真空辅助压浆技术在杭州湾跨海大桥米箱梁预制中的应用

真空辅助压浆技术在xx跨海大桥70米箱梁预制中的应用xx跨海大桥是国道同三线跨越xx的最便捷通道，xx跨海大桥全长36km跨越世界第三大强潮区，其工程规模之大、技术含量之高、施工环境之恶劣，均为世界罕见。这样规模的海上工程对其使用寿命及耐久性均应严格要求。作为大桥十分重要的主体结构70m单箱单室箱梁如何保证其耐久性显得十分重要。本文阐述从孔道压浆方面提高箱梁耐久性。二十世纪以来，国际上有些使用后张拉预应力工艺的桥梁，由于预应力筋受到锈蚀而导致桥梁的垮塌，或重修、或加固。关于预应力筋的防腐问题、结构的耐久性问题得到土木工程界的普遍关注。例如：在英国建于1953年的YNGS-GNAS大桥于1985年垮塌，其主要原因是预应力筋锈蚀，因此英国运输部决定从1992年起暂停使用压浆的后张法预应力混凝土结构，直至1996年采用真空辅助压浆技术解决了预应力筋防锈蚀问题，英国运输部才开始恢复使用压浆的后张法预应力混凝土结构；在美国，1957年修建的康涅狄格州的Bisseu大桥，因为预应力筋锈蚀导致安全度下降，迫使在使用了35年后于1992年不得不炸毁重建；在日本，经过大量调研发现采用传统的压浆工艺，发生桥梁倒塌、预应力锈蚀、松驰等，现在慎用体内预应筋，而采用体外筋或导性灌浆来达到防腐的目的，目前也在研究解决压浆质量的方法。在国内，也有许多预应力混凝土桥梁，由于孔道压浆不饱满使预应力筋受到锈蚀，在设计使用年限内不得不进行加固，造成人力物力的大量浪费。xx跨海大桥设计使用寿命100年，xx跨海大桥专用技术规范要求采用真空辅助压浆工艺，为了保证真空辅助压浆的效果，我们进行了如下研究及试验，制定了真空辅助压浆工艺流程。真空辅助压浆工艺原理真空辅助压浆体系是以塑料波纹管将孔道系统密封，一端用抽真空机将孔道内80％以上的空气抽出，并保证孔道真空度在80％左右（压力达到-0.007MPa），同时压浆端压入水灰比为0.3～0.35的水泥浆，当水泥浆从抽真空端流出且稠度与压浆端基本相同，再经过特定位置的排浆，保压手段保证孔道内水泥浆体饱满。1、此工艺特点：可以消除普通压浆法引起的气泡，同时，孔道中残留的水珠在接近真空的情况下被汽化，随同空气一起被抽出，增强了浆体的密实度；消除混在浆体中的气泡，这样就避免了有害水积聚在预应力筋附近的可能性，防止预应力筋的腐蚀；改进浆体的设计，使其不会发生析水、干硬收缩等问题；孔道在真空状态下，减少了由于孔道高低弯曲而使浆体自身形成的压力差，便于浆体充盈整个孔道，尤其是一些关键部位。2、采用塑料波纹管的优点（与金属波纹管比较）摩擦阻力小；耐疲劳性能好；密封性好，可使用真空辅助压浆；耐腐蚀、不生锈，利于钢绞线的保护；不导电，能保护预应力筋抗杂散电流；对强度高、在刚性大，鲁不易被振个动棒振破锻；碰（案7墓）可焊接择连接，无杜需另配接缎头，成本亿低，材料柄损耗小，策剩余短管炮仍可利用亲。挥通常情况限下塑料波洪纹管与金恳属波纹管刊孔道摩阻获系数辈μ旷、捞K知值比较如价下表：宿波纹管种哥类讲μ蹲K杆金属波纹周管抄0.25驶0.00外15喊塑料波纹夜管北0.12腰-0.1傍4默0.00爹1蜜3告、水泥浆低的设计融水泥浆的饺设计是真绒空辅助压谷浆的关键右之处，配著制真空辅晕助压浆浆朱体基本原趣理：改善奔水泥浆的傲性能，降壳低水灰比生，减少孔鸟隙、泌水桂，消除离描析现象；裙减少和补作偿水泥浆闸在凝结过贺程中的收含缩变形，优具有较高萌的抗压强云度。采考用怜VS宇L晌公司生产蔑的专用浆峰体外加剂母（含阻锈敌剂）的水形泥浆符合竟以下要求水：圾水泥应采先用普通硅亦酸盐或硅绕酸盐水泥樱，标号不丑低断于第42.云5奶；熄真空辅助典压浆浆体损水灰比规衫定忙为支0.蹄3卷～塞0.3腰5趁；色泌水率：耐小搏于事2俭％，泌水霸应绳在悦2搂4喷小时内被鞠浆体吸收烧；天流动性猜：棚14庭s推～浊18传s污；筹2宰8拿天龄期强惊度，浆体化抗压强度荣大月于冬60MP腐a裳；水膨胀率小乔于藏5缓％；忌初凝时间肝大等于验3绘小时，终宅凝时间应盲小遵于裳24升h厚。蚂4大、采用螺枯杆式压浆溉泵，压浆使连续，压凡力和浆体值流量脉动押小，不会深导致空气简混入孔道笨，克服了己采用挤压柜式和柱塞谦泵式压浆皱不连续、谅容易进入卖空气、极赵易造成孔围道压浆不做饱满的情犁况。岁真空压浆马试验吴1歪、采用上恼述的设计肢水泥浆配费合比和压维浆设备（种包括抽真萍空机）；渗2丰、采惩用至1贡∶坝1拐比例制作米试验梁真叙实模拟桥势梁纵、横着向预应力液孔道试验善和斜管试吉验；匪（梢1释）采彻用昌1窗：兴1齐比例真实葵模拟桥梁烘纵、横向各预应力孔年道试验；权a如、预述制硬70坚m奖箱梁的预忙制构件，须按良1荷∶于1认比例模顾拟裁70盟m附箱梁纵向足弯曲孔道式和横向预荷应力孔道增各二个孔除道；哪b贵、按设计对的拉70于m陷箱梁纵向钟预应力体功系，在负Ф乐10先0困直径塑料撒波纹管内渡穿懂入匆2粘2两根醉（逮R爪Y蝇j统=186斑0MP郑a条）鸣Ф峰j粱15.2速4画的钢绞线慧并张紧；另c烦、按设计东的删70控m母箱梁横向滑预应力体怪系，在里Ф辈76锡х针2俊3储的扁塑料光波纹管内联穿樱入孩4津根洲（占R种Y普j佳=186鸭0MP缩a站）攻Ф覆j铃15.2钻4封的钢绞线复并张紧；薄d退、预应力氏筋张拉完考后用砂轮蕉机切割掉洪两端多余句钢绞线，哭锚外预留势长度约跪为态35m腹m坡，切割时错须保证外梁露钢绞线爱齐平，如态长短不齐抹将影响压垦浆密封盖项帽安装；e、压浆坡(a兵)差压浆前按金照设计浆壶体配合比凯，将辅助傲添加剂、勇水泥分袋盯装好备用糕，水用桶悄称量；会(b阿)拣抽真空机资及压浆机轻安装如下丈：在待压缝浆的管道秤两端安装选密封盖帽位及连接管区，梁体一势端预留接寿口上安装坟压浆管及螺压浆机，症别一端预泪留接口上决安装抽真初空机；侮(c爷)位压浆机、炸抽真空机颈及附件连劲接好后，柳对孔道试姑抽真空，预检查及确类保孔道无块漏气现象泰；撇(d恨)衣按配合比弄搅拌水泥嘴浆，水泥仗浆配合比伶为糊：万1侮：烟0.33挂5颈：幕0.1垫1抱，每盘浆届体原材料遥用量为雕：职150k琴gPO4勤2.允5桑水泥要，捧50.2交5k凝g律水堤，半16.5菊k昌g旧添加剂，但水泥浆抗船压强度为轮：险R3直d刮＝行43MP蛇a亲，悉R7暮d猪＝客50MP柳a导，尖R2晋8飞＝皱68.8帽MPa疗(e贡)病开启压浆税机前，将暮压浆胶管赛里的水排拼掉等待正建式压浆；育(f况)扎开启真空权机一直抽挺到孔道内鱼压力达虹到缩-0.0宰7MP朗a励左右且真邻空度不再榆上升；播(g亲)俩此时即开财始压浆，野初始压浆仗时，须使袋用慢速档浑，发现压绸力无异常唤时，可立仍即换快速遭档进行压拔浆；总(h汁)独当水泥浆低从抽真空乔端的透明业真空管流洪出时，应爽关闭通向椅该真空机无的阀门，卖关闭真空湾机，同时泼打开排废企管的阀门数，让水泥莫浆从排废芦管流出，培当流出的造浆稠度合器适时，关手闭抽真空盯端的阀门卖；歼(i珍)但当压浆端事的压力逐色渐上升多到兔0.5M端P饶a详时，开始提保压，保脑压时间惜为肃2mi街n氏，保压结述束后点动迹压浆泵，皆以便压力虏保两持蚊0.5M笼P劣a断以上，即己可关闭压乓浆端的阀宅门修，市月并打开安纸全阀卸压煤；率(j兔)馅关掉压浆桥泵，关闭绝压浆口铁请管阀门，迈结束压浆银作业；建(k爹)萄压浆孔道谊进入自然朱养护期。密f影、采黑用扰1阀∶帖1库比例制作辞试验梁真育实模拟桥割梁纵、横懒向预应力跑孔道试验绝结论：从哥模拟桥梁颂纵、横向穿预应力孔余道浆体切葱片，观察捷切口部位萝，结果为拒浆体密实牌，表面无绑气孔。（玉切片样品妻见实物及祝照片）。掉(2始)拢斜管试验北a黎、试验目毙的：肚展示真空奉辅助压浆逮工艺的水础泥浆在孔合道中的实躁际效果，辣确认水泥吉浆达到相愚关要求，瘦通过试验勇检查浆体渔的泌水率凶，泌水能差否借在出2爪4肥小时内被他浆体吸收掌；巴b转、试验方锋法：祸(a各)复管道支架温制作，按残图示方法妖制作斜管羊支架，支蠢架采用型你钢制作，意支架的倾玉斜度约哭为何3而0专度；冶(b箩)慌按图示的吗方法安装弹试验模型开（试验模推型为透明枕管），两配端管盖的铺安装应确洗保密封并愤能承受压跳浆所需的壳压力而不龄漏浆；妥斜管试验萌示意图刚(c咸)义在排气阀摸一端接上碧真空泵，败进浆口一少端接上压挣浆泵；蹲(d泉)包试抽管道浴真空，检盏查并确保惧管道无漏柔气的地方咬；筛(e劈)京按设计浆们体配合比筹配浆、拌滋浆；肥(f阶)笔开启真空溜机一直抽厉到管道内弦真空度液为妖-0.0晋7MP逝a量以上且真绍空度不再财上升；丹(g培)学开始压浆远，压浆过飞程中真空屡机保持抽毯真空状态威；化(h干)舌当浆体从利试管顶端裳流出时，友关闭出浆搜口阀门，慨关闭真空足机；滔(i坦)唱压浆机继巨续工作，刷当压浆端础压力达风到宽0.6M祖P专a较左右开始小保压，保绸压时灶间磨2mi锣n碎，翼2mi米n仁后，压力圈降枯为飘0.4M登P贱a巴补压沫至竹0.5M织P状a边，关闭压疑浆端阀门朝，对压浆狸机卸压后词关闭压浆识泵，结束许压浆。蜂真空辅助描压浆记录敢表岛盘号扰开始搅拌汤时间烘水泥用量反（炕k咱g植）捆水用量疗（党k纹g盘）迎外加剂用浙量故（蕉k惜g暑）牵流动尝度口(禾s)霜备世间周注禽1险8:46规150路50.2妹5仆16.5煎14.0叹真空泵难压力坏为双-0.0广7MPa并2略9:00突150袍50.2肃5酸16.5笋14.0傍孔道压浆辜3吉9:10土150赛50.2世5射16.5恰14.0懂孔道压浆幅4偏9:13禽150怖50.2侮5衬16.5坊孔道压浆甩5秃9:15社150怠50.2经5采16.5耗孔道压浆低6毫9:22浑150肝50.2条5彼16.5砍孔道压浆风7遗9:45览150吹50.2被5约16.5侵堵管一次告，处理堵骨管邮约屋20mi虚n僚8宏10:1判1还150位50.2铲5堪16.5钞孔道压浆挖9季10:2向5峡150春50.2巴5赤16.5浊开始拌合肝斜管试验墓浆体被10优10:4虏5须结束搅拌寇11肾10:5嗽2找开始斜管仰试验的抽港真空疫12亿10:5袄4次开始往斜毯管中压浆订13冷10:5药8劈关真空泵秋14久11:1腔8待开始保压解15裤保压压力繁为筒0.5铃MP鞠a驾，时间两愁分钟，试卫验结束。粒斜管试验猛测试报告续试验日期覆：序2004伸.11.联20.应压浆工艺奥真空辅助犁压浆滚试验场地录工地施工矿现场洒管道材料简有机透明刮玻璃管错管道长度险5饥米斜管绘气伟溜毅温才13附℃联水像歉辩温涨15略℃钥浆返嫂温秒25碗℃牧浆扭体转材把料预水泥亩供应燥商启/彻品牌铜海螺牌瓦水源渗自来水晌品种规格稳PO42樱.碧5凳硅酸盐水铁泥圣出厂编号捧G碌s405象3峰制造日期小2004盾.10.瞒2凤8温号华添加剂朗供应瘦商占/火品牌寄H涨F度真空辅助跪专用助剂披掺量禁1席1快％起出厂编号完04-1不1-18播制造日期泛04-1忙1-10合配合比婆水泥：水替：添加剂据1徐：邪0.33例5画：塑0.11倒材料用量绳水衔旨饶泥痛150沟kg块水鸟50.2衰5kg央添加剂代16.5鸽kg汽搅拌设备蚂型高息传号词VSLY碑JJ2榆容舅武浩积袍400L盯搅拌过程杯描述汇先加絮入流40k帽g清水，再加都入暖16.5盏k舌g还添加剂，毛充分搅拌粪均匀后缓别慢均匀地姜加入水泥给及剩余水章，搅拌直传到浆体合怪适为止。绞浆帅体虹性唇能犹测试时间解（眯h删）招0中0.5阿72计抗压强纳度爹MPa扒流速性（今s降）满14恒14绒/眨3d伸7d吵28d究注浆高度圆（扔m战m遭）娇283骗283悦/升43.0婶50.0汇68.8比水面高度矮（脾m绿m私）谁5岗5舞/狱浆面高度屡（乘m廊m喷）挖278逆278其279仙泌水语率纲(敢％鹿)傍1.0芦1.0弱/搜膨胀辩率泛(座％黑)关/畜/速0.1配离析忘度众(橡％既)并/碎/雹4息密努度饶(砍kg/m误3努)架/伍2050琴/抹(j纲)名拆除压浆个管道，用额湿麻袋覆坝盖玻璃管远，保持麻捆袋湿润，奥防止太阳燥直晒。们c柜、斜管观握察、切片雷及数据分亡析：怜(a健)渴斜管观察带：融6级小时后观唉测斜管顶旷部有少量搜泌水，但寸由于管子偿是倾斜的穴而且由于耳压浆密封伯时用不干妨胶将管头固包住，泌瞎水率无法怒测量皱，邪2南4浆小时后观筑测发现泌宁水被吸收裁；馅魂(b妨)畅切片情况皆：对斜管舌浆体切片下取样后观个察切口部离位，结果穿表明浆体障密实、表傻面无气孔催。（切片士样品见实育物及照片摇）。针斜管压浆女端及出浆污端切片请梁体模拟搞压浆切片级梁体压浆月后孔道端惜头锚头个模似压浆紧结论：砌通过以上唐试验证明材，采亩用但VS堵L诞专用辅助酬添加剂及碎海螺槽牌平42.冻5雄硅酸盐水芬泥，其水窃灰比悲为怒0.33极5灾.扫且真空度帽在碗-0.0衡7MP翅a掉左右时，哑用少0.半5豪～朽0.6M溪P炎a污的压力保到压姻2mi奶n啄能够保证灰管道的密系实度。在辞施工过程捷中要确保吧管道不漏密浆，密封税罩盖与锚质垫板密贴雅，确保压遣力炕在导0.锅5读～蝶0.