基本介紹
- 中文名：預應力管道壓漿
- 橋樑大約：有57萬座
- 有缺陷：13萬座
- 又稱：波紋管
介紹,檢測方法,實用案例,技術要求,
介紹
加強對橋樑施工質量的過程控制，消除施工過程中的質量缺陷
如何保證新橋的施工質量，如何對新橋進行技術把關，對現存的橋進行質量評價，對危橋進行檢測、評定、加固已成為一項重要任務。 混凝土橋樑損傷表現形式多樣，如預應力損失、混凝土破損開裂、鋼筋鏽蝕、支座脫空等，這些損傷導致了混凝土橋樑整體剛度和承載力的下降，是引起橋樑病害的重要原因。 為了加強對橋樑施工質量的過程控制，消除施工過程中的質量缺陷，對預應力橋樑的預應力管道（波紋管）的注漿質量檢測，是確保橋樑施工質量達到設計要求和合理受力狀態的一個重要控制環節。預應力橋樑的鋼絞線要充分發揮設計效果，抵消車輛和行人對橋面的壓力，預應力管道的注漿質量效果是最重要因素之一。達到設計要求的注漿質量可以使預應力鋼絞線充分發揮作用；存在注漿質量缺陷時會出現錨頭應力集中和隨時間推移的預應力損失現象，且會改變梁體的設計受力狀態，降低橋的承載力，從而影響橋樑的使用壽命。因此預應力管道的注漿質量檢測是保證橋樑施工質量的重要措施。
檢測方法
散射追蹤法
檢測方式：
是在波紋管(TD-BWG）側面貼上檢波器，聯合所有檢波器的信號進行缺陷成像，一般可以貼上16或32隻檢波器，分段追蹤。
在梁側布置檢波器適用範圍：
適用於所有的預應力橋樑包括現澆梁和預製梁，檢測的波紋管的長度沒有限制。
特點：
是一種精細的檢測方法，可以去掉由結構產生的散射異常，僅保留真正的注漿缺陷。
預應力孔道壓漿檢測結果兩端法
檢測方式：
是在波紋管兩端貼上檢波器，一般是兩隻檢波器，只能接受到達波紋管兩端的缺陷信號。
適用範圍：
適用於10米左右的預應力預製梁。
預應力管道壓漿狀態成像-附圖1密實管道壓漿
橋樑承載的，既有它自己的生命，更有從它身上邁向前程的人的生命。 研究發現，眾多“短命”橋樑出現垮塌事故都出現了預應力施工質量問題：一是施加在鋼絞線上的預應力偏離設計要求；二是孔道壓漿不密實，無法有效保護預應力機構。
“短命”橋樑的屢屢出現，並不是預應力技術本身的問題，而是由於預應力施工中，在張拉和壓漿這兩道關鍵工序上出現了問題，沒有建立有效預應力體系。
顯然，橋樑“短命”問題所質疑的不是預應力，而是預應力施工的質量。
預應力孔道壓漿的作用：
2、預應力筋通過灰漿與周圍混凝土結成整體，增加錨固的可靠性，提高結構的抗裂性和承載能力。灌入孔道的水泥漿，既包裹預應力筋，又接觸孔道壁，把預應力筋和孔道壁粘結起來，共同作用。
怎樣才能做到密實管道壓漿：循環智慧型壓漿系統
工作原理： 環智慧型壓漿系統由製漿系統、壓漿系統、測控系統、循環迴路系統組成。漿液在由預應力管道、製漿機、壓漿泵組成的迴路內持續循環以排淨管道內空氣，及時發現管道堵塞等情況， 並通過加大壓力進行沖孔，排出雜質，消除致壓漿不密實的因素。在管道進、出漿口分別設定精密感測器實時監測壓力，並實時反饋給系統主機進行分析判斷，測控系統根據主機指令進行壓力的調整，保證預應力管道在施工技術規範要求的漿液質量、壓力大小、穩壓時間等重要指標約束下完成壓漿過程，確保壓漿飽滿和密實。 主機判斷管道充盈的依據為進出漿口壓力差在一定的時間內是否保持恆定。
循環智慧型壓漿系統工作原理
循環智慧型壓漿系統工作原理特點：
主要功能與特點
1、漿液滿管路持續循環排除管道內空氣 管道內漿液從出漿口導流至儲漿桶，再從進漿口泵入管道，形成大循環迴路，漿液在管道內持續循環，通過調整壓力和流量，將管道內空氣通過出漿口和鋼絞線絲間空隙完全排出，還可帶出孔道內殘留雜質。
2、準確控制壓力，調節流量 （1）精確調節和保持灌漿壓力 自動實測管道壓力損失，以出漿口滿足規範最低壓力值來設定灌漿壓力值，保證沿途壓力損失後管道內仍滿足規範要求的最低壓力值。關閉出漿口後長時間內保持不低於0.5MPa的壓力。（2011版橋涵施工技術規範7.9.8條規定“對水平或曲線管道，壓漿壓力宜為0.5 ～0.7MPa…關閉出漿口後宜保持一個不小於0.5MPa的穩壓期3~5min ） （2）當進、出漿口壓力差保持穩定後，可判定管道充盈。 （3）通過進出口調節閥對流量和壓力大小進行調節。 （4）穩壓期間持續補充漿液進入孔道，保證密實。
3、準確控制水膠比 按施工配合比數量自動加水，準確控制加水量，從而保證水膠比符合要求。（2011版橋涵施工技術規範7.9.3條規定“漿液水膠比宜為0.26～0.28 ）
4、一次壓注雙孔，提高工效 對於跨徑50m內的預製梁，單孔長度小於55m的預應力管道均可雙孔同時壓漿，從位置較低的一孔壓入，從位置較高的一孔壓出回流至儲漿桶，節約勞動力，提高工效100%。
5、實現高速製漿，規範攪拌時間 系統集成了高速製漿機，該設備將水泥、壓漿劑和水進行高速攪拌，其轉速為1420r/min,葉片線速度>10m/s，能完全滿足規範要求。（2011版橋涵施工技術規範7.9.4條規定“攪拌機的轉速應不低於1000 r/min,其葉片的線速度不宜小於10m/s。）
6、監測壓漿過程，實現遠程監控 灌漿過程由電腦程式控制，壓漿過程受人為因素影響降低，準確監測到漿液溫度、環境溫度、灌漿壓力、穩壓時間等各個指標，切實滿足規範與設計要求。自動記錄壓漿數據，並列印報表。通過無線傳輸技術，將數據實時反饋至相關部門，實現預應力管道壓漿的遠程監控。
7、系統集成度高，簡單適用 系統將高速製漿機、儲漿桶、進漿測控儀、返漿測控儀、壓漿泵集成於一體，現場使用只須將進漿管、返漿管與預應力管道對接，無需增加管道長度，即可進行壓漿施工。操作十分簡單，適用於各種結構的管道壓漿。
適用範圍：
橋型舉例：三汊磯大橋
橋型舉例：三汊磯大橋經濟技術比較：
傳統壓漿與循環智慧型壓漿的對比：
1、排淨管道空氣
傳統壓漿：普通壓漿靠漿液自流排氣，真空輔助壓漿內封錨問題難以達到真正負壓
循環智慧型壓漿系統：循環迴路讓漿液在管道內持續循環以排淨管道內空氣
2、壓力大小及穩壓時間控制
傳統壓漿：較隨意，往往導致出漿口沒壓力，致壓漿不密實
循環智慧型壓漿系統：自動調整壓力大小，以保證全管路按規範要求的大小和時間持壓。穩壓。
3、水膠比控制
傳統壓漿：現場材料比控制不嚴，往往通過加水改善流動性
循環智慧型壓漿系統：自動加水裝置準確計量用水量以控制水膠比
4、測試管道實際壓力
傳統壓漿：無此功能
循環智慧型壓漿系統：實時測試得到管道壓力損失，便於調整灌漿壓力
5、壓漿工藝
傳統壓漿：低進高出，壓漿過程不能中斷，排氣孔要依次打開，操作難度大
循環智慧型壓漿系統：封閉循環迴路解決這些難題，工藝簡單，易操作
6、工效
傳統壓漿：一次壓一孔
循環智慧型壓漿系統：兩孔同時壓注，工效提高一倍
7、壓漿記錄
傳統壓漿：人工記錄，可行度低
循環智慧型壓漿系統：自動記錄，可真實再現整個壓漿過程
8、質量管理
傳統壓漿：真實質量狀況難以掌握，壓漿密實與否難以檢查
循環智慧型壓漿系統：可進行質量追溯，還原壓漿全過程，提高管理水平
9、經濟效益
傳統壓漿：採用高性能壓漿劑，一個梁場500片梁計算，需增加材料費用70萬元
循環智慧型壓漿系統：採用我公司配套壓漿劑，節約材料費用40萬元，提高工效100%，節約人工50%
智慧型與傳統的對比：
傳統壓漿完全依靠人工操作，具有以下缺陷：
1、壓漿用漿液的水膠比不可控，施工現場往往為改善流動性而肆意增加用水量，必導致泌水量過大，形成空洞。
2、難以判斷管道注漿是否充盈和密實。壓漿施工現場灌漿壓力施加隨意，未能在全管路形成有效壓力和保持一定時間穩壓，僅靠漿液自流不能保證充盈和密實。
3、難以滿足規範和設計對壓漿過程嚴格負責的工藝要求
4、採用真空輔助壓漿，由於封錨、孔道空洞等原因，難以形成規定要求的負壓。當管道的兩端高差較大時，真空壓漿的效果甚至要差於普通壓漿工藝的效果，即孔道的最高點的頂部可能會出現空洞，且在孔道有傾角時，在傾角處漿液會產生先流現象。
5、壓漿記錄混亂、可信度低，真實的壓漿質量難以掌握。
循環智慧型壓漿系統
循環智慧型壓漿系統和傳統壓漿施工相比，循環智慧型壓漿系統通過電腦程式控制整個壓漿過程，具有漿液循環排空空氣、自動調節壓力與流量、自動攪拌、自動控制水膠比以及精確控制穩壓時間、自動記錄壓漿數據等功能。和預應力智慧型張拉技術成套使用，既能保證張拉精確到位，又能保證壓漿飽滿密實，能夠為橋樑結構創造更好的耐久性。
智慧型壓漿技術指標：
水流量測試精度 | 壓力測試精度 | 系統最大壓力負荷 | 安全保護壓力 |
1.0% | 2.0% | 2.5Mpa | 2.0Mpa |
總功率 | 電源電壓 | 無線通訊距離 | 淨重 |
13kw | AC380V | 200m直線可視 | 1500kg |
長X寬X高 | 2300mm*1500mm*1850 | ||
實用案例
山西岢臨高速八標25m箱梁壓漿對比試驗
預應力，橋樑施工，壓漿，智慧型壓漿，智慧型張拉
技術要求
一、壓漿原材料應符合下列規定：
1、水泥應釆用性能穩定、強度等級不低於42.5級的低鹼矽酸鹽或低鹼普 通矽酸鹽水泥（混合材僅為粉煤灰或礦渣），水泥熟料中C3A含量不應大於 8%；其餘性能應符合國家現行標準《通用矽酸鹽水泥》（GB175)的規定，不 應使用其它品種的水泥。
2、礦物摻和料的品種宜為I級粉煤灰、礦渣粉或矽灰。
3、梁體孔道壓漿應釆用高效減水劑，減水劑的性能應與所用水泥具有良好的適應性。減水劑的減水率不應小於20%，其它指標應符合國家現行標準 《混凝土外加劑》（GB8076)的規定。外加劑勻質性按《混凝土外加劑勻質性 試驗方法》（GB/T8077)進行檢驗。
5、壓漿材料中總氯離子含量不應超過膠凝材料總量的0.06%。
28d強度：抗壓彡50MPa，抗折彡10MPa；30min流動度彡30S;凝結時間：初凝彡4h，終凝彡24h;泌水率：24h自由泌水率0，壓力泌水率彡3.5%; 24h 自由膨脹率0~3%;含氣量1%~3%。
三、孔道壓漿前，應事先對釆用的壓漿材料進行試配驗證。各種材料的稱量應準確到±1%(均以質量計）。水膠比不應超過0.33。
四、施工設備及稱量精度應符合下列規定：
1、攪拌機的轉速不低於1000r/mm，槳葉的最高線速度限制在15m/s以內。 槳葉的形狀應與轉速相匹配，並能滿足在規定的時間內攪拌均勻的要求；壓漿機釆用連續式壓漿泵，其壓力表的最小分度值不應大於0.1MPa，最大量程 應使實際工作壓力在其25%〜75%量程範圍內；儲料罐應帶有攪拌功能；過濾網空格不應大於3mmx3mm;如選用真空輔助壓漿工藝，真空泵應能達到 0.092MPa的負壓力。
2、在配製漿體拌和物時，各組分的稱量應準確到±1%(均以質量計）。計量器具均應經法定計量檢定合格，且在有效期內使用。
五、攪拌工藝應符合下列規定：
1、攪拌前，應先清洗設備。清洗後的設備內不應有殘渣、積水。在壓漿 材料由攪拌機進入儲料罐時，應經過濾網。
2、漿體攪拌操作順序為：首先在攪拌機中先加入實際拌和水用量的 80%〜90%，開動攪拌機，均勻加入除水泥外的全部壓漿材料，邊加入邊攪拌，然後均勻加入全部水泥。全部粉料加入後再攪拌2mm;然後加入剩餘的10%〜 20%的拌和水，繼續攪拌2min。
3、攪拌均勻後，現場進行出機流動度試驗，出機流動度範圍應為18S±4S， 每10盤進行一次檢測，流動度符合標準後，即可通過過濾網進入儲料罐。漿體在儲料罐中應繼續攪拌，以保證漿體的流動性。
4、對於因延遲使用導致流動度降低的漿體，不得通過加水來增加其流動度。
六、壓漿工藝應符合下列規定：
1、壓漿前應清除梁體孔道內的雜物和積水。
2、壓漿前，應釆用密封罩或水泥漿等對錨具夾片空隙和其它可能漏漿處 封堵，待封堵料達到一定強度後方可壓漿。
3、壓漿順序先下後上，曲線孔道和豎向孔道宜從最低點的壓漿孔壓入， 由最高點的排氣孔排氣或泌水。
4、漿體壓入梁體孔道之前，應首先開啟壓漿泵，使漿體從壓漿嘴排出少許，以排除壓漿管路中的空氣、水和稀漿。當排出的漿體流動度和攪拌罐中的流動度一致時，開始壓入梁體孔道。
5、梁體縱向或橫向孔道壓漿的最大壓力不宜超過0.6MPa，當孔道較長或釆用一次壓漿時，最大壓力宜為1.0MPa；梁體豎向孔道壓漿的壓力宜為 0.3MPa〜0.4MPa。壓漿充盈度應達到孔道另一端飽滿並於排氣孔排出與規定流動度相同的漿體為止。關閉出漿口後，應保持0.50MPa〜0.60MPa且不少於 3min的穩壓期。
7、同一孔道壓漿應連續進行，一次完成。從漿體攪拌到壓入梁體的時間 不應超過40min。
8、壓漿後應從壓漿孔和出漿孔檢查壓漿的密實情況，如有不實，應及時 補灌，以保證孔道完全密實。
9、對於連續梁或者進行壓力補漿時，應讓孔道內水一漿懸液自由地從出 口端流出。再次泵漿，直到出口端有均質漿體流出，0.5MPa壓力下保持5mm。 此過程應重複1〜2次。
八、壓漿時梁體、漿體及環境溫度應符合下列規定：
1、壓漿時的漿體溫度應在5。C〜30。C之間，壓漿時及壓漿後3d內，梁體 及環境溫度不低於5°C，否則應釆取保溫措施，以滿足要求。
2、在環境溫度高於35。C時，應選擇溫度較低的時間（如夜間）壓漿。
