大循环智能压浆工艺在后张预制梁孔道压浆施工中运用技术报告

1、专业资料大循环智能压浆工艺在后张预制梁施工中的运用技术报告天津路桥建设工程有限公司第一分公司2013年 12月 28日word 完美格式专业资料目录.3.3.3.4.5.6.6.8. .10.14 .16 .17word 完美格式专业资料word 完美格式专业资料一、项目来源天津路桥建设工程有限公司第一分公司2013 年自选科研课题。二、项目介绍唐廊高速公路天津段一期工程第三标段工程位于天津市宁河县境内，西起东棘坨镇杨富庄村，向东斜跨西关引河进入宁河镇界内，在牛口庄东南、张辛庄西侧接蓟运河大桥，全长4.786 千米，本标段共计桥梁结构物 9 个，分别为西关引河大桥、 K11+444.5 中桥、

2、K12+047中桥、K12+520中桥、宝芦互通 A1匝道桥、宝芦互通 A2匝道桥、K13+550箱型通道、 K13+617 箱型通道、 K14+281.5 中桥，桥梁全长1336.35米。其中西关引河大桥上部结构主要为后张预应力空心板梁（0-20跨），跨径为 20 米、 19.8 米，后张简支小箱梁（20-26 跨），跨径为35m、30m、24m。后张简支变连续小箱梁（26-29 、29-33 跨），跨径为 30m。后张预制板梁共计 490 片，后张预制小箱梁共计 130 片，需要 620 次预制梁后张预应力孔道压浆施工。三、项目研究的目的及意义传统压浆工艺中， 一是对压浆材料和水用量控制不

3、严， 水胶比过大，导致泌水率大，在孔道内容易形成钢绞线锈蚀的环境；二是压浆设备落后，压浆泵的压力不稳定，浆液在孔道内易产生气塞，造成压浆不密实；三是真空辅助压浆过程中，不能形成完全的密闭空间，影响压浆效果；四是人为影响因素过大，压浆记录数据缺乏真实性。采word 完美格式专业资料用大循环智能压浆技术后，浆液满管路持续循环能排尽管道内空气，并通过计算机智能控制压浆时的水胶比、 压力和流量，并自动生成记录报告，减少人为因素，提高了压浆质量，确保了预应力桥梁施工质量安全。通过对唐廊高速公路天津段一期工程第三合同 620 片预制梁后张预应力孔道压浆施工， 达到预提高压浆质量的目标， 并归纳总结大循环智

4、能压浆工艺的技术特点， 把大循环智能压浆的控制系统、 操作流程和施工工艺、 重难点、存在的问题及解决办法等按照作业指导书的形式进行发表， 编制出企业作业指导书， 推进企业施工标准化作业和管理水平。四、项目研究的主要内容1、全面了解大循环智能压浆的工艺流程及工作原理，掌握智能压浆系统主要功能与特点，熟练操作大循环智能压浆设备。2、制定培训学习措施，确保大循环智能压浆新工艺在现场的实施和推广，组织专业技术人员到现场指导及讲解，培训一批能操作设备的新职工。3、进行首件验收，通过首件施工掌握大循环智能压浆施工工艺流程，了解施工重难点，并形成首件验收报告，指导后续施工。记录压浆施工过程中各项数据， 掌握

5、浆液的水胶比、 灌浆压力和浆液流量的控制数据，对浆道内的浆液饱满度、密实性进行对比，并做好压浆质量的试验检测，得出检测报告，定期召开小组会议，分析收集的数据和检测结果。4、关注设备的故障率和稳定性，以及使用过程中出现的问题和解决办法，形成文字记录。5、定期通过各种渠道了解循环智能压浆设备技术革新情况持续改进。word 完美格式专业资料五、 项目研究方法与技术路线根据唐廊高速天津段一期工程地三合同预制梁的施工特点， 以工程为载体，随工程的进展情况，分步骤进行科研方案的编写、实施、调整改善、成果总结；坚持理论联系实际的科学方法，使用对比压浆效果、压浆材料损耗的手段，验证科研效果，最终实现本次科研课

6、题的目的。首先成立科研课题小组， 确立项目负责人和各小组成员名单及职责分工，然后选定设备生产厂家，采购设备，进行现场操作培训，完成首件验收，逐步掌握大循环智能压浆施工工艺， 通过数据收集和现场试验，分析总结该工艺的功能特点和优点， 并验证其在施工过程的实用性，稳定性， 最终形成作业指导书和科研课题报告，并在公司进行标准化施工推广，具体技术路线如下：组织小组成员学习大循环智能成立科研课题小组进行首件施工，对浆液质量进购买设备，聘请专门技术人员行现场试验， 熟悉了解设备各项使首件验收合格后，完成后续预制梁压浆施工，实时记录各项压浆参定期进行小组成果汇报，分析整形成作业指导书总结大循环智能压浆工艺的

7、施工特点和优点，分析施工成本情况和施工功效，验证其实用性，提出施工控制难点和改进方向，并对存在的问题进行分析解决，形成结论和报告。word 完美格式专业资料六、项目研究过程（一）大循环智能压浆原理的了解与熟悉1、传统压浆与大循环智能压浆工作原理对比传统压浆多指真空压浆， 真空压浆的工作原理： 以塑料波纹管代替金属波纹管，在预应力张拉完成后采用专用密封罩将孔道系统密封，一端用真空泵抽吸预应力孔道中的空气，使孔道内的真空度达到80%以上，然后再孔道孔道的另一端再用压浆机以大于0.7MPa的正压力将水泥浆压入预应力孔道。而大循环智能压浆工艺是指在真空压浆工艺上，引入“循环”压浆新概念，在压浆过程中完

8、全排除管道内空气、精确控制浆液质量、即时调控灌浆压力大小和稳压时间，从而确保预应力管道压浆密实。大循环智能压浆系统由制浆系统、压浆系统、测控系统、循环回路系统组成，浆液在由预应力管道、制浆机、压浆泵组成的回路内持续循环以排净管道内空气， 及时发现管道堵塞等情况， 并通过加大压力进行冲孔，排出杂质，消除致压浆不密实的因素，在管道进、出浆口分别设置精密传感器实时监测压力， 并实时反馈给系统主机进行分析判断，测控系统根据主机指令进行压力的调整， 保证预应力管道在施工技术规范要求的浆液质量、 压力大小、稳压时间等重要指标约束下完成压浆过程，确保压浆饱满和密实，其工作原理图如下：word 完美格式专业资

9、料2、熟悉了解大循环压浆的优越性在传统压浆方法中存在以下弊端： 一是材料质量及用量控制不严，压浆材料要求低水胶比、高流动度、零泌水率，压浆过程中现场工人为增加浆液的流动性往往采取加水的方式，使得水胶比过大， 导致泌水率过大，在孔道内形成钢绞线锈蚀的环境；二是压浆设备落后，原有制浆机的叶片线速度过小无法拌制出低水胶比、高流动度的浆体，同时灌浆泵的压力不稳定， 浆液在孔道内易产生气塞， 最终形成气室；三是封锚方法不合理， 传统的封锚技术采用水泥砂浆封锚，其不能保证孔道在压浆时的密闭性， 致使预应力管道在建立真空度和压浆稳压阶段不能承受一定的压力， 这是导致真空辅助压浆方法难以达到其效果的原因之一；

10、四是组织管理不严，对灌浆不密实的危害性认识不足，没有对压浆过程进行实时测控和远程监控，人为影响因素较大， 数据缺乏真实性。word 完美格式专业资料而大循环智能压浆的设计思路：循环压浆，压力控制，有效监管，保证密实。循环压浆：让浆液在后张预应力管道中持续循环，借助“连通管”的作用将管道内的空气完全排出， 保证管道内所填充的浆液内没有气室或者空气仓。压力控制：采用新型专用封锚工具进行封锚，保证整个回路系统不漏气，在进行持压时不泄压，只要持压时间和压力大小足够，就能保证浆液充满孔道且被压密实。有效监管：大循环智能压浆系统对后张预应力管道压浆过程中的浆液材料的水胶比、灌浆压力和浆液流量进行实时测控以

11、及远程监控，能够保证浆液材料水胶比、 灌浆压力在合符规范的前提下进行压浆，当这“三大指标”超出规范限值时则不能压浆。保证密实：只要浆液性能达到规范要求，在合理的压浆方式、适宜的灌浆压力下， 并通过流量来计算梁体内的浆液体积，便能保证管道压浆密实。（二） 大循环智能压浆设备的选取与操作培训1、设备的选取科研小组通过网上平台收集了大循环智能压浆施工工艺原理及应用状况，并对目前市场上生产大循环智能压浆设备的主流厂家，进行电话调查，通过电子邮件资料进一步了解了该工艺的施工功能和特点，另外对傲华测控技术 （上海）有限公司生产的循环智能压浆设备，word 完美格式专业资料走访了京台高速廊坊段九标预制梁厂施

12、工现场， 详细的了解了该设备的功能特点和现场使用情况，并采集影像资料。最终我科研小组决定选取有傲华测控（上海）技术有限公司生产的型号为 AHCK-II 的大循环智能压浆车。该套设备主要由智能压浆设备自动配料搅拌部分、 智能压浆设备真空泵部分、智能压浆设备压浆机部分等三部分组成， 其主要技术参数如下：（ 1）、智能压浆设备自动配料搅拌部分：自动上料、自动计量、自动保压、液晶屏显示，搅拌转速为 1200 转/ 分钟，浆叶线速度 15 米/秒，称量准确度达到± 0.4%以内，大大优于要求的± 1%。可记录每次的搅拌数据，并可随时调取历史搅拌数据。 计数单位可精确到小数点后 2 位

13、。其工作程序可由用户预定，出厂装机工作程序默认为：先自动上水 90%（或 80%），然后高速搅拌桶自动运行并自动依次添加压浆剂、水泥，之后继续搅拌 2 分钟，再补加剩余的 10%（或 20%）水，再搅拌 2 分钟即可排入含搅拌功能的储浆桶备用。该设备除上述自动功能外，另设有手动功能， 可手动完成上述全部工作程序或单项工作程序。最大搅拌量为 700kg，足以供给各型压浆机使用。（ 2）、智能压浆设备真空泵部分：最大真空度可达 -0.097 至-0.1 ，优于所规定的 -0.092 ；（ 3）、智能压浆设备压浆机部分：为连续式工作方式，压力无波动，泵送浆体无气泡，理论工作量 4.5 立方米 / 小

14、时，并具备电控自动和人工手动（保压罐）两种保压功能，保压范围可自由调整，且压力表word 完美格式专业资料指示稳定，指针不跳动。压力表总量程为1.6Mpa ，最小分度值小于0.1 Mpa ，压浆时的实际压力恰好位于压力表量程的25%75%之间，计量更为精确。2、设备的操作培训制定培训学习措施， 对科研小组进行分组， 将科研小组分成两组确保每个成员能熟悉设备的参数、操作规程。确保大循环智能压浆新工艺在现场的实施和推广， 组织专业技术人员到现场指导及讲解，培训一批能操作设备的新职工。AHCK-II 型大循环智能压浆车（三） 大循环智能压浆首件验收1、首件介绍本科研小组选择西关引河大桥左幅第32 跨

15、中 1#（中跨中梁）简支变连续小箱梁为施工对象，跨径30m。word 完美格式专业资料首件预制箱梁长度30m，高 1.6m，底板宽 1.0m，顶板宽 2.4m，厚 18cm。底板厚度由端头的25cm渐变为 18cm。2、首件压浆1）准备工作张拉完成后， 采用切割机切断短头多余的钢绞线， 保证锚具外预留钢绞线 3cm，采用水泥砂浆封头，为预应力管道压浆做好准备，按要求，管道压浆应在张拉后 48 小时内完成；压浆作业我单位在 2013 年月 6 日 8 日对已张拉的首片梁进行管道压浆，压浆机采用活塞式压浆泵， 由梁体底部管道开始逐束进行； 按设计水泥浆配比搅拌好水泥浆， 检测水泥浆稠度符合设计稠度

16、要求， 同时用压力水冲洗管道；压浆由管道一端压浆孔开始，保持压浆压力在 0.7Mpa 左右，当另一端压浆孔开始冒出相同稠度水泥浆时， 封闭压浆孔，继续注浆并稳压 4min 后，封闭注入水泥浆端的压浆孔，压浆过程详细记录了每束管道的压浆时间和水泥用量。word 完美格式专业资料压浆准备过程压浆进行中压浆完的效果总结首件施工掌握大循环智能压浆施工工艺流程，了解施工重难点，并编写首件验收报告，为后续施工做指引。3、压浆过程中的参数对比如表 1 所示，在灌浆施工中，使用该系统进行动态测控灌浆的水胶比、压力和流量，以及保压时间，从监控结果看出，该孔道浆体材料的水胶比为0.250.34 ，进浆最大压力为0

17、.88MPa，出浆压力为0.58MPa，保压时间 4min，累积浆液体积136L。表 2 为梁的测控结果。表 1小箱梁孔道采用大循环智能压浆测控记录结果进口出口出口流时间水胶进口流量压力压力量HH:MM:SS比/L/min-1/MPa/MPa/L/min-1word 完美格式专业资料:09:120.250.210.0225.313.3:09:320.330.210.0329.814.6:09:430.280.240.0536.518.9-:09:550.310.280.0440.336.5:10:020.320.320.0941.339.8:10:160.350.380.1443.440.4-

18、:10:280.290.850.5824.524.1:10:390.270.840.5524.323.9:10:480.340.860.5724.524.2-:10:570.280.870.5824.624.4:11:100.290.850.5624.524.2:11:440.320.870.5824.524.5表 2小箱梁 Z32-中 1 梁的测试结果实持压持压实测波纹测水灌浆时进口时出口累积浆孔号管长度胶比保压时压力压力液体积/m平均间/s/MPa/MPa/L值word 完美格式专业资料X32-1-N1-29.80.30.880.5880240171X32-1-N2-29.80.20.89

19、0.56128240199X32-1-N3-29.90.30.900.59132240102X32-1-N4-29.70.30.900.59136240182X32-1-N1-0.329.10.850.558024023X32-1-N2-0.229.10.950.6312824029X32-1-N3-0.329.00.790.5213224020X32-1-N4-0.329.00.900.5913624022召开科研小组会议，针对首件压浆过程及结果进行总结。首件压浆施工中，设备故障出现次数为 0，但工人在安装封堵管时出现了一次安装不牢固的状况，压浆中其他状况均未发生。（四） 总结大循环智能压浆

20、工艺并将其投入生产使用1、大循环智能压浆的总结word 完美格式专业资料（1）浆液满管路持续循环排除管道内空气管道内浆液从出浆口导流至储浆桶，再从进浆口泵入管道，形成大循环回路，浆液在管道内持续循环，通过调整压力和流量，将管道内空气通过出浆口和钢绞线丝间空隙完全排出，还可带出孔道内残留杂质。（2）准确控制压力，调节流量a. 精确调节和保持灌浆压力自动实测管道压力损失，以出浆口满足规范最低压力值来设置灌浆压力值，保证沿途压力损失后管道内仍满足规范要求的最低压力值。关闭出浆口后长时间内保持不低于 0.5MPa的压力。（2011 版桥涵施工技术规范条规定“对水平或曲线管道，压浆压力宜为0.5 0.7

21、MPa 关闭出浆口后宜保持一个不小于0.5MPa 的稳压期35min ）b. 当进、出浆口压力差保持稳定后，可判定管道充盈。c. 通过进出口调节阀对流量和压力大小进行调节。d. 稳压期间持续补充浆液进入孔道，保证密实。（3）准确控制水胶比按施工配合比数量自动加水，准确控制加水量，从而保证水胶比符合要求。（4）一次压注双孔，提高工效对于跨径 50m内的预制梁，单孔长度小于 55m的预应力管道均word 完美格式专业资料可双孔同时压浆， 从位置较低的一孔压入， 从位置较高的一孔压出回流至储浆桶，节约劳动力，提高工效 100%。2、大循环智能压浆工艺投入生产使用从 2013 年 6 月 8 日到 2013 年 11 月 29 日，我项目完成了现场106 片预制梁大循环智能压浆施工。其中设备故障次数为98 次，平均压浆一片后张预应力梁出现故障 0.93 次，故障率比较高。归纳总结施工经验， 大循环智能压浆故障出现主要表现在：封堵管拧靠不老、保管不良生锈腐蚀，平均每压浆 20 片梁就要换取一批封堵管。针对封堵管存放问题，我科研小组提出了将其放入油桶中，保证了丝扣再次使用的润滑性并防止其生锈。七、社