箱梁后张法孔道压浆施工质量控制

冯 哲

(中建交通河南分公司,郑州450000)

后张法预应力简支箱梁因其制作成本相对较低、工艺成熟先进且能形成工厂化、流水线施工,在铁路建设中被广泛应用。但现场施工预制时由于场地条件的限制、施工队伍及工人操作水平制约或其它外部原因,在一些质量控制关键节点容易忽视,其中孔道压浆是后张法预应力混凝土构件施工的关键工序之一,其质量的好坏直接影响到预应力混凝土结构的安全性和耐久性。

由于孔道压浆属隐蔽工程,其质量缺陷无法象混凝土表面裂缝一样容易直观发现,因此,为保证孔道压浆的质量,应将孔道压浆材料的工作性能和压浆施工工艺作为检查控制重点。我国的《公路桥涵施工技术规范》和《混凝土结构工程施工质量验收规范》均对孔道压浆的施工提出了严格要求,在实际施工过程中只要严格执行规范要求,就能够保证压浆的质量。

对于后张法预应力混凝土孔道压浆工序,设计部门提交的桥梁设计图纸中对其施工要求绝大多数是忽略的,仅要求按照施工技术规范执行。因此,孔道压浆的施工质量实际上是与施工单位的技术素质、管理水平和责任心联系在一起。后张法预应力混凝土结构孔道压浆常见的质量缺陷有:1)孔道内水泥浆强度偏低；2)孔道堵塞无法正常压浆；3)孔道漏浆,压浆时出现跑浆的现象,导致孔道内压浆质量情况不明；4)灌浆后出现沿孔道方向的裂缝。孔道压浆是后张法预应力混凝土结构施工中最重要的环节之一,为保证结构的安全性和耐久性,该文针对施工过程中常见的几种问题分析其危害,并提出相应的防治措施。

1 预应力孔道压浆的原理和作用

预应力孔道压浆是后张法预应力箱梁施工中的一项关键技术,其原理是在孔道一端用真空泵将孔道抽成真空,使孔道产生-0.06～-0.08 MPa的真空度,然后用压浆泵将搅拌好的水泥浆从另一端压入,直到充满整条孔道,并在0.5～0.6 MPa的正压力下稳压3 min,以提高孔道的饱满度和密实度。它的作用有三点:一是通过抽真空压浆挤出孔道内空气和积水保证水泥浆和梁体的粘结性,防止因气温过低产生冰冻降低耐久性和使用寿命；二是全面包裹已施加预应力的钢绞线防止锈蚀和断丝确保预应力筋在梁体中的内载质量和使用耐久性；三是起到应力扩散的作用,以此把应力传递给梁体使梁体内载质量和承受荷载能力满足要求。

2 预应力孔道压浆质量控制

2.1 压浆准备工作的质量控制

终张拉工序完成后,切除外露的钢绞线(钢绞线外露量为3～4 cm),进行封锚,封锚应采用无收缩水泥砂浆,封锚时必须将锚垫板,外露钢绞线、夹片全部包裹,覆盖层厚度大于15 mm,封锚后48 h内灌浆。压浆前清理锚垫板上灌浆孔保证孔道畅通。确定抽真空端和压浆端,安装引流管、检查阀门接头、确保能正常使用。浆体搅拌前先清洗压浆设备,确保清洗后设备整洁干净无污染杂物,重点检查搅拌机过滤网,当浆液从搅拌机进入储料罐时必须经过过滤网,要求过滤网空格尺寸为2 mm×2 mm。

2.2 压浆过程中的质量控制

浆体搅拌顺序:首先加入实际拌合用水量的90%在搅拌机中,开动搅拌机,均匀加入全部压浆剂,边加入边搅拌,然后均匀加入全部水泥,全部拌合料加入后搅拌2 min,然后加入剩余的10%的拌合水,继续搅拌2 min。水泥浆各项性能指标应达标。水泥应使用强度等级不低于42.5级的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥,外加剂可使用阻锈剂或压浆剂,水胶比不超过0.34,不泌水,流动度控制在14～22 s,以18 s为宜,30 min后不大于35 s。初凝时间大于3 h,终凝小于24 h。压浆时浆体温度控制在5～30 ℃,要求浆体对钢绞线无腐蚀作用。现场进行出浆流动度试验,每10盘进行一次保证浆体流动性。启动真空泵,开启出浆端三通管上阀门。关闭入浆端阀门,抽吸真空度达到-0.06～-0.08 MPa并保持稳定。启动压浆泵开始压浆,此时真空泵仍保持工作状态,由进浆端压入水泥浆,当出浆端溢出水泥浆浓度与进浆端相同时关闭出浆口阀门,继续压浆使压力达到0.5～0.6 MPa,并稳压3 min。若出现漏浆现象应停止压浆查明原因,改注清水对孔道进行清洗,组织人员做修补处理,待孔道强度达标能承受持荷压力再进行补压,若无漏浆现象可换下一孔道。浆体搅拌好后应尽快压入孔道,储浆罐中浆体应连续搅拌,同一孔道压浆应连续进行,一次完成[2]。

2.3 预制箱梁预应力施工重点把控

在高铁桥梁箱梁施工中采用预制箱梁能使工程速度变快,节约工期,同时,在预制箱梁中使用预应力张拉技术能确保施工进度,目前该技术已得到广泛使用。而且预应力技术关乎整个桥梁的质量,因此,这种技术是桥梁施工过程中最被重视的一个部分。

预应力张拉技术包括两个环节,即钢绞线束制作和穿孔下放以及油表、千斤顶的矫正。将合乎规定的钢绞线捆绑成束并按顺序排放,同时减少其放置时长,防止其变形,并尽快完成箱梁内部的穿孔和下放工作,在穿孔之前,应将箱梁的孔部进行除锈处理,以保证钢绞线的质量。同时,完成千斤顶、油表的矫正工作以确保预应力张拉的精准程度。这些工作完成后,应用机械智能并采用预先、初试和最终的顺序进行张拉施工,以确保张拉技术的精准和高铁桥梁箱梁的质量[3]。

将最重要的张拉环节完成后,要对其进行封锚处理,接下来就要及时进行压浆作业。压浆环节应重视两个方面的质量,其一是浆体流动性,其二是管道密闭性,同时,在压浆过程中也应该确保管道的密闭性,并且还要注意进浆管和返浆管的距离。压浆工作要在进行预应力张拉技术后的两天内完成,以保证浆液和箱梁的质量。

3 钢筋混凝土箱梁施工的基本要点

箱梁是桥梁工程中梁的一种,不管是预制箱梁还是现浇箱梁,都属于钢筋混凝土结构。吊装箱梁之前,先要对其进行修整,以保证箱梁两端、接缝处干净整洁,能够顺利衔接在一起。

在箱梁施工之前,要做到具体问题具体分析,根据桥梁的具体情况对箱梁做出相应调整,以保证箱梁施工顺利。同时,也要根据施工要求对施工措施进行调整。在确保无误的状况下进行施工操作,避免造成不可挽回的后果。

对于箱梁施工来说,最需要重视的地方就是其连接处,在处理连接处时,要先对其进行清洁处理,包括预埋钢板的修整和除锈等工作。接下来就是对连接处的钢板进行焊接,要保证其焊接牢固,同时,也要保证焊接处表面光滑平整。之后,要检查其对应的搭接,确保搭接同样牢固平稳。这些基础检查工作完成后,就要进行箱梁的连接作业[4]。

4 预制箱梁施工技术及质量把控要点

预制箱梁具有简洁、快速、有效缩短施工时间等特点,预制箱梁已经成为高铁桥梁施工中的主流方式。预制箱梁在施工前也要保证其基础设施稳固完善,在施工前要仔细研究施工图,并制作出符合钢筋安装要求的胎架,胎架螺丝要和所安装的钢筋一一对应,并按照规定顺序安装完成。钢筋安装完成后,第二步就是进行管道安装作业,在管道安装过程中,一定要注意其接头口的处理,以保证顺利完成浇筑工作。在管道安装过程中需要保证管道平直,并且要因地制宜,找到相匹配的接头管道,将前后连接牢固,必要时可使用外力帮助,比如用强力胶带进行再次加固连接,让其不会发生浆液渗漏的情况。

箱梁工程另一个不可或缺的基础就是制作模板,制作模板的用料要保证其有足够的韧性、强度、抗压性,以防止在浇筑过程中发生明显变形现象。模板包括侧模、内膜、底模和端模四个部分。其中,最应该注意的就是端模,它的形状要和箱梁的端部相吻合。同时,内膜要使用拆装式结构确保拆卸方便,而底膜最大程度使用卡口形状,方便安装。在进行浇筑之前,应先在施工现场预埋扣环设施,将箱梁两端通过设备紧扣上去,确保箱梁的稳定。而在浇筑过程中,为防止内膜浮动,应在一定的距离内安装固定设施,以保证内膜稳固。将内膜连接完成后,同样要做细致的检查,以防接口不严密造成漏浆。内部结构检查完成后,就要检查其外观,为确保箱梁可再次利用,它的内部确保稳定的同时,也要使其外部更加美观,对其衔接处粗糙表面要进行磨平处理[5]。

在浇筑过程中,应按照由下到上的顺序稳步推进,浇筑过程中要确保扣环、钢管等部分的缝隙处严密封实。同时,为确保浇筑质量,每完成一步就要让专业人员进行测评,测评符合要求才能继续工程。

5 结 语

后张法预应力简支梁是铁路工程建设中不可或缺的主要梁型,在铁路建设中承担着重要的角色。而孔道压浆技术在预应力简支箱梁施工中又占着举足轻重的地位,是预应力能否正确建立并达到设计目的的关键。施工单位要高度重视,努力提高工艺和装备水平,积极配合监理单位和建设单位的监督检查,加强对原材料、施工工序的检查把关,切实保障桥梁工程质量。