u形压浆施工工艺在竖向预应力筋中的应用

一、工程概况
申嘉湖杭高速公路练市至杭州段两阶段施工图设计中，京杭运河2号桥主桥上部结构为72+120+72米变截面预应力砼连续箱梁，采用挂篮悬臂现浇施工，其纵向、横向预应力钢束采用低松弛预应力钢绞线，竖向预应力钢束采用JL32精轧螺纹钢筋，其技术标准符合国标GB1499-98的规定，公称直径32mm，截面面积804.2mm2，标准强度fpk=930MPa，弹性模量Es=2.0×105MPa。三向预应力的张拉顺序：先纵向再横向，最后竖向。横向和竖向预应力滞后两个节段张拉，施工时，采用活塞式压浆泵压浆。
二、设计图压浆方案
根据设计单位提供的两阶段施工图，主桥箱梁竖向预应力设置方式为：腹板位置设竖向预应力钢筋，预应力钢筋采用直径为32mm精轧螺纹钢筋，波纹管采用内径为50mm塑料波纹管，箱梁底板上方设置压浆管，箱梁顶面设置排气管，各部位具体设计图如下：

箱梁典型横断面图

A点大样图

B点大样图

施工单位在内部施工图会审时，提出了以下问题：1、压浆管以下的波纹管偏长，16~5号块件该段波纹管长约30cm，但从5号块件开始慢慢增加，至1号块件，该段波纹管长度已超出60cm，0号块件时更长。该段波纹管内的水分，在压浆时难以排出，压浆结束后，砂浆下沉，水分慢慢上渗，即使及时补浆，压浆质量也难以保证。2、波纹管为塑料波纹管，压浆管采用软管或硬管，都难以保证压浆管与波纹管房之间的连接质量，连接的牢固程度及连接的密闭性，压浆管道质量难以保证。3、压浆管布置于底板，且长度较长，1~6号块件外侧压浆管长达90 cm，0号块件的压浆管更长，在绑扎钢筋及浇捣混凝土施工时，压浆管很容易受损，出现非正常情况，影响管道质量。综合上述因素，施工单位提出了新的竖向预应力压浆方案。
三、调整后的压浆方案
为确保压浆质量，施工单位从以下几方面对竖向预应力压浆工艺进行了改进。1、改变波纹管材料。改塑料波纹管为壁厚1.3mm，直径为50mm的铁管，确保预应力管道的施工质量，解决了预应力管道连接牢固程度及良好的密闭性问题。2、尽可能的降低压浆管、排气管通道外侧的波纹管长度。压浆管、排气管都采用直径为21mm的小铁管，直接焊接于波纹管上、下两端，并尽可能的靠近端部。压浆时，确保最大限度地一次性把管道中的水分及空气直接压出，确保砂浆质量。3、更改压浆工艺。原设计竖向预应力管道压浆方式为：砂浆由腹板底部压浆孔压入，由顶板排气孔排气及泌水。现更改压浆工艺，采取u形压浆，即原设计底部压浆管（小铁管），通过塑料软管，把相邻的两个压浆管连接起来，形成一个u形孔道，顶部的排气管通过塑料软管接出箱梁顶面。原设计顶面上对应的两个排气管调整为一个压浆管，一个排气管。压浆时，砂浆从压浆管压入，经50mm的铁管、21mm的小铁管、塑料软管、再进入21mm的小铁管、50mm的铁管，由排气管排出。压浆管道简图如下：
调整后压浆管道简图
四、方案比较
与原方案比较，新压浆方案有以下优点：
1、压浆管道清理效果更好。压浆时，一次性尽可能把孔道内的积水及空气直接压出，尽可能的减少水分及空气渗入砂浆，影响砂浆质量，从而确保了压浆质量。
2、压浆现场更直观，更容易控制工程施工质量。原施工方案，压浆操作人员在箱梁底板上压浆，顶板上的出浆情况不能直接观察到，只能通过对话等方式来沟通。方案调整后，压浆操作人员在箱梁顶板上压浆，顶板上出浆，出浆情况整个过程都可以直接观察到，工程质量更容易控制。
3、压浆管、排气管、波纹管全采用铁管，通过焊接连成一个整体，牢固性好，密闭性好，从而确保了管道质量，更不容易发生堵管、损管等非正常情况。
4、经济性比较。京杭运河2号桥全桥竖向预应力JL32精轧螺纹钢筋计2992根，总长13491m，重89040kg，综合成本按该标段投标单价12.5元/ kg计，则：
A、综合成本1113000元；
B、材料增加成本，按2009年4月份杭州地区材料单价：壁厚1.3mm，直径为50mm的铁管5.5元/ m，直径为50mm的塑料波纹管4.5元/ m 计，则增加材料成本约13491元；
C、人工增加成本，采用铁管后，主要为电焊工平均每个块件增加约2.5个工日，电焊工日工资按120元/工日计，则增加人工成本约36600元；
D、全桥增加直接费用约50091元；
E、增加的费用占单项总价的4.5%，占主桥总造价约2933万元的0.17%。
以上数据可以看出，增加的投入相对较少，却确保了压浆的质量。所以，经济上，该方案是可行的。
五、结束语
该方案已在申嘉湖杭高速公路练市至杭州段L8标京杭运河2号桥试用，取得了较理想的质量效果。