CN111693226A - 桥梁后张预应力管道高效检漏防堵施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了桥梁后张预应力管道高效检漏防堵施工方法，涉及后张预应力领域，为达到上述目的，本发明的技术方案包括如下步骤：1)预应力管道以及锚具安装；2)预应力管道检漏；3)防漏浆气囊安装；4)混凝土浇筑施工；5)气囊保护拆除；6)预应力钢绞线穿束与张拉；7)孔道压浆。充气保护管道根据充气量，利用橡胶弹性，管道可以在弹性范围改变管道直径，与波纹管内壁密贴。同时就有一定柔性，与硬质的普通内衬管道相比，适度充气便于曲线管道保护。

Description

桥梁后张预应力管道高效检漏防堵施工方法

技术领域

本发明涉及一种桥梁后张预应力管道高效检漏防堵施工方法，主要涉及后张预应力领域。

背景技术

随着我国基础设施建设不断迅速推进,工程施工技术日新月异。预应力体系用于桥梁，房屋建筑等屡见不鲜，已成为工程质量灵魂之一。在我国出现的多起桥梁工程质量安全事故中，均发现预应力施工质量出现严重问题，留存的有效应力不足，导致桥梁不堪重负，最后坍塌。

管道漏浆处理一般需要对漏浆位置进行凿除，消除障碍之后才可以顺利穿束。针对钢绞线先穿的情况，避免管道漏浆将十分重要，如漏浆锚固，将不能建立有效应力，造成工程质量重大隐患。

发明内容

针对以上现有技术的不足，本发明提出一种桥梁后张预应力管道高效检漏防堵施工方法，充气保护管道根据充气量，利用橡胶弹性，管道可以在弹性范围改变管道直径，与波纹管内壁密贴。同时就有一定柔性，与硬质的普通内衬管道相比，适度充气便于曲线管道保护。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：包括如下步骤：1)预应力管道以及锚具安装；2)预应力管道检漏；3)防漏浆气囊安装；4)混凝土浇筑施工；5)气囊保护拆除；6)预应力钢绞线穿束与张拉；7)孔道压浆。

优选地，预应力管道以及锚具安装：通过钢筋横纵交错固定成网片框格，预应力管道垂直定位于网片框格内；预应力管道插入锚座喇叭口的长度不小于3cm，预应力管道与锚座连接处使用防水胶带缠紧密封；对锚座表面上的压浆孔及连接螺孔，使用黄油、海绵等材料填充，预应力管道的最低点设置有排水孔，预应力管道的最高点设置有排气孔。

优选地，预应力管道检漏：通过小型空压机逐根预应力管道从一端送气，预应力管道的另一端出气，同时维持140-155pa的压力，然后在预应力管道外围寻找发声的漏点，其中空压机距离预应力管道至少30m。

优选地，防漏浆气囊安装：在气囊端部设置拉索套，拉索套与钢绞线固定，通过钢绞线牵引气囊从预应力管道的一端穿向另一端。

优选地，气囊保护拆除：打开气囊端部充气阀，释放气囊内的空气，气囊变软后，抓住气囊的一端，慢慢拖出孔洞。

优选地，预应力钢绞线穿束：穿束前，将预应力束端部进行绑扎，留设钢丝绳穿绳扣，首先采用一根钢绞线作为先导束，将钢丝绳牵引过孔，再利用钢丝绳牵引钢绞线束实现穿束施工。

优选地，预应力钢绞线穿束张拉：预应力采用两端张拉的钢束，预应力钢束在箱梁横截面方向保持对称张拉，在纵向张拉两端应保持同步，上部结构均设置纵向通长预应力钢束，采用两端张拉，张拉时应对称张拉；正式张拉前，采用单束张拉千斤顶逐根进行调束，将调束张拉力为10％σk。预应力正式张拉程序：0→初始张拉吨位(10％σk)→100％σk张拉吨位→持荷5分钟锚固。

本发明的技术原理及有益效果如下：

充气保护管道根据充气量，利用橡胶弹性，管道可以在弹性范围改变管道直径，与波纹管内壁密贴。同时就有一定柔性，与硬质的普通内衬管道相比，适度充气便于曲线管道保护。普通硬质内衬管道穿行困难以及无法与既有波纹管密贴，漏浆后可能缩短波纹管断面。

与常规开孔检测管道注浆密实度方式相比，操作方便，提高了工效，保障实体工程质量。

快速检漏采用动力风压对后张预应力管道在安装过程中模板最后覆盖前进行充气检漏，避免预应力管道因对接不牢以及施工现场焊接、运输过程波纹管破损等原因导致浇筑过程水泥浆漏入管道，从而造成预应力工程施工质量隐患，工作原理简单，操作过程仅仅需要在管道两端进行临时封堵，并供入一定风压的气流，再查看漏气位置再进行局部包裹弥补。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的其中两幅，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的施工工艺原理图；

图2为本发明实施例的预应力管道网片卡具定位示意图；

图3为本发明实施例的预应力管道保护气囊内衬。

其中，气囊1、波纹管2、空压机3、充气阀4、钢绞线5。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的较佳实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

如图1所示，本发明实施例包括如下步骤：

1施工准备

1.1组织施工技术人员熟悉施工图，写出读图记录，准备预应力施工记录表格，并汇总施工图中存在的问题，以利于在设计图纸会审交底会上统一解决。准备本工程需用的施工验收规范及标准等技术要求文件以及地方相关行政主管部门管理文件、国家法律法规等。

1.2准备好相应的技术资料如技术交底、安全技术交底以及技术人员、预应力施工相关机械、材料。确定施工工艺：材料进场检验→预应力管道以及预应力锚具安装及验收→钢束下料制束→混凝土浇筑→管道清洁→钢束穿束→预应力调束→预应力初张拉→预应力终张拉→锚具外钢绞线切割→真空辅助压浆→封锚混凝土施工。

1.3材料的进场验收：

(1)预应力筋的性能。预应力筋进场时，应按《预应力混凝土用钢绞线》GB/T5224等的规定抽取试件作力学性能检验，其质量必须符合有关标准的规定。检查产品合格证、出厂检验报告和进场复验报告。

(2)预应力筋用锚具、夹具和连接器应按设计要求采用，其性能应符合《预应力筋用锚具、夹具和连接器》GB/T14370等的规定。检查产品合格证、出厂检验报告和进场复验报告。

(3)孔道灌浆用水泥应采用普通硅酸盐水泥，其质量应符合《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》GB175的规定。孔道灌浆用外加剂的质量应符合《混凝土外加剂》GB8076的规定。检查产品合格证、出厂检验报告和进场复验报告。

(4)其他相关内容应符合《城镇桥梁工程施工与质量验收评定标准》(GJJ2-2008)、《公路桥涵施工技术规范(JTG/TF50-2011)》、《预应力混凝土桥梁用塑料波纹管》JT/T529-2004中相关要求。

1.4做好现场相关临时用水、临时用电布置，以便于现场施工。预应力张拉千斤顶、油泵、油表、油管等配套标定检验，机械设备进场等。

2梁体支架模板施工

支架平台的搭设应根据现场实际情况确定的专项施工方案进行，现浇平台及模板支架系统能够保证工程结构和构件的位置、形状、尺寸符合设计要求。具有足够的承载能力、刚度和稳定性，能可靠地承受新浇混凝土的重量和侧压力，以及在施工过程中所产生的各种荷载，做到不变形、不破坏、不倒塌。

底模板的安装应注意根据荷载试验情况以及设计要求设置预拱度。

3预应力管道以及锚具安装施工

预应力管道应按照要求进行定位，防止预应力管道在混凝土浇筑过程中浮力过大或浇筑混凝土振动、冲击导致管道位置发生变化以及管道接头位置漏浆。

管道定位可采用方格网的井字形钢筋网片，首先将预应力管道设计位置制作成为网片框格，安装管道时成批量一次完成定位，效率高、定位准确。

预应力管道的空间位置应根据施工图纸由技术部门准确放线，并用红色油漆标记在模板上。若预应力钢束与普通钢筋有干扰时，可适当移动普通钢筋，待预应力管道施工完毕，再恢复普通钢筋。

波纹管在安装前，按设计的管道坐标进行放样后，采用定位钢筋进行位置固定，定位筋由Φ12钢筋制作成钢筋网，将预应力管道固定于钢筋网格内。直线位置定位钢筋网每隔0.8m间距设置一道，曲线位置按照0.5m间距设置一道。钢筋网均与主梁钢筋点焊。采用气压法检漏以及气囊内衬施工方法，尤其是曲线管道必须按照要求进行定位加固。

锚具安装时塑料波纹管插入锚座喇叭口的长度不小于3cm，塑料管与锚座连接处使用防水胶带缠紧密封；对锚座表面上的压浆孔及连接螺孔，亦应使用黄油、海绵等材料填充，以防止浇筑混凝土时水泥渗入管道内。锚下加强钢筋应严格按照设置位置放置，严禁随意摆放，以确保锚下有效加强作用。

管道接长采用管道专用连接器，一个连接器由两个卡瓣、两个卡槽、两套密封圈组成。操作时，先将密封圈安装于卡瓣内，然后将待接长波纹管接头位置对好并保持水平，用两个卡瓣将接头抱紧，再用两个卡槽从两个卡瓣的接口上打入，接头要用塑料带缠绕以免漏浆。相互连接的两根波纹管接头相互顶紧，以防穿束时在接头薄弱处的波纹管被束头带出而堵塞孔道。

排气孔、排水孔设置：在管道的最低点应设置排水孔、最高点应设置压浆排气孔。波管定位须准确，严防上浮、下沉和左右移动，其位置偏差须符合规范要求，波纹管定位用钢筋网片与波纹管的间隙不得大于3mm。

4预应力管道检漏

在钢筋制作安装完成后，采用模板隐蔽之前，可以采用气压方法对波纹管进行检漏。波纹管气压检漏方法较为简单，采用小型空压机逐根管道采用从一端送气，另一端出气。但送气与出气时，维持波纹管内一定的压力(可维持在150pa左右)，以便检查人员在巡检时发现漏点。

空压机一般距离检查管道距离在30m以上，并控制噪音，以便漏点发声更容易被发现。

波纹管杜塞一般可以采用海绵球，海绵球将送风管道包住，然后将风管伸入到波纹管内。出气端可以采用人工临时封堵方法，将被检查的预应力管道采用手按住封堵，以便简单增加管道内气压。工作时一般至少3人，送气端1人，巡检1人以及出气端封堵1人，互相通过对讲设备明确封堵管道编号。

5防漏浆气囊安装及保护施工

在预应力管道检漏结束后，采用钢绞线作为引导索慢慢将气囊从预应力管道一端穿向另一端。气囊内衬上可采用临时加紧措施钳住气囊进行拖动或在气囊上设置一根带扣的拉索套，但要控制气囊拉索套位置的密封效果，使用时通过拉索套将气囊穿通预应力管道。

6混凝土浇筑施工

混凝土浇筑前应对波纹管安装质量进行严格检查，检查波纹管是否存在破损情况、空间位置是否设置正确、锚具安装是否正确。施工中要避免铁件等尖锐物与波纹管的接触，保护好管道。混凝土浇筑施工时注意尽量避免振捣棒触及波纹管，距离管道至少20cm，同时避免直接接触到定位钢筋，对腹板或锯齿板处波纹管要精心施工，认真保护。

混凝土浇筑时应特别注意对锚固位置钢筋密集区混凝土密实度保证措施的落实。浇筑时避免混凝土直接冲击管道以及定位钢筋，避免管道变位。

7气囊保护拆除

混凝土初凝后即可拆除保护气囊。保护气囊拆除只需要将气囊端部充气阀打开，释放气囊内的空气，将气囊变软，抓住气囊的一端，慢慢拖出孔洞即可。气囊使用完毕，应将气囊及时回收，打圈存放，避免气囊在施工过程中以外伤害破损。

8预应力钢绞线穿束与张拉

(1)下料与编束：钢绞线的下料采用砂轮切割机切割。按设计尺寸下料后，下料应增加千斤顶工作长度，每端按照800mm加长，同时考虑穿束需要，额外增加300mm。编束前先将钢绞线用梳溜板理顺，并尽量使各根钢绞线松紧一致，避免互相缠绕，后用20号铁丝绑扎，按照间距1m进行绑扎。

(2)穿束方法：采用卷扬机由人工配合穿束。穿束前，将预应力束端部进行绑扎，留设钢丝绳穿绳扣。首先采用一根钢绞线作为先导束，将钢丝绳牵引过孔，再利用钢丝绳牵引钢绞线束实现穿束施工。

(3)预应力张拉顺序：

预应力采用两端张拉的钢束，预应力钢束在箱梁横截面方向应保持对称张拉，在纵向张拉两端应保持同步。上部结构均设置纵向通长预应力钢束，采用两端张拉，张拉时应对称张拉。

(4)预应力张拉程序：

正式张拉前，因采用单束张拉千斤顶逐根进行调束，将调束张拉力为10％σk。预应力正式张拉程序：0→初始张拉吨位(10％σk)→100％σk张拉吨位→持荷5分钟锚固。

(5)引伸量的量测应测定钢绞线直接伸长值，不宜测千斤顶油缸的变位，为此应将钢绞线伸出千斤顶尾端10厘米，直接测定钢绞线在张拉前、初始张拉吨位、张拉吨位及锚固后四种情况下的引伸值。如实际张拉引伸量与设计值相符，则可不进行超张拉，直接在控制应力锚固。

(6)预应力钢束张拉时采用张拉力和伸长量同时控制，以张拉力为主，实测伸长量与理论伸长量控制在±6％范围内，超出范围应查找原因，查看是否漏浆导致管道摩擦阻力增加等。在张拉过程中、应观察梁体变位，发现异常及时向设计、监理、业主方通报。张拉锚固后，检查无断丝、滑丝等满足设计及规范要求后，可以进行锚具外钢绞线切割，钢绞线余料切割采用砂轮机进行，长度应留置3cm以上。

9孔道压浆

在压浆之前，首先采用真空泵抽吸预应力孔道中的空气-0.06Mpa～-0.1Mpa，使孔道的真空度达到80％以上，然后在孔道的另一端再用压浆机以0.5～0.7MPa的正压力将水泥浆压入预应力孔道，最大压力不超过1Mpa。

当另一端溢出的稀浆变浓之后，达到规定的稠度后，保压2min以上，封闭出浆口，继续压浆到压力达到0.6MPa，管道出浆口应装有三通管，必需确认出浆浓度与进浆浓度一致时，方可封闭保压，浆体注满管道后，应在0.50-0.60MPa下持压2min，压浆最大压力不宜超过0.60MPa。若无漏浆则关闭进浆阀门卸下输浆胶管。

压浆前应关闭排水、排气管道，以便维持一定真空度。终张拉完毕后，必须在2天之内进行管道压浆作业。压浆时及压浆后3d内，梁体及环境温度不得低于5℃。

压浆使用的压力表具须检验标定。

10测试方法选择：

灌浆密实度检测方法的检测对象包括预制梁、现浇梁纵向预应力管道和横竖向锚杆的灌浆密实度。同时纵向预应力管道包括定性测试和定位测试，横竖向锚杆包括定性测试其中定性测试。各种测试方法说明请参考下表。

表5-1灌浆密实度检测方法说明

10灌浆密实度测试方法

10.1定性检测：通过露在两端表面的锚头/钢绞线进行激振和拾振，进而对整个钢绞线的灌浆密实度加以分析。其中，前3个方法为纵向预应力管道的定性测试方法，后2个方法为横竖向预应力管道定性测试方法。

(1)纵向预应力管道：需要两端露出钢绞线，且外露长度不超过5cm，钢绞线断面较平整(基本达到垂直向)。全长波速法、全长衰减法、传递函数法：在预应力梁两端钢绞线(锚杆)露出端上分别固定一个传感器(S31SC)，用激振导向器尖端部分紧贴钢绞线(锚杆)端面中心部位，然后用打击锤敲击激振导向器，分别记录下预应力梁两端的测试数据。

(2)传横竖向预应力管道：只需要一端露出即可，且外露长度不超过5cm，钢绞线断面较平整(基本达到垂直向)。局部衰减法：在预应力梁一端钢绞线(锚杆)露出端上固定一个传感器(S31SC/或305M)，用激振导向器尖端部分紧贴钢绞线(锚杆)端面中心部位，然后，用打击锤敲击激振导向器。

10.2定位检测：沿预应力梁的侧壁(波纹管走向)进行弹性波雷达扫描，对灌浆缺陷进行定位，该方法适合于纵向预应力管道灌浆密实度测试。

(1)等效波速法：该方法在测试时，重点分析梁板底部反射时刻的延迟情况，因此在测试时，选择的激振锤，能够清楚的判定梁板底部的反射信号。同时，被测管道不能有并排的2根及以上的管道。

(2)共振偏移法：该方法测试时，重点分析波纹管顶部的反射信号。因此在测试时，选择的激振锤，能够清楚的判定波纹管顶部的反射信号。

11管道灌浆检测

11.1定性测试(双通道)

进行定性测试时，主要注意两端测试信号的起始位置，因此需要保证起始位置信号的质量(示例波形)；定性测试的标定位置，一般选择梁板顶部。

11.2定性测试(单通道)

对横竖向锚杆进行灌浆测试时，需要注意设置在‘数据采集设定’中的‘采样点数’或‘变换时间’，是测试软件能够完全显示测试信号。

11.3定位测试

对预应力管道测试时，应优先选择等效波速法进行测试，其次是选用共振偏移法进行测试，等效波速法与共振偏移法方法应注意：

(1)等效波速法：适合测试测线位置内部只有一根管道的梁板且梁板厚度小于1m；

利用该方法测试时，事前需要对激振锤进行选择，即利用该激振锤在梁板位置进行测试，选择一种能清楚的反映梁板的底部反射信号的激振锤；一般情况下，同种龄期的梁板需要进行标定，标定的位置为测试管道上部或下部，走向与管道相同；对于图形判别，可参考下图的验证案例(测试的板底反射信号明显滞后于标定的蓝色线)。

(2)共振偏移法：适合测试测线位置内部有1根管道或2根管道的梁板，且管道顶部到测试面厚度大于5cm小于1m；利用该方法测试时，重点判定波纹管管顶到测试表面保护层之间接触面的反射，因此选择激振锤时，需要注意；对同结构进行标定时，一般标定的位置为测试管道附近，密实混凝土位置，测试走向和管道走向相同即可；对于图形判别，可参考下图的验证案例(未灌浆管道的反射时间明显滞后于密实管道的时间)。

技术原理简单，操作简单：快速检漏采用动力风压对后张预应力管道在安装过程中模板最后覆盖前进行充气检漏，避免预应力管道因对接不牢以及施工现场焊接、运输过程波纹管破损等原因导致浇筑过程水泥浆漏入管道，从而造成预应力工程施工质量隐患，工作原理简单，操作过程仅仅需要在管道两端进行临时封堵，并供入一定风压的气流，再查看漏气位置再进行局部包裹弥补。防漏采用气囊充气内衬，与常规刚性内衬管相比，操作简单，采用了弹性塑料充气内衬管道，在管道两端封堵后进行充入一定量气压即可。

节省人工、效率高、检漏准确、有效防漏、成本降低：该技术与常规逐点进行人工查看相比，完全具有无法比较的效率与效果。人工检漏消耗大量时间以及大量人力，而且效果不佳，常存在漏浆点位置未发现导致浇筑时大量水泥浆进入管道。气囊保护内衬与普通硬塑料管相比，普通管道使用后由于运输存放不便往往丢弃，充气管道在不排放气体后容易存放，便于运输，周转率高，可重复利用，经济效益好。

有效提高工程质量、工艺简单但推广价值极高：充气保护管道根据充气量，利用橡胶弹性，管道可以在弹性范围改变管道直径，与波纹管内壁密贴。同时就有一定柔性，与硬质的普通内衬管道相比，适度充气便于曲线管道保护。普通硬质内衬管道穿行困难以及无法与既有波纹管密贴，漏浆后可能缩短波纹管断面，增加管道摩擦阻力，气囊内衬解决目前国内预应力施工中后张曲线预应力管道保护难的问题。气囊属于充气膨胀，在水泥浆初凝后，及时排放空气，就不会粘结。如长时间不排放空气，并且水泥浆出现渗漏，由于管道内部与气囊间隙非常小，漏浆范围一般均比较小，也容易拖出。

灌浆密实度检测采用SPC-MATS检测采用冲击弹性波作为测试媒介，通过弹性波的传播、反射特性，并集成到一套测试设备，对预应力梁的孔道灌浆密实度进行定性检测和定位检测，与常规开孔检测管道注浆密实度方式相比，无损检测减小了对结构的影响，操作方便，提高了工效，保障了实体工程质量。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.桥梁后张预应力管道高效检漏防堵施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)预应力管道以及锚具安装；

2)预应力管道检漏；

3)防漏浆气囊安装；

4)混凝土浇筑施工；

5)气囊保护拆除；

6)预应力钢绞线穿束与张拉；

7)孔道压浆。

2.根据权利要求1所述的桥梁后张预应力管道高效检漏防堵施工方法，其特征在于：预应力管道以及锚具安装：通过钢筋横纵交错固定成网片框格，预应力管道垂直定位于网片框格内；预应力管道插入锚座喇叭口的长度不小于3cm，预应力管道与锚座连接处使用防水胶带缠紧密封；对锚座表面上的压浆孔及连接螺孔，使用黄油、海绵等材料填充，预应力管道的最低点设置有排水孔，预应力管道的最高点设置有排气孔。

3.根据权利要求1所述的桥梁后张预应力管道高效检漏防堵施工方法，其特征在于：预应力管道检漏：通过小型空压机逐根预应力管道从一端送气，预应力管道的另一端出气，同时维持140-155pa的压力，然后在预应力管道外围寻找发声的漏点，其中空压机距离预应力管道至少30m。

4.根据权利要求1所述的桥梁后张预应力管道高效检漏防堵施工方法，其特征在于：防漏浆气囊安装：在气囊端部设置拉索套，拉索套与钢绞线固定，通过钢绞线牵引气囊从预应力管道的一端穿向另一端。

5.根据权利要求1所述的桥梁后张预应力管道高效检漏防堵施工方法，其特征在于：气囊保护拆除：打开气囊端部充气阀，释放气囊内的空气，气囊变软后，抓住气囊的一端，慢慢拖出孔洞。

6.根据权利要求1所述的桥梁后张预应力管道高效检漏防堵施工方法，其特征在于：预应力钢绞线穿束：穿束前，将预应力束端部进行绑扎，留设钢丝绳穿绳扣，首先采用一根钢绞线作为先导束，将钢丝绳牵引过孔，再利用钢丝绳牵引钢绞线束实现穿束施工。

7.根据权利要求1所述的桥梁后张预应力管道高效检漏防堵施工方法，其特征在于：预应力钢绞线穿束张拉：预应力采用两端张拉的钢束，预应力钢束在箱梁横截面方向保持对称张拉，在纵向张拉两端应保持同步，上部结构均设置纵向通长预应力钢束，采用两端张拉，张拉时应对称张拉；正式张拉前，采用单束张拉千斤顶逐根进行调束，将调束张拉力为10％σk。预应力正式张拉程序：0→初始张拉吨位(10％σk)→100％σk张拉吨位→持荷5分钟锚固。

Images