鐵路連續(xù)梁預(yù)應(yīng)力孔道壓漿不飽滿處理方法分析

劉 濤

(中土集團(tuán)福州勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司 福建福州 350013)

引 言

隨著我國(guó)高速鐵路迅猛發(fā)展，為了滿足高速鐵路行車的最小半徑要求，確保高速行駛下的運(yùn)營(yíng)安全，線路選擇時(shí)不可避免的要通過(guò)深溝、大河，因此大跨度橋梁在高速鐵路線上普遍出現(xiàn)。后張法預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁施工是目前大跨度橋梁施工常用方法之一，預(yù)應(yīng)力工程的施工效果直接決定著橋梁工程質(zhì)量是否合格，而作為預(yù)應(yīng)力工程最后一項(xiàng)工作的孔道壓漿，其施工效果的檢查就尤其重要，若檢查發(fā)現(xiàn)壓漿存在不飽滿的情況一定要進(jìn)行處理，確保預(yù)應(yīng)力工程質(zhì)量合格。

對(duì)預(yù)應(yīng)力孔道的壓漿飽滿度控制，目前主要靠現(xiàn)場(chǎng)的旁站來(lái)控制，通過(guò)觀察壓漿過(guò)程中預(yù)留出漿孔的出漿情況來(lái)判別該孔道是否飽滿及是否符合要求，而對(duì)施工完成后孔道內(nèi)實(shí)際質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)的較少。該判別方法具有很大的主觀性，且漿液在孔內(nèi)的流動(dòng)情況受較多的不確定因素控制，難以判別漿液在孔內(nèi)的固結(jié)情況，孔道壓漿的飽滿度往往得不到保證?，F(xiàn)結(jié)合金溫高鐵東塘特大橋連續(xù)梁預(yù)應(yīng)力孔道壓漿飽滿度的檢查和壓漿不飽滿處理措施分別進(jìn)行論述。

1 預(yù)應(yīng)力孔道壓漿飽滿度的檢查

1.1 工程概況

東塘特大橋1～7孔采用(32+4×32.7+32)m連續(xù)梁，梁全長(zhǎng)196m。箱梁采用縱橫向預(yù)應(yīng)力體系，鋼絞線采用高強(qiáng)度低松弛鋼絞線，標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度為 fpk=1860MPa，公稱直徑為15.2mm，彈性模量為1.95×105MPa。為確認(rèn)預(yù)應(yīng)力孔道壓漿是否飽滿，對(duì)全橋已完成壓漿的8束縱向預(yù)應(yīng)力孔道進(jìn)行檢查。

1.2 方案制定

1.2.1 內(nèi)業(yè)準(zhǔn)備

根據(jù)設(shè)計(jì)文件對(duì)要檢查的8束縱向預(yù)應(yīng)力孔道進(jìn)行編號(hào)，以便現(xiàn)場(chǎng)按照編號(hào)進(jìn)行逐一排查，確保做到不遺漏任何一束孔道。

1.2.2 現(xiàn)場(chǎng)排查方案

按照內(nèi)業(yè)編號(hào)在現(xiàn)場(chǎng)找出所有預(yù)留出漿孔，檢查過(guò)程利用紙板寫出對(duì)應(yīng)預(yù)應(yīng)力孔道的編號(hào)放在該孔道檢查位置進(jìn)行拍照留存，為后期資料整理和結(jié)果核對(duì)提供依據(jù)。

(1)目測(cè)觀察法

目測(cè)出漿孔是否有出漿痕跡、管內(nèi)是否充填水泥漿及水泥漿是否填沖飽滿，并記錄結(jié)果。如孔口有濃漿溢出痕跡且固化密實(shí)則判定該預(yù)應(yīng)力孔道注漿飽滿。否則需進(jìn)一步采用鐵絲探測(cè)法+觀水法進(jìn)行判定。

(2)鐵絲探測(cè)法+灌水法

經(jīng)過(guò)目測(cè)無(wú)法確認(rèn)壓漿已飽滿的孔道，則采用鐵絲進(jìn)行探孔，探孔后，對(duì)孔內(nèi)進(jìn)行灌水，記錄灌水量，據(jù)此判定孔道內(nèi)是否存在不飽滿現(xiàn)象。灌水量在水泥漿固化容許收縮范圍內(nèi)則判定為飽滿，否則判定為不飽滿，判定為不飽滿的需進(jìn)行開槽法或鉆眼法進(jìn)行處理。

(3)開槽法或鉆眼法

灌水判定孔道注漿不飽滿，則應(yīng)對(duì)不飽滿孔道100%進(jìn)行不飽滿度檢查以便制定合理的處理措施。檢查應(yīng)根據(jù)灌水量，估算不飽滿長(zhǎng)度，然后對(duì)孔道位置進(jìn)行精確定位，在孔道上方采用開槽或鉆眼法以確定不飽滿情況。開槽法槽口為5×5cm，探出波紋管后，人工鑿開波紋管，觀察管內(nèi)壓漿是否飽滿。鉆孔法則選擇經(jīng)驗(yàn)豐富的鉆手進(jìn)行鉆孔，一旦發(fā)現(xiàn)阻力減弱立即停止鉆進(jìn)，則說(shuō)明孔道該處存在不飽滿情況，若鉆進(jìn)深度達(dá)到波紋管內(nèi)0.5cm未出現(xiàn)阻力減弱現(xiàn)象則說(shuō)明孔道該處壓漿飽滿。無(wú)論是采用開槽或鉆眼法施工，一定要精細(xì)化作業(yè)，確保施工過(guò)程不對(duì)已張拉預(yù)應(yīng)力束產(chǎn)生破壞。

(4)橋梁預(yù)應(yīng)力孔道壓漿質(zhì)量檢測(cè)儀進(jìn)行檢測(cè)

橋梁預(yù)應(yīng)力孔道壓漿質(zhì)量檢測(cè)儀的檢測(cè)原理:利用彈性波的傳播機(jī)理和超磁致彈性波震源的特性，用超磁致彈性震源從預(yù)應(yīng)力孔道的一端輸入彈性波信號(hào)，在孔道的另一端接收此彈性信號(hào)，根據(jù)彈性波的入射信號(hào)和傳播輸出信號(hào)，再利用彈性波在此預(yù)應(yīng)力孔道內(nèi)不同結(jié)構(gòu)間傳播的傳導(dǎo)函數(shù)來(lái)計(jì)算分析預(yù)應(yīng)力孔道壓漿飽滿度[2]。

圖1 排查過(guò)程圖片

圖2 C節(jié)段線路右側(cè)SB1束現(xiàn)場(chǎng)檢查不飽滿圖片

1.3 現(xiàn)場(chǎng)排查

由于現(xiàn)場(chǎng)有其他工序正在作業(yè)，對(duì)橋梁預(yù)應(yīng)力孔道壓漿質(zhì)量檢測(cè)儀彈性波的入射信號(hào)和傳播輸出信號(hào)影響較大，會(huì)影響計(jì)算分析結(jié)果，所以本次主要使用前三種方案相結(jié)合的方式進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)排查見(圖1)。

1.3.1 排查結(jié)果

經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)排查，確認(rèn)有8束已壓漿縱向預(yù)應(yīng)力孔道有兩束存在壓漿不飽滿的情況，分別是C節(jié)段線路右側(cè)SB1束和D節(jié)段線路線路左側(cè)B2束。

1.3.2 排查過(guò)程說(shuō)明

(1)連續(xù)梁 C節(jié)段線路右側(cè)SB1束壓漿不飽滿排查過(guò)程

通過(guò)對(duì)C節(jié)段線路右側(cè)SB1束出漿孔進(jìn)行注水量估算，判定該束預(yù)應(yīng)力孔道存在不飽滿情況，對(duì)孔道位置進(jìn)行精確定位開槽見(圖3)所示，開槽結(jié)果見(圖4)。在開槽口②處發(fā)現(xiàn)壓漿飽滿，在開槽口①、③處發(fā)現(xiàn)為局部不飽滿，確認(rèn)該束孔道不飽滿長(zhǎng)度為70cm，不飽滿孔道長(zhǎng)度在連接器喇叭口范圍內(nèi)。

(2)連續(xù)梁D節(jié)段線路線路左側(cè)B2束壓漿不飽滿排查過(guò)程

圖3 C節(jié)段線路右側(cè)SB1束開槽排查示意圖

用同樣方法判定該束預(yù)應(yīng)力孔道存在不飽滿情況，對(duì)該處采用鉆眼探測(cè)，見(圖5)所示，確定不飽滿長(zhǎng)度為40cm，不飽滿孔道長(zhǎng)度同樣在連接器喇叭口范圍內(nèi)。

圖4 C節(jié)段線路右側(cè)SB1束現(xiàn)場(chǎng)開槽排查圖片

2 排查結(jié)果分析

圖5 D節(jié)段線路線路左側(cè)B2束鉆眼排查示意圖

調(diào)閱施工日志和旁站記錄，C節(jié)段線路右側(cè)SB1束和D節(jié)段線路線路左側(cè)B2束預(yù)應(yīng)力管道壓漿結(jié)論均為“出漿孔有濃漿溢出，注漿飽滿”。排查結(jié)果證實(shí)該兩束孔道確實(shí)存在壓漿不飽滿的情況，說(shuō)明傳統(tǒng)的通過(guò)觀察壓漿過(guò)程中預(yù)留出漿孔的出漿情況來(lái)判別該孔是否飽滿的確存在很大的主觀性，為確保預(yù)應(yīng)力孔道的壓漿飽滿度符合要求，后期排查是很有必要的。

3 處理措施

3.1 連續(xù)梁C節(jié)段線路右側(cè)SB1束壓漿不飽滿處理措施

圖6 C節(jié)段線路右側(cè)SB1束處理示意圖

針對(duì)道岔連續(xù)梁C節(jié)段線路右側(cè)SB1壓漿不飽滿的情況，在開槽口①處利用鋼板封蓋開槽口并預(yù)留注漿孔見(圖6、7所示)，開槽口③處利用鋼板封蓋管道并預(yù)留出漿孔，使用C50微膨脹混凝土封閉開槽口，再按《鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》TB10424－2010、《鐵路后張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁管道壓漿技術(shù)條件》TB/T 3192－2008及設(shè)計(jì)文件等要求，對(duì)不飽滿部分進(jìn)行壓漿，壓漿壓力0.5MPa，出漿孔有濃漿溢出后封堵出漿孔持壓3min，確保壓漿飽滿。

圖7 壓漿(出漿)孔示意圖

圖8 D節(jié)段線路線路左側(cè)B2束處理示意圖

3.2 連續(xù)梁D節(jié)段線路線路左側(cè)B2束壓漿不飽滿處理措施

針對(duì)道岔連續(xù)梁D節(jié)段線路左側(cè)B2預(yù)應(yīng)力管道鉆孔排查的情況，在原出漿孔處設(shè)置注漿孔，鉆眼處設(shè)置出漿孔，按C節(jié)段線路右側(cè)SB1束補(bǔ)壓方法對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)壓，確保壓漿飽滿。

4 結(jié)論

(1)連續(xù)梁預(yù)應(yīng)力孔道壓漿的目的一是保護(hù)鋼絞線不生銹，延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)使用年限;二是作為媒介，在鋼絞線松弛后，向梁體傳遞一部分應(yīng)力，所以壓漿要嚴(yán)格控制施工工藝，確保壓漿飽滿、密實(shí)。

(2)孔道壓漿是一項(xiàng)很具體、細(xì)致的工作，任何一個(gè)環(huán)節(jié)的不嚴(yán)密都有會(huì)給結(jié)構(gòu)物的耐久性和安全性帶來(lái)?yè)p害，壓漿作業(yè)完成后安排專人對(duì)預(yù)應(yīng)力孔道壓漿飽滿度進(jìn)行檢查是確保壓漿飽滿的必要手段。

(3)選擇預(yù)應(yīng)力孔道最不利位置進(jìn)行開槽或鉆孔檢查也很有必要的。在大跨度連續(xù)梁施工中，經(jīng)常會(huì)選擇預(yù)應(yīng)力孔道曲線最高處或設(shè)置連接器位置進(jìn)行檢查。開鑿或鉆孔時(shí)應(yīng)首先測(cè)量并避讓鋼絞線及構(gòu)造筋，檢查后應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況制定處理措施。

(4)對(duì)于孔道存在壓漿不飽滿的情況，要根據(jù)排查結(jié)果逐個(gè)制定可行的處理方案，并落實(shí)現(xiàn)場(chǎng)整治到位切實(shí)起到處理效果。

[1]張樹仁，王宗林.橋梁病害診斷與改造加固設(shè)計(jì)[M].北京:人民交通出版社，2006.

[2]周樣.橋梁預(yù)應(yīng)力孔道壓漿質(zhì)量無(wú)損檢測(cè)技術(shù)研究與應(yīng)用[M].黑龍江:黑龍江交通科技，2013.

[3]中華人民共和國(guó)鐵道部.鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)[Z].北京:中國(guó)鐵道出版社，2010.

[4]中華人民共和國(guó)鐵道部.鐵路后張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁管道壓漿技術(shù)條件[M].北京:中國(guó)鐵道出版社，2008.