预应力管道智能压浆关键技术参数的调控

预应力管道智能压浆关键技术参数的调控

夏梓淇 曹峰 范明龙

中铁二十四局集团浙江工有限公司 浙江 310000

摘要：预应力钢筋混凝土构筑物具有强度高、刚度大、稳定性好和耐久性优的特点，在桥梁工程中预应力钢筋混凝土梁体的预应力筋承担桥梁运行时的80%左右的荷载。预应力筋在使用过程中因有害物质的腐蚀引起钢绞线的锈蚀、破损、断裂，使预应力局部或完全丧失，从而导致预应力钢筋混凝土的早期损坏，影响桥梁结构的强度、刚度、稳定性和耐久性，严重时造成桥梁梁体的破裂坍塌、车毁人亡的重大安全事故发生。文章分析了目前桥梁预压力管道压浆密实度控制的现状，阐述了影响预应力管道压浆密实度的关键因素，并通过试验研究对比分析，介绍了保障预应力管道压浆密实度关键技术参数的调控原则。

关键词：预应力 智能 压浆 技术参数 工作压力 配合比

桥梁工程为了保证梁体结构的健康安全，在梁体施工时对钢筋混凝土施加预应力，达到提高梁体结构的强度、刚度、稳定性和耐久性。预应力张拉压浆的施工质量，是保证桥梁整体结构的强度、刚度、稳定性和耐久性的关键质量控制点。预应力管道压浆是防止预应力筋因注浆密实度不达标引发钢绞线锈蚀断裂和预应力损失的重要方法。由于预应力管道狭窄弯曲细长孔隙小，孔内水泥浆液的流动摩阻力大，填充密实饱满的难度很大。压浆密实度的达标难度更大。压浆密实度检测难度极大且费用高、准确率低。长期以来预应力管道的压浆质量和桥梁的运行安全问题令人担忧，密实度检测结果倍受争议。

随着科学技术的创新发展和新型的专用预应力管道智能压浆机的问世，采用预应力管道压浆施工的智能化操作方法，解决了长期以来困绕和影响管道压浆密实度的难题；解决了应力管道密实度检测难度大、费用高、检测频率低的问题；解决了因预应力管道密实度影响桥梁结构的耐久性和运行安全问题。

为了保证桥梁预应力管道智能压浆的施工质量，我们经过长期的施工实践总结分析，影响预应力管道压浆密实度的关键技术参数是：预应力管道的压浆工程量、机械的工作压力和浆液的配合比(俗称水胶比)。管道压浆施工时，压浆工程量为定量，工作压力和水胶比为变量。工作压力和水胶比必须根据管道的压浆工程量作出相应的选择，确保压浆过程中浆液具有良好的流动性和渗透力；确保压浆工作的顺畅和管道压浆密实度达标。

三个关键技术参数之间的关系为：压浆工程量与工作压力成正比、压浆工程量与水胶比成正比、工作压力与水胶比成反比。

预应力管道压浆技术参数的选择原则见下表：

预 应 力 管 道 压 浆 技 术 参 数 选 择 原 则 表

预 应 力 管 道 压 浆 工 作 时 技 术 参 数 推 荐 表

机械工作压力在0.4-0.8MPa、水胶比在0.26-0.30之间选择(特殊情况：管道曲折细长除外)。

由于压浆工程量与桥梁的结构形式(简支梁、连续梁、悬浇梁等)、预应力波纹管的管径、长度和管道内的钢绞线直径束数密切相关。

浆液的配合比强度和压浆密实度是防止预应力管道中的纲绞线锈蚀和预应力损失的主要因素之一(其他因素有钢绞线、钢筋混凝土、锚具和夹片的质量等)。

压浆工作时浆液的流动性和渗透力是管道压浆密实度达标的关键。浆液的流动性和渗透力随着压浆工作的时间增加其水化热加剧(从液态向固态转化)逐渐变差。为了保持浆液正常的流动性和渗透力，压浆时必须根据工况及时对关键的技术参数进行调控，特别是工作压力是首选考虑调整的参数。

智能压浆机的工作压力是保证压浆过程中浆液克服管道内摩阻力的影响，持续保持良好的流动性和渗透力的重要参数；是保证预应力管道压浆工作顺利进行和压浆密实度达标的重要因素。预应力管道压浆工作压力参数与下列因素息息相关。

附图1 智能压浆设备 附图2 电脑数据显示

1. 预应力管道长度

由于桥梁的结构不同，梁体的结构和长度也不同，所以预应力管道的直径、长度和布置形状也不同。预应力管道增长、直径增大、形状曲折，压浆工程量加大，管道内浆液推进时的摩阻力也增大，浆液的流动速度变慢、渗透力变差。另外压浆量大压浆时间长，浆液的水化热加剧，浆液从液态向固态转化速度加快稠度变粘，浆液的流动性和渗透力变得更差。

为了克服因预应力管道增长压浆量增大引起的摩阻力大造成浆液流动性和渗透力变差，管道压浆工作困难，压浆密实度不达标的情况发生。施工人员应及时科学合理的调整智能压浆机的工作压力参数：

预应力管道长度增长压浆量增大智能压浆机的工作压力参数相应增大。

附图3 压浆技术参数输入 附图4 配置浆液开始压浆

2. 浆液的配合比(水胶比)

浆液的强度是预应力管道压浆质量的强制性指标，是防止和减少预应力损失的重要因素。水胶比是控制浆液强度和影响浆液流动性和渗透力的重要技术参数。浆液的水胶比小，其强度高、流动性和渗透力差，严重影响管道压浆工作的顺畅和密实度。反之，浆液的水胶比大，其强度低、流动性和渗透力好，管道压浆工作顺畅和密实度高。为了保证压浆过程中浆液的流动性、渗透力和强度达标，在压浆过程中首选对工作压力进行调整，来确保压浆工作的顺畅。如果浆液的强度偏高水胶比偏小，在工作压力调大后浆液的流动性和渗透力还不能保障压浆工作顺畅的情况下，再对水胶比进行微调。保证压浆工作顺畅和压浆密实度达标。

综上所述：管道压浆量不变，要保证压浆工作的顺畅和压浆密实度达标。在压浆过程中首选对工作压力进行调整，其次再对水胶比进行微调。

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