一种新型波纹管排气孔安装方法在现浇预应力道岔箱梁上的应用

一种新型波纹管排气孔安装方法在现浇预应力道岔箱梁上的应用

田新杰

中铁十局集团第二工程有限公司河南郑州450000

摘要：在现浇法预应力道岔箱梁施工中，预应力工程是施工的关键所在，其质量的好坏直接决定了桥梁的寿命长短和运营过程中的安全与否。为确保预应力管道压浆的饱满、密实，一般在预应力管道最高点留设波纹管排气孔。而本文着重介绍了一种新型纹管排气孔安装方法，它具有操作简便、更好的起到减少对钢绞线张拉应力的影响、切实在压浆时起到排气作用，压浆饱满、密实，保证了预应力张拉和管道压浆的质量。

关键词：新型波纹管排气孔预应力道岔箱梁张拉压浆

一、工程概况

石济客专齐济特大桥大郑线路所位于山东省济南市天桥区，桥梁跨越地为平原，地势稍有起伏，桥梁全长设计为2联6-32m和3联3-32m道岔预应力连续梁，施工方法为支架现浇法施工。

预应力钢绞线采用高强低松弛钢铰线，抗拉标准强度为fpk=1860MPa，弹性模量为Ep=1950GPa，公称直径φ15.2mm，钢束采用19-7Ф5、17-7Ф5、9-7Ф5。纵向锚固体系为自锚式拉丝体系，张拉设备采用YCW400型千斤顶系列设备，管道形成采用内径Ф90mm和内径Ф100mm镀锌金属波纹管成孔。管道长度为20m～196m，大部分管道较长，由多个竖向S型曲线组成，因此必须在波纹管每个最高点处设置波纹管排气孔，确保穿束过程顺利，压浆过程排气畅通、浆液饱满、密实。

二、波纹管排气孔施工方法对比情况

预应力工程是现浇箱梁的重点，而预留孔道的布设是预应力工程顺利施工的基础和前提，孔道布设时排气孔的设置是下一步穿束压浆的关键。一旦某一环节出现问题，就会造成质量问题。

预应力梁体管道上的排气口，在压浆前，用于将孔道内气体排出孔道，避免在压浆过程中，孔道内有高压空气柱存在，造成压浆不密实、不饱满。排气口一般设置于孔道的最高处。

1、传统排气孔安装方法。

传统的排气孔设置采用插管法，即在波纹管内插入直径15mm左右PVC管，用密封胶带进行固定、密封，然后将塑料管引至砼面上500mm左右。

然而，这种传统的设置方法存在很多质量隐患。众所周知，现浇预应力连续梁都采用后张法施工，即在钢筋绑扎过程中固定好波纹管位置，同时留设好排气孔，再浇筑砼后进行钢绞线穿束，预应力张拉，然后进行管道压浆。波纹管在插入塑料管排气孔时，很容易造成以下质量隐患：

1）塑料管是直接插入金属波纹管内，两者接触面积太小，容易造成连接不牢固或不严密，砼浇筑过程中，容易造成预应力管道进浆，堵塞管道，无法进行穿束。

2）塑料管插入金属波纹管内，占据预应力孔道空间，造成钢绞线穿束困难、甚至阻塞无法穿束。

3）增加管道摩阻

塑料管插入金属波纹管内，占据一定孔道空间，增大了钢绞线与金属波纹管的接触面积和挤压力。张拉过程中，在一定程度上增加了预应力钢绞线的管道摩阻力，增大了实际张拉应力损失量。

2、新型波纹管排气孔安装方法

而新型波纹管排气孔安装方法正是解决了以上存在的质量隐患。新型波纹管排气孔采用与波纹管直径相近的半圆形塑料管，中间留设一个排气嘴。如下图：

图2、塑料波纹管排气管安装示意图

排气孔的半圆部分有与金属波纹管同样的纹距，安装时纹距凸凹相对应，胶带缠绕包扎固定，操作简便。增加两者之间的密贴，砼浇筑时不易进浆。同时塑料管也不用插入金属波纹管内，不会侵占预应力孔道的空间，便于穿束。张拉时排气管不接触钢绞线，不增加预应力管道摩阻，对预应力筋的张拉力影响较小。固定牢固，不易脱落，压浆时切实能够起到排气作用，压浆饱满、密实。

三、预应力工程施工步骤

预应力工程作为现浇箱梁的重中之重，从预留孔道的布设、锚垫板的安装、锚下砼的振捣操作均不容忽视。而排气孔的设置应用贯穿于预应力工程的每个环节。预应力工程分孔道成型、穿束、张拉和压浆四个步骤：

（1）孔道成型

预应力管道成型采用内径φ90/φ100mm金属波纹管，金属波纹管在使用前要逐根检查，不得使用有土或有撞击、压痕、裂口的波纹管。金属波纹管在安装时，根据管道坐标值，按设计图纸要求用定位钢筋固定牢固，在波纹管接头处、及喇叭口接头处，用宽胶带缠绕紧密，保证其密封，不漏浆。在波纹管的最高点设置排气孔。

施工过程中采用新型波纹管排气孔施工方法，即采用与金属波纹管外径相吻合的管径，排气孔的半圆部分与金属波纹管的纹距相同，安装时纹距凸凹相对应，施工时将半圆形管套在金属波纹管上，然后用胶带进行密封、固定，排气嘴处采用粘结胶粘结塑料管，接长引至砼面以上500mm左右。这样就增大了与金属波纹管的接触面积，安装后就会更加牢固，不会脱落，砼浇筑过程中不会造成砼浆进入管道。

（2）钢绞线穿束

因现浇连续梁场地受限、下料长度不易控制，箱梁钢绞线采用穿束机进行穿束。预应力钢绞线穿束机工作原理是减速机带动双主动轮转动，钢铰线从一端进线口插入，主动轮与双丛动轮压住钢铰线向前移动沿导管穿入预留孔道，直到从孔道另一端穿出达到张拉用尺寸。机械穿束对孔壁扰动比较大，对孔道空间要求比较严格。采用新型波纹管排气孔安装方法时，只需在波纹管上设置一个直径5mm～10mm的一个小孔洞，对波纹管破坏较小；且排气管不插入波纹管内，不占用任何波纹管空间，更有利于穿束。

（3）张拉

张拉前的检验工作：对锚具、夹片等进行检验；对预应力孔道进行摩阻试验、对锚具锚口及喇叭口预应力损失进行测定，并根据测定值调整张拉控制力，对千斤顶、油泵、油表等进行配套标定。

安装千斤顶和工具锚、工具夹片：工作锚、限位板、千斤顶、工具锚、夹片按要求装好，工作锚位于锚垫板凹槽内，相互之间密贴；“四同心”符合要求，即预应力管道、锚垫板、锚具、千斤顶四部分基本同心；使千斤顶轴线与管道和锚垫板轴线一致，保证钢绞线顺直，减少张拉摩阻力。波纹管孔道摩阻和偏差系数取值的准确性，对张拉应力和伸长量影响较大。采用传统排气孔安装方法，排气管插入波纹管内，占据波纹管空间、且对波纹管损坏较大，预应力张拉时管道摩阻系数增大，对张拉应力和伸长量有影响，尤其对于管道较长的现浇预应力箱梁，影响较大。而采取新型波纹管排气孔安装方式则可以减少或避免类似情况的影响。

（4）压浆

为保证压浆的密实性、延长预应力筋和梁体使用寿命，必须在规定时间内完成孔道压浆，对曲线孔道从最低点压浆孔压入，由最高点的排气孔排气或泌水。预应力梁体管道上的排气口，在压浆前，用于将孔道内气体排出，避免在压浆过程中，孔道内有高压空气柱存在，造成压降不密实、不饱满。先压下层管道，同一管道压浆连续进行，一次完成。

压浆浆体采用水泥净浆，以及阻锈剂和微膨胀剂，以提高浆体的工作性和密实性及防护性能。压浆的最大压力为0.5～0.7MPa，应达到孔道另一端饱满出浆。操作过程中，看到箱梁另一端依次排出空气→水→稀浆→浓浆时，拧紧出浆口，继续注浆，直至最高点排气孔排出浓浆，封堵严密，并稍加大压力。为保证管道中充满灰浆，关闭出浆口后，保持不小于0.5MPa的一个稳压期，稳压时间为2min。

四、新型波纹管排气孔安装方法应用的结果

全线5联连续梁，预应力管道总计400余道，波纹管总长达4万延米，在波纹管的最高点，全部采用新型波纹管排气孔安装方法施工。施工过程中，预应力管道波纹管排气孔安装简便、牢固；混凝土浇筑未出现波纹管进浆堵塞；预应力钢绞线采用穿束机穿束，穿束顺利，未出现一例卡管堵塞现象；注浆时每个排气孔都能顺畅排气，确保了预应力管道压浆的饱满、密实。

五、总结

新型波纹管排气孔留设方法，通过在5联预应力道岔现浇连续梁上的实际应用，我们得出：

（1）新型波纹管排气孔安装方法，过程中操作简便、安装牢固、密封严密，节省了大量人力物力；

（2）排气管不占用管道空间，不影响钢绞线穿束，穿束顺利；不增加管道摩阻，对钢绞线的张拉应力影响较小，保证了预应力的张拉质量；

（3）排气孔固定牢固，不宜脱落，切实能够在压浆过程中起到排气作用，压浆顺利、饱满、密实，保证了管道压浆的质量。

此方法不仅节约了人力物力，大大缩短了工期，更保证了预应力工程的预应力张拉质量和管道压浆质量，从根本上大大节约了成本，创造了很好的经济效益。

参考文献

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