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孔道灌浆是后张法预应力混凝土桥梁施工中最重要的环节之一,其质量的好坏直接影响到桥梁在使用过程内的安全性和耐久性。目前孔道压浆不密实的问题在桥梁建设中十分突出,有鉴于此,本文对常规压力灌浆法下的孔道灌浆质量进行了研究。
比较国内外的灌浆现状,可以看到:灌浆材料、工艺、设备都会对灌浆质量产生较大的影响。抛开人为因素产生的质量通病,对于压力灌浆而言,灌浆质量在很大程度上与灌浆压力和灌浆速度有关。若灌浆压力过小,水泥浆没有足够的推进力在孔道里流动,导致流动能量过小,则无法完全排开空气而注满孔道;若灌浆速度过小,由于水泥浆的粘塑性,将导致浆体流动速度小于水泥浆的自流速度,从而导致排气不充分,也会影响密实性。
现有的国内外对预应力孔道灌浆的研究,大多都是建立在现场试验的基础上,虽然现场试验能够较好的与工程实际接轨,但是现场试验由于受到人力、物力、财力、人身安全等因素的制约,无法进行大范围的推广,本文采用计算流体动力学(CFD)分析方法对灌浆过程进行数字模拟,可以形象的再现流动情景,而且受制约的因素比现场试验少,具有很好的研究价值。
文章分别从灌浆压力和灌浆速度两个角度来分析预应力桥梁孔道的灌浆质量,通过比较在不同条件下水泥浆的流动形态以及充盈程度,得出结论如下:对预应力混凝土桥梁的孔道灌浆而言,抛开人为因素,灌浆压力是影响灌浆质量的主要因素,合适的灌浆压力既能保证水泥浆的密实度,又不会对灌浆设备提出过高的要求,还能节约材料,减少施工成本。灌浆压力太小会导致灌浆不饱满,灌浆压力太大则会提高灌浆的成本。而对于灌浆速度,只需保证其在流动过程中的速度大于水泥浆的自流速度即可,单纯的提高灌浆速度对灌浆质量改善不大。