析

图5 D节段线路线路左侧B2束钻眼排查示意图

调阅施工日志和旁站记录，C节段线路右侧SB1束和D节段线路线路左侧B2束预应力管道压浆结论均为“出浆孔有浓浆溢出，注浆饱满”。排查结果证实该两束孔道确实存在压浆不饱满的情况，说明传统的通过观察压浆过程中预留出浆孔的出浆情况来判别该孔是否饱满的确存在很大的主观性，为确保预应力孔道的压浆饱满度符合要求，后期排查是很有必要的。

3 处理措施

3.1 连续梁C节段线路右侧SB1束压浆不饱满处理措施

图6 C节段线路右侧SB1束处理示意图

针对道岔连续梁C节段线路右侧SB1压浆不饱满的情况，在开槽口①处利用钢板封盖开槽口并预留注浆孔见(图6、7所示)，开槽口③处利用钢板封盖管道并预留出浆孔，使用C50微膨胀混凝土封闭开槽口，再按《铁路混凝土工程施工质量验收标准》TB10424－2010、《铁路后张法预应力混凝土梁管道压浆技术条件》TB/T 3192－2008及设计文件等要求，对不饱满部分进行压浆，压浆压力0.5MPa，出浆孔有浓浆溢出后封堵出浆孔持压3min，确保压浆饱满。

图7 压浆(出浆)孔示意图

图8 D节段线路线路左侧B2束处理示意图

3.2 连续梁D节段线路线路左侧B2束压浆不饱满处理措施

针对道岔连续梁D节段线路左侧B2预应力管道钻孔排查的情况，在原出浆孔处设置注浆孔，钻眼处设置出浆孔，按C节段线路右侧SB1束补压方法对其进行补压，确保压浆饱满。

4 结论

(1)连续梁预应力孔道压浆的目的一是保护钢绞线不生锈，延长结构使用年限;二是作为媒介，在钢绞线松弛后，向梁体传递一部分应力，所以压浆要严格控制施工工艺，确保压浆饱满、密实。

(2)孔道压浆是一项很具体、细致的工作，任何一个环节的不严密都有会给结构物的耐久性和安全性带来损害，压浆作业完成后安排专人对预应力孔道压浆饱满度进行检查是确保压浆饱满的必要手段。

(3)选择预应力孔道最不利位置进行开槽或钻孔检查也很有必要的。在大跨度连续梁施工中，经常会选择预应力孔道曲线最高处或设置连接器位置进行检查。开凿或钻孔时应首先测量并避让钢绞线及构造筋，检查后应根据实际情况制定处理措施。

(4)对于孔道存在压浆不饱满的情况，要根据排查结果逐个制定可行的处理方案，并落实现场整治到位切实起到处理效果。

[1]张树仁，王宗林.桥梁病害诊断与改造加固设计[M].北京:人民交通出版社，2006.

[2]周样.桥梁预应力孔道压浆质量无损检测技术研究与应用[M].黑龙江:黑龙江交通科技，2013.

[3]中华人民共和国铁道部.铁路混凝土工程施工质量验收标准[Z].北京:中国铁道出版社，2010.

[4]中华人民共和国铁道部.铁路后张法预应力混凝土梁管道压浆技术条件[M].北京:中国铁道出版社，2008.