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桥梁预应力波纹管压浆现状


  在我国公路建设过程中,后张法预应力混凝土桥梁已得到广泛使用。采用后张法预制混凝土梁时,为保证梁体的预应力效果及结构的耐久性,需向含有预应力筋的孔道压力注浆。预应力孔道压浆不饱满引起的预应力筋的锈蚀、有效预应力的损失,是对桥梁使用寿命的最大威胁,将直接影响预应力桥梁的整体强度和耐久性。国内外对此相继开展了一些研究,多数采用无损检测技术,主要包括冲击回波法(I E)、表面波频谱成像法(SASW)、超声波成像法(UT)、探地雷达法(GPR)、超声相阵法等。但是,由于各种检测方法的原理、范围、精度等因素有所区别,工程界一直期待一种稳定高效的检测方法,使无损检测技术能够在桥梁检测上发挥更大的作用。

  针对这种情况,首先分析波纹管压浆存在的问题以及引起问题的原因,提出了减少波纹管施工缺陷的方法。

  最后,结合承德某高速工程,利用国内外最先进的I E S 检测技术,分析该技术用于预应力波纹管压浆缺陷检测的可行性。

  存在的缺陷及原因调查

  波纹管压浆不密实会锈蚀钢绞线,使预应力提前丧失,造成桥梁寿命缩短。波纹管形成缺陷主要是水泥浆未充满整个波纹管,导致波纹管顶部有较大的月牙形空隙,甚至有露筋现象。而另一现象则是压浆浆体强度不够,不能使压浆体、钢绞线、混凝土梁体形成统一整体。造成该质量缺陷的主要原因有:1. 水泥浆与外加剂选用不当,致使水灰比偏大。

  2. 水泥浆配制时流动性和泌水率不符合要求,使部分波纹管被泌出的水分占据,水分被吸收或蒸发后造成空洞。

  3. 施工人员压浆操作不正确,压浆速度太快或者是压浆压力偏低,在压浆时未等出浆孔冒出浓浆即停止压浆。

  4. 压浆时,由于压浆不当或机械故障等原因,导致压浆中止,但对前面压浆后的波纹管又未及时清洗,致使再次压浆时,由于堵塞而无法正常进行,形成内部空洞。

  5. 对需要特殊处理的部位仍按一般操作进行压浆,导致压浆不密实。

  6. 出浆孔位置不对,未在波纹管的最高点,因而在出浆孔有浆体外溢时,误以为波纹管内浆体己满;另外,高处残留空气无法排出,导致压浆失效,也会造成波纹管已压实的假象。

  7. 在进行梁体混凝土振捣时,振捣器碰到波纹管,波纹管开裂,使得混凝土漏入,阻断波纹管,压浆料不能通过。

  预防处理措施

  由于水泥浆灌入波纹管后还没有切实可行的压浆质量检测方法,因此施工中采取保证压浆质量的措施就显得尤为重要。通常可以从以下几方面入手减少缺陷。

  (1)改善压浆浆体的收缩性浆体灌注以后,由于水分蒸发、水泥水化等因素的影响,浆体体积会产生一定的收缩,使已经密实的波纹管产生空洞。

  为了保证波纹管内水浆密实,可以在水泥浆中加入少量的铝粉,或者掺入7% 以内的膨胀剂,使压浆浆体在硬化过程中膨胀,但膨胀率不应大于5%。

  (2)改善压浆浆体的流动性波纹管压浆采用纯水泥浆,水灰比在0.40 ~ 0.45 之间,但是浆体易泌水收缩产生孔隙。为了提高波纹管压浆的饱满度和密实性,减少泌水和体积收缩,就需要改善浆体的组分,配制高性能压浆材料。为了提高水泥浆的流动性,可在水泥浆中掺入适量的外加剂,根据相关研究,可以加入占水泥重0.7% 的FDN-2 高效减水剂,该减水剂的掺入解决了降低水灰比、用水量与提高浆体流动度之间的矛盾。这时水灰比可减至0.36 ~ 0.38,流动度控制在20s 以内,水泥浆的泌水率最大不超过3%,拌和后3h 泌水率宜控制在2%。(3)压浆用气孔的正确设置按照相关要求,为了确保顺利压浆,需要在构件两端及波纹管相应位置设置压浆孔和排气孔,孔距不宜大于12m,孔径不宜小于16m m。排水孔一定要设在每跨曲线波纹管的最低点,开口向下,主要用于排除压浆前波纹管内冲洗用水或养护时进入波纹管的水分。泌水口设在每跨曲线波纹管的最高点处,开口向上,露出梁面的高度一般不小于3O c m,泌水管用于排除波纹管压浆后水泥浆的泌水。压浆前一定要对上述设置口进行严密检查,所有设置均符合要求后再进行压浆工序。

  (4)加强施工质量管理若施工人员责任心不强,不重视该项工作,就可能发生波纹管注浆缺陷的问题。因此,要建立专门的压浆施工队伍或对施工人员进行专业培训,使他们能够严格执行压浆的各个步骤,并在施工现场建立工序负责制度,使各个环节都有专人负责,责任到人。

  (5)控制波纹管质量波纹管刚度、强度、密封性、接缝咬合牢固等实验指标必须达到规定标准。不能出现漏浆、接头渗漏及变形、锈蚀现象。安装时,波纹管的连接采用大一号同型波纹管,接头长度处于200mm ~300mm 之间,接头两端用密封胶带或塑料热缩管封裹。如今国内外开始使用的塑料波纹管具有强度高、刚度大、密封性好、施工性好、耐腐蚀性强、波纹管摩阻力系数小的优点,克服了金属波纹管的缺点,是解决上述问题的理想途径。

 

 

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