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预应力混凝土管道压浆工艺

预应力混凝土管道压浆工艺1概况大桥重建部分长93m,斜拉桥悬浇15~25号块件8m×11=88m,协作孔伸臂悬浇过渡段3.5m,主跨合拢段1.5m。

重建部分为预应力混凝土箱板式结构。

纵向预应力有高强精轧螺纹粗钢筋和钢绞线束两种:横向在横隔梁内有2束19φ15.24的预应力钢绞线束,竖向斜腹板内有预应力高强精轧螺纹粗钢筋24根/块。

2编制依据本预应力管道的压浆工艺编制依据如下:《公路钢筋混凝土和预应力混凝土桥涵设计规范》JTJ023-85《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-89《公路工程质量评定标准》JTJ071-94《铁路桥涵施工技术规范》TBJ203-96FIP工程实践指南《预应力混凝土管道灌浆》1989年10月颁布FIP-RILEM联合委员会《关于压浆的建议》3波纹管的合格性检验重建部分预应力管道有φ100、φ90、φ80、φ55、φ50等五种直径(均指内径,以下同)的波纹管,这五种直径的管道均由厚0.3mm、宽36mm的钢带在工地卷制。

为了使波纹管在灌注混凝土和搬运等荷载作用下有抵抗变形的能力,在灌注混凝土过程中不渗浆,工地在验收厂家加工的波纹管时,必须进行合格性检验。

检验内容分五项:在集中荷载和分布荷载作用下的变形量,在竖向和弯曲状态下不渗漏水泥浆(水灰比0.5);在5KN轴向力拉伸作用下钢带咬边不松脱。

4预应力管道4.1 纵向预应力管道4.1.1 预应力高强精轧螺纹粗钢筋管道预应力粗钢筋管道用φ50mm的波纹管。

波纹管接长时用大1号即φ55mm的波纹管旋转套接,两端各搭接长100mm,用胶带将两种型号的接口处缠包严密。

在粗钢筋的连接器处,用φ80的波纹管。

将φ80波纹管剪口后捏合,按1:4的坡度过渡到与φ50搭接,然后用胶带将过渡段全部并超出30mm缠包严密,以防灌注混凝土时水泥浆渗入管内,见图一。

在粗钢筋锚固和连接处(见图二),先在车间于锚垫板下焊外径φ48mm,δ=1.5mm的高频焊接薄壁钢管长300mm,并在其上距垫板25mm处上焊外径φ25(内径φ≥20mm)钢管做压浆孔,长度以露出混凝土底板和顶板面外100mm为宜。

然后在现场用内径φ50mm 的波纹管与φ48钢管套接,并用胶带缠包严密。

垫板锚固侧焊高20mm φ89mm δ=1.5mm园环,用φ80mm波纹管外包YGM锚固螺母,并套进φ89园环内与垫板顶紧,用胶带将两者牢固地缠包在一起。

在垫块两侧焊钢管和钢环的中心要与锚板孔中心轴一致。

在φ80mm波纹管上距垫板100mm处设置排气孔,φ80波纹管剪口后捏合,按1:4的坡度与φ50的波纹管搭接,用胶带缠包严密,防止渗浆。

波纹管上排气孔的设置见图三。

4.1.2 预应力钢绞线束管道根据方案图“99-02-09”在斜拉桥悬浇部分,预应力束在匹配面通过,均锚固于顶、底板锯齿块上。

12φ15.24mm钢绞线预应力束较长,管道用φ90mm波纹管,鉴于底板与顶板均较薄,保证孔道位置准确和防止上浮是关键。

定位网间距定为1.0m,定位网与板内上下层钢筋网片连接,使能控制住管道,同时波纹管内穿直径小5mm的硬塑料管,塑料管长度≥10m,插入已浇块件管道内1m。

在灌注混凝土过程中直至初凝前,要经常(每隔1小时)转动硬塑料管,防止粘住。

要防止灌注混凝土时速度快的冲击,防止振动棒插入时的冲动。

每灌注完一个块件在抽出硬塑料管后要用通孔器检查管道。

4.2 横向预应力管道采用φ100mm波纹管,工地上预穿19φ15.24钢绞线做芯棒,定位网间距,直线段为1.0m,曲线段为0.6m。

在灌注前,灌水检查波纹管是否漏水,若有漏水,做出标记,待水排完后,则在该处用胶带缠包封闭。

用压缩空气将孔内积水吹净,防止钢绞线和波纹管锈蚀。

若两者生锈了,用Ca(OH)2溶液冲洗除锈。

灌注混凝土时防止混凝土冲击和振动棒振捣时冲动。

在灌注过程中,还应用倒链来回抽动钢绞线,防止万一漏浆锚死。

4.3 斜腹板预应力粗钢筋管道采用高频焊接薄壁钢管,外径48mm壁厚1.5mm,内径45mm。

在车间将钢管两端与锚垫板焊牢,并在钢管两端距锚垫30mm处焊φ25mm(内径φ≥20mm)的压浆孔和排气孔,其长度均露出混凝土面≥100mm,压浆孔与胶管连接端有M25丝扣,排气孔与塑料管连接端有M25丝扣。

再穿入粗钢筋,下端YGM锚固螺母处用扎丝在螺母外缠绕绑扎牢固,防止螺母脱落。

上端模穴处,在模穴与锚垫板之间垫海绵垫,再用螺母将模穴与锚垫板夹紧,防止从顶端漏浆。

模穴应定型,可以倒用(见图四)。

4. 4 预应力管道安装必须按《公路工程质量检验评定标准》进行。

预应力钢绞线管道偏差值控制在竖向6mm/m范围内,粗钢筋控制在5mm范围内。

5孔道压浆因是悬浇梁,在保证水泥浆泌水率控制在2%以内,且按压浆工艺和程序进行操作,并在压浆时按规范要求保持压力,基本上可采用一次压浆。

个别锚下管道进行第二次补压浆。

为了保证压浆饱满,应按以下方法进行。

5.1 压浆孔和排气孔的布置5.1.1 纵向粗钢筋管道招宝山端低,主塔端高,压浆孔布置在招宝山端,排气孔布置在主塔端。

压浆孔在4.1.1节中已述及,在用外径φ25的钢管(内径≥20mm)与胶管连接端套丝扣,便于与压浆泵的胶管连接。

压浆孔和排气孔均设在预应力管道竖平面内的上方。

排气孔的做法是在波纹管上开洞,其上覆盖1mm铁皮,铁皮上开洞与波纹管的洞对齐,薄铁皮上对着孔洞氧焊φ25mm(内径≥20mm)钢管,其长度高出混凝土面≥100mm,且露出端有M25丝扣,用胶带将铁皮与波纹管缠包牢固。

三者孔洞对齐。

再在排气孔上安装塑料管及阀门,并绑扎牢固,将排气孔高出混凝土板面大于80cm,排气孔可兼作泌水孔,见图三。

排气孔引出塑料管的目的是当压浆稳压一定时间后,塑料管内的浓浆下沉置换浆液中的泌水(<2%),缩小管内顶部的月牙形,并使前次张拉锚固螺母处的管道内压浆饱满。

若此项措施使有个别仍达不到目的,还可利用连接器的排气孔做压浆孔,进行第二次补压浆。

5.1.2 斜腹板粗钢筋管道,压浆孔布置在下端,排气孔设在上端,外径φ25(内径φ≥20mm)钢管焊在φ48m高频焊接钢管上,距锚垫板25mm,其长度以露出混凝土面大于100mm为宜,露出端有M25的丝扣。

排气孔上接塑料管,高出桥面80cm。

作用同5.1.1。

若此不能保证垫板下管道的压浆饱满,可利用排气孔作压浆孔,利用YGM 锚上槽口将封锚的早强水泥砂浆用针剔开做排气孔,进行第二次补压浆。

5.1.3 纵向钢绞线束孔道均位于R=6500m竖曲线上,招宝山端低,主塔端高,在预应力束长度≤48m时,在低端设压浆孔,高端设排气孔,均利用锚垫板上预留孔攻M25丝扣,连接压浆嘴。

当预应力束长度大于48米时,除在低端设压浆孔外,每隔24m设一个接力压浆孔,方法如图三。

接力压浆孔上接长150cm塑料管,兼做泌水孔。

若主塔端排气孔内浆面下沉很快(30分钟),则对主塔端的锚垫板下的管道要进行补压浆。

方法是:在仅有压浆孔和排气孔时利用排气孔做压浆孔,利用锚夹片缝隙及钢绞线与夹片的缝隙做排气孔,进行第二次补压浆。

在有接力压浆孔时,利用接力压浆孔做第二次补压浆孔,排气孔仍利用原锚固端已有排气孔,进行第二次补压浆。

以上所述的塑料管内径为25mm。

5.1.4 横隔梁钢绞线束预应力管道的压浆孔和排气孔,厂家在铸造锚板和喇叭口时均已预留设置,只需在锚垫板上孔口攻M25的丝扣,连接压浆孔和排气孔。

从此次拆除观察到横梁压浆基本饱满,说明一次压浆是可行的。

5.1.5 第一次压浆与第二次补压浆的时间间隔在夏季为30~45min,冬季可延长至1小时,视环境温度和水泥浆可灌度而定。

5.2 对压浆用水泥浆的要求5.2.1 水泥浆强度公路《钢筋混凝土构件和预应力混凝土桥涵设计规范》JTJ023-85中规定管道压浆要密实,不应低于设计构件标号的80%,且不低于30号。

在《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-89中规定“水泥浆的强度不应低于设计规定”;铁路桥涵规定水泥浆的强度为预应力混凝土强度的80%;建设部门的《设规》和《施规》同公路部门规定;FIP-RILEM 联合委员会《关于压浆建议》中压浆性质第(3)条“小型立方体(边长为7cm或10cm)或高度和直径与立方体边长相等的圆柱体压浆试块,在温度18℃和相对湿度约70%时的28天抗压强度不得低于300kg/cm2。

若为其它尺寸的圆柱体,则可用换算系数计算强度。

国际预应力协会FIP在工程实践指南关于《预应力混凝土管道灌浆》(1989年10月颁布)的第4.6强度“在温度为20℃,相对湿度为70%时,7天以后硬化灰浆的抗压立方体强度应不小于20 N/mm2,28天后不小于30N/mm2”。

遵照上述规定,重建部分水泥浆强度仍采用主桥混凝土强度的80%,即压注水泥浆试块的强度为40号,以便全桥统一。

压浆时,要求现场每一工作班应留取不少于3组的7.07×7.07×7.07cm立方体试件,标养28天,其抗压强度不低于40号。

5.2.2 水泥浆的材料水泥:同混凝土构件的同一厂家的525#普通硅酸盐水泥。

外加剂:掺木钙减水剂,水灰比控制0.40以内,拌合后3h泌水率≤2%。

微膨胀剂的掺量:在FIP压浆指南中第4.4条写道“灰浆通过添加膨胀剂得到补偿,收缩应小于2%,由于混合料引起的未约束,膨胀不大于5%”。

考虑本桥构件厚度均较薄,工地上应做添加微胀剂的试验,选择最佳掺量,在保证水泥浆硬化后强度不低于40号的条件下,自由膨胀在5%以内,掺UEA型膨胀剂。

5.2.3 水泥浆的可灌性《公规施》规定水泥浆稠度宜控制在14~18s之间。

秦川核电站安全壳厂房预应力管道压浆试验介绍:采用浙江江山水泥厂525#普通硅酸盐水泥,水灰比0.4,掺0.5%木钙减水剂,3小时泌水率0.5%,流动度150~200mm,流锥时间11~18s。

东南大学试验,取水灰比0.35,也是掺木钙减水剂,但流动度降低较快,停放时间不宜过长,最好在30~45min之内用完。

本桥原压浆用水泥,浙江长兴水泥厂525#普通硅酸盐水泥,水灰比0.4,掺1%高效型减水剂NF-2,实测坍落度17.9cm,未见泌水率数据,流锥时间18s,R3=35.4MPa; R7=43.4MPa; R28=51.7MPa。

据国内有关资料介绍,掺高效减水剂是增大泌水率,掺水钙是减少泌水率。

改善措施:仍用长兴水泥厂525号普通硅酸盐水泥,水灰比0.4,掺木钙(由试验定掺量),3小时泌水量控制在2%以内,流动度用流动度测定器测定(见图五),控制在120~200mm以内,水泥浆稠度控制在145~185,稠度的测定见《公路桥涵施工技术规范》附录11-8。

5.2.4 压浆设备本桥已有压浆设备:拌浆机3台,立轴强迫式1台,卧轴螺旋叶片式2台(备用),每次可拌0.2m3,3分钟内可将水和水泥搅拌均匀。

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