淺談威海長會口大橋中真空灌漿技術(shù)的應(yīng)用

叢小飛

摘 要：真空灌漿是后張預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)施工中的一項新技術(shù)，是提高預(yù)應(yīng)力孔道灌漿質(zhì)量的有效措施。結(jié)合威海長會口大橋的真空灌漿工程實踐，介紹真空灌漿的原理、特點及技術(shù)要求。

關(guān)鍵詞：真空灌漿；預(yù)應(yīng)力；長會口大橋；原理；技術(shù)要求

1 引言

威海長會口大橋為預(yù)應(yīng)力混凝土雙塔雙索面斜拉橋，全長2020米，橋高33.2米，主塔高106.414米，主橋?qū)?0.1米，引橋?qū)?6米。大橋主橋為三跨，中跨孔徑為230米，兩邊邊跨孔徑各為117米，采用“H”形橋塔，為雙向四車道混合交通大橋，橋梁設(shè)計荷載為公路—Ⅰ級標(biāo)準，設(shè)計車速為每小時80公里，設(shè)計通航標(biāo)準為2000噸級單孔雙向通航、3000噸級單孔單向通航，設(shè)計使用年限為100年。如何保證灌漿的質(zhì)量是提高長會口大橋使用壽命的關(guān)鍵，因此長會口大橋主橋預(yù)應(yīng)力孔道采用塑料波紋管與真空灌漿技術(shù)，通過正確施工、嚴格控制，保證了預(yù)應(yīng)力孔道的灌漿質(zhì)量。

在后張預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中，傳統(tǒng)的灌漿手段是壓力灌漿，漿體本身和施工工藝都有一定的局限性，水泥漿強度和灌注密度很難達到預(yù)定的設(shè)計要求，灌入的漿體中常含有氣泡，易造成預(yù)應(yīng)力筋的腐蝕。另外，傳統(tǒng)的水灰比為0.4-0.45的水泥漿，在傳統(tǒng)的壓漿工藝中普遍存在著壓漿不密實、不飽滿，容易產(chǎn)生離析、析水，干硬后收縮，產(chǎn)生孔隙，為工程留下了隱患。真空灌漿技術(shù)可彌補傳統(tǒng)壓漿技術(shù)的缺陷，提高預(yù)應(yīng)力孔道灌漿質(zhì)量，增加灌漿的飽滿度與密實性，充分保障預(yù)應(yīng)力筋的防腐蝕作用，從而大大提高了結(jié)構(gòu)的耐久性和使用性能，因此得到越來越廣泛的應(yīng)用。

2 真空灌漿的原理

真空灌漿的原理是用塑料波紋管代替?zhèn)鹘y(tǒng)的金屬波紋管，張拉完成后，將密封罩安裝在錨墊板上，將孔道系統(tǒng)密封，在構(gòu)件的一端用真空泵吸預(yù)應(yīng)力孔道中的空氣，待孔道的真空度達到負壓0.08Mpa左右，在構(gòu)件的另一端用灌漿泵以一定的壓力將攪拌好的水泥漿體壓入預(yù)應(yīng)力孔道并產(chǎn)生一定的壓力，待水泥漿從抽真空端流出且稠度和灌漿端相當(dāng)時，再持壓1min以保證孔道內(nèi)水泥漿漿體飽滿，完成真空灌漿。由于孔道內(nèi)只存有少量的空氣，漿體在負壓環(huán)境下流動時，這些混在漿體中的氣泡將破裂而被抽出，漿體中很難形成氣泡。同時孔道內(nèi)和壓漿泵之間存在正負壓力差，大大提高了孔道內(nèi)漿體的飽滿和密實度。

3 真空灌漿的特點

與傳統(tǒng)的壓漿工藝技術(shù)相比，真空灌漿具有以下特點：

（1）消除了傳統(tǒng)工藝所引起的氣泡、空隙，真空灌漿保證孔道灌漿的均勻性，能形成一個密實、不透水的保護層，增強了漿體的密實度和飽滿度。

（2）減少有害水份的積聚，防止預(yù)應(yīng)力筋的腐蝕。

（3）在配置水泥漿時添加專用減水劑減小水灰比，減少水泥漿的離析和泌水程度，從而提高水泥漿的流動性，減小了水泥漿的收縮。

（4）真空灌漿工藝使灌漿連續(xù)迅速，縮短了灌漿的時間，同時也保證了孔道的密封。

（5）漿體中的泡沫和漿體在真空負壓環(huán)境下率先流入負壓容器，孔道中的漿體稠度能夠保持一致，使?jié){體的密實度和強度得到保證，特別是對于高低彎曲的空間孔道更能體現(xiàn)該施工技術(shù)的優(yōu)越性。

（6）由于塑料波紋管是絕緣體，能抗拒雜散電流對預(yù)應(yīng)力筋的腐蝕。因此真空灌漿技術(shù)是確保高質(zhì)量灌漿的一個有效手段。

4 真空灌漿的技術(shù)要求

（1）真空灌漿能否成功取決于孔道是否能密封，所以波紋管的接頭密封是關(guān)鍵。工作錨板的密封工具罩封錨或水泥砂漿封錨十分的重要。這是該技術(shù)成功與否的關(guān)鍵。威海長會口大橋主橋預(yù)應(yīng)力孔道塑料波紋管選用高密度聚乙烯（HDPE）作為成孔材料。與傳統(tǒng)的金屬波紋管相比，其耐腐蝕性，耐老化性能大大優(yōu)于金屬材料，太原繞城汾河斜拉橋的拉索外保護層也采用此材料；塑料波紋管還具有良好的絕緣性，可以有效地隔斷雜散電流對預(yù)應(yīng)力鋼絞線的電化學(xué)腐蝕，提高了預(yù)應(yīng)力筋電子監(jiān)測的可行性；塑料波紋管密封性，抗?jié)B性能好且強度高剛度大，不易被振搗棒鑿破；塑料波紋管摩阻系數(shù)小且具有良好的耐疲勞性能，能大大提高構(gòu)件的疲勞能力。真空吸漿技術(shù)和塑料波紋管配套使用，為后張預(yù)應(yīng)力體系提供一種更為可靠的保護措施，更好地提高預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性。

（2）灌漿材料是影響灌漿質(zhì)量的重要因素，因為合適的水泥漿配合比是有效發(fā)揮真空灌漿工藝優(yōu)勢的重要保證，所以施工前要認真根據(jù)水泥的不同品種以及不同廠家生產(chǎn)的水泥，選擇與水泥相容性較好的添加劑。進行水泥漿的配合比設(shè)計，優(yōu)選最佳灌漿材料，主要從水泥漿的流動度、凝結(jié)時間、泌水率、收縮率（或膨脹率）、強度及化學(xué)成分等性能展開，選擇最佳的灌漿配合比。真空灌漿的漿體水泥必須是42.5以上的普通硅酸鹽水泥，水灰比為0.3-0.4；凝結(jié)時間初凝6h，終凝時間小于24h；膨脹率小于5%；強度標(biāo)養(yǎng)7天大于30MPa。

（3）真空灌漿施工過程中，真空灌漿啟動真空泵抽真空，使真空度達到負壓0.08MPa左右不超過負壓0.1MPa并保持穩(wěn)定。啟動灌漿泵，灌漿時，真空泵保持在負壓0.08MPa左右連續(xù)工作。開啟出漿端蓋帽上的出氣孔，將蓋帽內(nèi)壓滿水泥漿，密封出氣孔，孔道加壓至0.7MPa，持壓3min。關(guān)閉灌漿泵及灌漿端閥門，完成灌漿。拆卸外接管路、附件、清洗空氣濾清器及閥門，接到另一孔道重復(fù)以上步驟繼續(xù)壓漿。只有灌漿泵和真空泵保持良好的工作性能，真空灌漿施工才能順利的進行。設(shè)備要按相應(yīng)的設(shè)備操作規(guī)程進行保養(yǎng)和操作。所有的設(shè)備在灌漿操作中每隔2h至少用清潔水徹底清洗1次，使用結(jié)束后也要清洗1次。

（4）為了使真空灌漿工藝達到預(yù)期的效果，施工現(xiàn)場的質(zhì)量管理必須是高水平的。同時，操作者必須有高度的責(zé)任心和熟練專業(yè)技能，這樣才能使真空灌漿工藝取得更好的效果。

5 真空灌漿的注意事項

（1）嚴格控制水灰比，保證管道漿體飽滿，特別是用水量應(yīng)嚴格控制并且要嚴格控制材料的配比和用量，每種材料都應(yīng)稱量。

（2）為了使帶壓灌漿時輸漿管不易破裂，輸漿管要選用抗壓強度不應(yīng)小于2MPa的高強橡膠管，而且要牢固的連接起來。

（3）根據(jù)曲線孔道的特點，在波紋管每個波峰的最高點靠同一端設(shè)置觀察閥，觀察閥要高出混凝土約20mm。

（4）灌漿工作最好在水泥漿流動性下降之前進行，孔道灌漿應(yīng)一次完成。如果中途需要換管道，可繼續(xù)開啟灌漿泵，讓漿體循環(huán)流動。

（5）灰漿進入灌漿泵之前要進行過濾，一般應(yīng)通過1.2mm的篩網(wǎng)。攪拌后的水泥漿要做泌水性和流動性試驗。

（6）壓降閥和排氣閥應(yīng)在壓漿完成且漿體基本凝結(jié)后才能拆除。

6 結(jié)束語

在威海長會口大橋建設(shè)中，采用真空灌漿工藝是提高后張有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)安全度和耐久性的有效措施，真空灌漿技術(shù)和塑料波紋管配套使用，可以為后張預(yù)應(yīng)力體系提供一種更可靠的保護措施，該工藝在預(yù)應(yīng)力體系提供一種更可靠的保護措施，真空灌漿技術(shù)對確保工程質(zhì)量、保證結(jié)構(gòu)耐久性、杜絕隱患、提高經(jīng)濟效益都有著重大的意義，而且它也是確保高質(zhì)量灌漿的一個強有力的手段。真空灌漿工藝在預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁中將有廣泛的應(yīng)用前景。

參考文獻：

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