《预应力混凝土T梁大循环真空压浆技术探究》
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摘 要 大循环真空压浆技术综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术,将真空技术应用于预应力孔道施工中,提升张拉精度和压浆密实效果,具有持续循环压力排尽孔道空气,保证压浆密实,减少钢绞线锈蚀,提高桥梁结构的耐久性,通过两侧预应力智能压浆台车内浆液的不断交换循环,提高了桥梁结构的耐久性,解决了长管道循环排气的难题.
关键词 T梁;大循环;压浆;封锚
前言
目前,铁路桥梁梁体施工中T梁孔道压浆混凝土密实度不足是一个普遍存在的质量隐患,为了避免T梁封端混凝土密实度不足的质量缺陷和确保桥梁施工安全质量,经过施工经验及现场分析总结出大循环真空压浆技术,解决了以前施工中靠人力无法解决的问题,并使制梁工艺得到极大的提高,同时预制梁压浆质量有很好的保證[1-2].
蒙华铁路新余制梁场位于江西省新余市渝水区,承担新建蒙西至华中地区铁路通道DK1668+647～DK1879+818区间内（大围山出口至吉安）1388孔（单线孔）2103B/2104B T梁预制及湿接缝施工.其中2101-32m 148孔,2101-24m 25孔,2109-32m 31孔,2109-24m 4孔.针对压浆工艺的工程控制进行了研究,以便对预应力孔道压浆质量进行科学评价,对提高桥梁结构的耐久性和使用寿命、降低桥梁的寿命周期成本具有重大现实意义.
1大循环压浆工艺原理
真空辅助压浆工艺,在压浆前应首先进行抽真空.先用真空泵对管道抽真空（此时灌浆、出浆阀门都应关闭）,真空压力表达到-0.06～-0.08Mpa时停泵1分钟,若压力表保持不变则认为管道达到并能保持真空.真空度稳定后,应立即开启管道压浆端阀门,同时开启压浆泵进行连续压浆.大循环真空压浆工艺的定义：应包括高速制浆系统、压浆系统、进浆口测控系统、出浆口测控系统及主控制台（或笔记本电脑）等部分组成.监测5大参数（水胶比、流量、压浆压力、保压压力、保压时间 ）,自动判断压浆饱满程度,自动关阀,自动保压,自动报警,自动出报表,实现压浆自动控制与远程监控,自动完成压浆过程,排除人为随意操作因素,确保压浆饱满和密实[3].大循环压浆工艺原理如图1所示.
2关键技术及创新点
循环压浆能让浆液在后张预应力管道中持续循环,压浆时灌浆自动记录仪的自动数据采集,可以通过记录与设计进行比较,以确定注浆量,满足设计的要求,在管道正常的情况下,可以初步确保管道的密实度.预应力孔道注浆检测仪对应管道进行检测具有便捷、灵活、检测结果准确、可靠等优点[4].通过在桥梁预应力管道进出浆口安装流量、压力、水胶比传感器,实时监测压浆流量、压力及水胶比等6大参数,运用高等流体力学理论分析各种压浆工艺参数（压力,流量、管道形状）条件浆体在管道流动的形态和实时流动填充状态,优化出最优工艺参数,同时通过控制模型计算,自动判断关闭出浆口阀门时间,及时准确地关闭出浆口阀门,自动完成保压,自动完成压浆,不需人工干预.
2.1 封锚
张拉施工完成后,清水冲洗,高压风吹干,安装两端锚垫板上压浆孔、连接管和连接阀,然后采用速干水泥配合砂浆将锚头封闭,确保管道封闭,封闭锚头砂浆强度达到20MPa时开始进行管道压浆施工如下图2所示.
2.2 配置浆液
水泥浆性能应符合以下要求：水胶比不大于0.33;凝结时间4～24h;24h自由泌水率0%;出机流动度为18±4s,30min后≤30s;抗压强度7d≥35MPa,28d≥50MPa,抗折强度7d≥6.5 MPa,28d≥10MPa;压入管道的水泥浆饱满密实,24h自由膨胀率为0～3%;初凝时间≥4h,终凝时间≤24h;含气量1～3%;压力泌水率≤3.5%.水泥、压浆剂及水的加注有准确的称量措施,以保证各自的称量误差不超过±1%,水泥浆拌制均匀后,须经孔径3×39滤网后加入压浆容器中.
2.3 大循环压浆
压浆前应采用真空泵将孔道抽到真空度-0.06MPa～-0.1 Mpa之间,并应在真空度稳定后,立即开启进浆口阀门以0.6 Mpa压力进行连续压浆,待抽真空端透明胶管内流出的浆体稠度与压入段一致时.关闭抽真空阀门及真空泵,继续按0.6 Mpa压力保压不小于3min,然后关闭压浆口阀门,使孔道内维持正压力直至水泥浆凝固,水泥浆终凝后方可卸拔压浆阀门.进浆、出浆端管道安装如图3所示,压浆后浆液溢出如图4所示.压浆顺序要先压注下层孔道后通过梁体另一端的连接管压注上层孔道,同两根或三根管道连续、一次完成.
大循环压浆设备准备妥当后,关闭循环管道上的所有阀门,满足条件后立即按照试验确定的水灰比拌制水泥净浆,水泥浆进入压浆设备前必须不停地搅动,浆体注满管道后,在0.50～0.60MPa下持压3min,压浆最大压力不超过0.60MPa.头3盘及以后每10盘测定一次浆体的出机流动度.
3结束语
大循环真空压浆技术综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术,具有较强的可靠性和适应环境的能力,编程简单,容易被技术人员掌握,体积小,功耗低,重量轻,实用性强.较之传统的人工张拉,桥梁预应力智能张拉系统通过计算机控制可全自动完成张拉,期间不需要人员进行数据测量和记录,全部由计算机完成数据记录并将数据直接传输到网络服务器.质量主管部门可通过特制的监控系统实时监控到现场的张拉施工情况,杜绝了数据的嫌疑,极大地减轻了施工人员的工作强度和工作风险.
参考文献
[1] 何冬祥.大型智能张拉压浆系统在箱梁施工中的应用[J].福建建材,2019,（12）：57-58.
[2] 卢春明.桥梁预应力智能张拉压浆系统原理与施工技术[J].门窗,2019,（21）：115-116.
[3] 苏龙昌.现浇箱梁中预应力智能张拉与压浆的应用简析[J].四川水泥,2019,（11）：51.
[4] 祝卫星.桥梁预应力智能张拉压浆系统原理与施工技术[J].智能城市,2019,5（20）：156-157.
作者简介
陈凯（1987-）,男,内蒙古通辽人;毕业院校：内蒙古工业大学,专业：土木工程,学历：本科,助理工程师,现就职单位：中铁十九局集团第六程有限公司,研究方向：铁路T梁预制技术管理.
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预应力混凝土引用文献:
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