预应力混凝土铁路桥简支梁真空辅助压浆工法(共23页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上预应力混凝土铁路桥简支梁真空压浆工法一、 前言在后张法预应力混凝土结构中,预应力筋在高应力下对腐蚀极为敏感,一旦遭受锈蚀,预应力将会失效,后果严重,因此预应力筋的有效防腐对结构耐久性至关重要。孔道中的压浆是防止预应力筋腐蚀的最后一道防线。国内目前基本都采用压浆法进行孔道压浆,这种方法容易发生浆体离析、泌水,干硬后收缩,管道中产生空隙,预应力筋易于腐蚀,给结构的安全性和耐久性留下隐患。近年来,国内外兴起了真空辅助压浆的新技术,主要是以真空辅助压浆技术的压浆工艺,提高浆体的饱满度和密实度,从而使预应力筋得到有效的保护,解决了普通压浆存在的质量隐患。真空辅助压浆施工技术已经
2、通过了国内有关专家的技术鉴定,开发和推广真空辅助压浆技术对我国的预应力工程技术发展,提高工程质量,杜绝质量隐患,增加经济效益都具有极其重要的深远意义。在预应力混凝土铁路桥简支梁真空辅助压浆施工中由于浆体质量、施工过程控制、工装设备保障能力等方面的存在一定问题造成浆体质量不稳定、施工困难、管道中存在空隙等质量缺陷,未充分发挥出真空辅助压浆施工技术的技术优势,我公司对现有的真空辅助压浆施工技术消化吸收与创新,完全保证预应力管道压浆的施工质量,提出能完全满足TB/T3192-2008铁路后张法预应力混凝土梁管道压浆技术条件要求的实用、高效、自动化程度高的施工技术,并经总结后形成本工法。二、 工法特点
3、1、全自动操作:使用时只需设定粉料与水的配合比、需要的搅拌量、搅拌程序,搅拌系统会自动控制称量系统自动上料和搅拌时间,并在搅拌完成后自动打开出料阀门,将高速搅拌后的浆体放入低速储料筒内备用。全自动操作可以完全避免人工操作对搅拌过程的影响,确保浆体的质量。2、使用高速搅拌设备确保的搅拌质量:压浆台车的高速搅拌筒的搅拌转速高达1000rpm,是目前其它搅拌机转速的10-20倍,高速搅拌可使粉料与水充分搅合。3、采用低速搅拌储料筒防凝固:设置一个较大容量的低速搅拌筒,可将2-3次高速搅拌筒的搅拌后的浆体汇集起来进行低速搅拌,防止浆体凝固,并能满足大容量使用的要求。4、泵送压浆自动稳压:利用带电触点的
4、压力表,通过信号传输至搅拌控制系统,压浆时能根据压浆压力自动控制压浆设备的启动和停止,确保保压期间管压力在规定范围内。5、搅拌数据的追溯:控制器的数据记录系统可记录台车最近7200多次的搅拌数据,包括每次搅拌日期时间、搅拌重量、水和粉体的重要数据,需要时可与普通计算机连接读取相关数据备查。6、使用螺杆泵:螺杆式压浆泵是一种新型高效压浆设备,能将浆体连续、均速、容积不变的从吸入端输入至压出端,其特点是泵压稳定、出浆连续无脉动、对管内浆体扰动小,压浆过程中不会带入空气。该泵大大优于活塞式压浆机,更有利于压浆密实。7、使用压浆盖帽封锚头:用盖帽取代水泥砂浆封锚,张拉完成24h后即可进行压浆作业,减少
5、了等待水泥砂浆强度的时间,也就减少了预应力筋在高应力作用下暴露锈蚀时间。并且能保证锚垫板出浆口以外孔道部分有及锚具内浆体饱满。8、压浆管道与进浆咀连接方式采用快速连接接头,提高工效。三、 适用范围该工法适用于场内预制后张法预应力铁路桥简支T型、箱梁的预应力管道压浆作业。四、 工艺原理真空辅助压浆施工工艺是在传统压浆工艺基础上的改良,将真空技术应用于预应力孔道施工中,使压浆工艺更加完善合理。其基本原理为:在压浆之前,首先采用真空泵抽取预应力孔道中的空气,使孔道内的真空度达到80以上,使之产生-0.06至-0.08MPa间的真空度,然后用压浆泵将浆体从孔道的另一端压入管道。在真空作用下孔道内只有极
6、少的空气,很难形成气泡;同时,由于孔道与压浆机之间的正负压力差,提高了孔道压浆的饱满度和密实度。浆体内掺入真空压浆专用辅助剂,具有减水、阻锈、微膨胀等功效,可防止浆体泌水、干缩现象,有效实现浆体与原混凝土粘结。具体布置见下图:五、 施工工艺(一)工艺流程(见图1)清洗机具压 浆安装密封构件真空抽取拌制浆体施工准备真空辅助压浆工艺与传统压浆工艺流程基本相同:拆除密封装置(二)设备的技术要求1、设备基本技术要求:搅拌机的转速要求不低于1000 r/min,桨叶的最高线速度限制在15m/s以内。桨叶的形状与转速相匹配,并满足在规定时间内搅拌均匀的要求。压浆机采用连续式压浆泵。压力表最小分度值不应大于
7、0.1MPa,最大量程应在其25%75%的量程范围内。储料罐应带有搅拌功能。真空泵应能达到0.092MPa的负压力。2、使用的主要设备技术参数见下表:JS300搅拌压浆台车 表1单次搅拌量(kg)储浆桶容量(L)计量精度进料容量制浆电机功率储浆电机功率最大拖行速度150300500优于1%204m11kW1000r/min5.5kW70r/min20km/hZB4型真空压浆泵 表2输送量最大工作压力输 浆功 率电机转速3m/h2.2MPa水平400m垂直90m4 kW1420r/minFZB4-2型真空泵 表3抽气速率(m3/h)极限真空(MPa)转速(r/min)功率(kW)整机重量(kg)
8、1650.09214204165(三)浆体材料及配合比选择1、原材料管道压浆剂是由高效减水剂、微膨胀剂、矿物掺合料等多种材料干拌而成的混合剂,它在施工现场按一定比例与水泥、水混合均匀后,用于后张梁预应力管道填充的压浆材料。浆液的配置质量将直接影响到压浆质量,为保证其质量均匀,浆液在1000r/min的高速制浆机内拌制而成。各组成材料的具体要求:水泥:采用性能稳定、强度等级不低于42.5级低碱硅酸盐水泥或低碱普通硅酸盐水泥(掺合料限为粉煤灰或矿碴),水泥熟料中C3A含量不应大于8%,其余指标应符合GB175-2007标准要求。管道压浆剂:采用专业厂家生产管道压浆剂,其产品质量应符合铁路后张法预应
9、力混凝土梁管道压浆技术条件(TB/T3192-2008)中的相关规定。其指标详见下表:浆体性能指标要求 表4序号检验项目技术要求试验方法/标准1凝结时间(h)初凝4GB/T1346-20012终凝243流动度(s)出机流动度184(TB/T3192-2008)附录A430min流动度305泌水率(%)24h自由泌水率0(TB/T3192-2008)附录B63h毛细泌水率0.1(TB/T3192-2008)附录C7压力泌水率(%)0.22MPa(当孔道垂直高度1.8m时)3.5(TB/T3192-2008)附录D80.36MPa(当孔道垂直高度1.8m时)9充盈度合格(TB/T3192-2008
10、)附录E107天强度(MPa)抗折6.5GB/T17671-199911抗压351228天强度(MPa)抗折1013抗压501424h自由膨胀率(%)0-3(TB/T3192-2008)附录B15对钢筋的锈蚀作用无锈蚀GB 8076-199716含气量(%)1-3GB/T50080-2002压浆材料中不得含有高碱(总碱量不得超过0.75%)的膨胀剂或铝粉为膨胀源的膨胀剂,不得掺入含氯盐类、亚硝酸盐类或其它对预应力筋有腐蚀作用的外加剂。压浆料中的氯离子含量不得超过胶凝材料总量的0.06%。任何新选货源或使用同生产厂家、同品种、同规格产品达6个月或每批不大于100t时,应对压浆料的抗压强度、抗折强
11、度、泌水率、流动度、30min后流动度、膨胀率进行检验。2、配合比选择:压浆剂掺量确定:根据专业压浆剂生产厂家配方情况,由厂家提供压浆掺量。水胶比确定:初步设定水胶比为0.30、0.31、0.32、0.33四种,经对比试验,水胶比在0.32 时浆体的各项性能最优。不同水胶比对比试验结果如下表:不同水胶比的浆体性能指标对比表 表5序号项目技术要求不同水胶比的试验结果0.300.310.320.33 1凝结时间(h)初凝44:255:107:257:452终凝245:306:108:359053流动度(s)出机流动度18425221916430min流动度30333025235泌水率(%)24h自
12、由泌水率0000063h毛细泌水率0.1/77天强度(MPa)抗折6.56.77.59.77.78抗压3550.851.652.450.1928天强度(MPa)抗折109.39.712.210.310抗压5059.560.262557.91124h自由膨胀率(%)0-30.030.010.010.023、浆体的主要试验方法: 稠度试验浆体的稠度按铁路后张法预应力混凝土梁管道压浆技术条件(TB/T3192-2008)附录A进行测试。浆体稠度测试采用流锥法,是将一定量的浆体(1725ml)自由地从一个标准尺寸的流锥中流出,浆体全部流完所需要的试验即为浆体稠度,单位为时间单位秒(S),每组至少做两次
13、取其平均值。 泌水率、膨胀率试验浆体的泌水率、膨胀率按铁路后张法预应力混凝土梁管道压浆技术条件(TB/T3192-2008)附录B进行测试。向试验容器中灌注浆体约800mL,注入后使用保水薄膜密封容器上口,静置水平面上。静置一分钟后,测试其高度1(mm),置3h和24h后测试其离析水水面的高度2(mm)和浆体膨胀面的高度3(mm),然后按下试计算: 斜管试验斜管试验的目的是展示浆体在孔道中的实际情况和确认真空辅助压浆浆体的泌水率、膨胀率,以及真空辅助压浆浆体的饱和度和密实度。加水,加外加剂,搅拌2分钟;加水泥搅拌3分钟。浆体稠度测试合格后,开启压浆机压浆,将压浆机中的空气及水排掉。开启真空机,
14、一直抽到真空机压力表读数为-0.06至-0.08 MPa间开始压浆。压浆过程中真空机保持抽真空工作。当浆从试管顶端流出时,关闭出口阀门,关闭真空机。压浆机继续工作,保证压力在0.5-0.6 MPa间,保压3分钟。停掉压浆泵,关掉压浆口阀门,结束压浆。 模拟压浆试验模拟压浆试验的目的是熟悉真空辅助压浆施工流程,了解浆体性能,检验压浆效果,为完善压浆工艺和优化配备压浆设备(含配件)提供依据。4、理论配合比选定:经对比不同水胶比情况下浆体的各项试验指标,选定孔道压浆的理论配合比如下:孔道压浆配合比 表6编号水泥(kg)辅助压浆专用助剂(kg)水(kg)1901032按上述配合比送铁道部质量监督检验中
15、心建筑检验站进行型式检验,浆体的各项性能指标如下:孔道压浆浆体性能指标测试结果 表7序号检验项目技术要求检验结果评定结果1凝结时间(h)初凝46:50合格2终凝247:47合格3流动度(s)出机流动度18417.5合格430min流动度3019.5合格5泌水率(%)24h自由泌水率00合格63h毛细泌水率0.10合格7压力泌水率(%)0.22MPa(当孔道垂直高度1.8m时)3.50.9合格80.36MPa(当孔道垂直高度1.8m时)1.2合格9充盈度合格合格合格107天强度(MPa)抗折6.510.1合格11抗压3554.4合格1228天强度(MPa)抗折1011.0合格13抗压5069.7
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