适用于不同预应力孔道长度的压浆参数获取方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种适用于不同预应力孔道长度的压浆参数获取方法及系统，属于预应力混凝土梁施工技术领域，包括以下步骤：建立不同波纹管长度、浆体粘度、压浆压强的二维仿真模型；分析不同压浆压强下浆体流速、密实度变化规律，拟合得到压浆压强和浆体流速关系模型，由压浆密实度的变化规律得到不同波纹管长度时的压浆强度范围；获取密实度达到95％以上所需循环压浆时间；获取不同粘度下的密实度变化曲线，得到不同粘度下浆体的出浆时间与循环压浆时间，根据浆体流速与压浆时间关系模型，得到不同波纹管长度对应的压浆时间。该方法针对不同预应力孔道长度确定了压浆强度和稳压时间等压浆参数，保证了压浆质量。保证了压浆质量。保证了压浆质量。

【技术实现步骤摘要】
适用于不同预应力孔道长度的压浆参数获取方法及系统


[0001]本专利技术属于预应力混凝土梁施工
，具体涉及一种适用于不同预应力孔道长度的压浆参数获取方法及系统。

技术介绍

[0002]这里的陈述仅提供与本专利技术相关的
技术介绍
，而不必然地构成现有技术。
[0003]孔道压浆作为后张法预应力混凝土桥梁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中的安全性与耐久性。由于预应力孔道在很多情况下都不是处于完全水平状态。这使得预应力钢筋有可能脱离灌浆材料的包裹，并且由于灌浆时人为因素及灌浆设备配置不当，使浆料没有充满整个预应力孔道，造成预应力筋未被充分保护。因为钢筋在高应力状态下极易生锈，且不易被及时发现并进行补救，因此给桥梁的安全使用带来重大隐患。资料显示，大部分预应力混凝土桥梁由于灌浆不饱满导致预应力筋锈蚀，发生多起后张法预应力筋锈蚀导致的桥梁垮塌的事故。因此，桥梁预应力孔道压浆不密实引起的预应力筋锈蚀，将决定桥梁的承载能力与使用寿命。
[0004]压浆强度和稳压时间等压浆参数决定孔道压浆密实度，而目前施工仅能依据规范条文，对不同预应力孔道长度的情况都采用相同的施工参数，这极大影响了压浆质量。对于不同预应力孔道长度应该采用何种相配合的施工参数，目前则没有相应的规范指导。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的是提供一种适用于不同预应力孔道长度的压浆参数获取方法及系统，该方法针对不同预应力孔道长度确定了压浆强度和稳压时间等压浆参数，保证了压浆质量。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现：
[0007]第一方面，本专利技术提供了一种适用于不同预应力孔道长度的压浆参数获取方法，包括以下步骤：
[0008]建立不同波纹管长度、浆体粘度、压浆压强的二维仿真模型；
[0009]分析不同压浆压强下浆体流速、密实度变化规律，拟合得到压浆压强和浆体流速关系模型，由压浆密实度的变化规律得到不同波纹管长度时的压浆强度范围；
[0010]获取密实度达到95％以上所需循环压浆时间；
[0011]获取不同粘度下的密实度变化曲线，得到不同粘度下浆体的出浆时间与循环压浆时间，根据浆体流速与压浆时间关系模型，得到不同波纹管长度对应的压浆时间。
[0012]作为进一步的技术方案，二维仿真模型采用VOF多相流模型，利用Realizable k
‑
ε模型对孔道压浆进行数值模拟，计算得到压浆过程中体积分数变化过程，以体现压浆密实度。
[0013]作为进一步的技术方案，设置浆体的多个入口压强，设置浆体的粘度，建立多种不同长度的波纹孔道二维模型。
[0014]作为进一步的技术方案，对浆体流速与压浆压强关系的计算结果进行拟合，得到压浆压强和浆体流速关系模型。
[0015]作为进一步的技术方案，选取空气体积分数最大的截面作为压浆密实度的计算截面，将管道横截面等分为多个小区域，每个区域面积与截面面积的比值作为权重，多个等分小区域的浆体体积分数均值乘以权重的总和作为压浆密实度。
[0016]作为进一步的技术方案，统计压浆密实度随压浆压强变化曲线，将不同长度波纹管的出浆时间代入自流速度拟合公式得水胶比在0.26～0.34范围内浆体的自流速度，进而由压浆密实度的变化规律得到不同波纹管长度时的压浆强度范围。
[0017]作为进一步的技术方案，设置多个浆体的粘度，设置压浆的入口压强，建立多种不同长度的波纹管二维模型。
[0018]作为进一步的技术方案，分析浆体不同粘度对浆体流速、密实度的影响，得到不同粘度下的密实度变化曲线，进而得到不同粘度下浆体的出浆时间与循环压浆时间。
[0019]作为进一步的技术方案，将出浆口浆体流速与压浆时间变化曲线进行拟合，得到浆体流速与压浆时间关系模型，进而得到不同波纹管长度对应的压浆时间。
[0020]第二方面，本专利技术还提供了一种适用于不同预应力孔道长度的压浆参数获取系统，包括：
[0021]第一模块，用于建立不同波纹管长度、浆体粘度、压浆压强的二维仿真模型；
[0022]第二模块，用于分析不同压浆压强下浆体流速、密实度变化规律，拟合得到压浆压强和浆体流速关系模型，由压浆密实度的变化规律得到不同波纹管长度时的压浆强度范围；
[0023]第三模块，用于获取密实度达到95％以上所需循环压浆时间；
[0024]第四模块，用于获取不同粘度下的密实度变化曲线，得到不同粘度下浆体的出浆时间与循环压浆时间，根据浆体流速与压浆时间关系模型，得到不同波纹管长度对应的压浆时间。
[0025]上述本专利技术的有益效果如下：
[0026]本专利技术的压浆参数获取方法，建立不同波纹管长度、浆体粘度、压浆压强的二维仿真模型，拟合压浆压强和浆体流速关系模型后，得到不同波纹管长度时的压浆强度范围，考虑不同压强，统计得到密实度达到95％以上所需循环压浆时间，可以给出循环压浆时间和波纹管出浆时间的关系，从而保证浆体的密实度。
[0027]本专利技术的压浆参数获取方法，考虑不同浆体粘度对压浆的影响，分析浆体不同粘度对浆体流速、密实度的影响，得到不同粘度下的密实度变化曲线，得到浆体流速与压浆时间关系模型，进而得到不同波纹管长度对应的压浆时间，可以提出不同波纹管长度的建议压浆压强及压浆时间，有效指导实际工程中预应力孔道压浆。
附图说明
[0028]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0029]图1是本专利技术根据一个或多个实施方式的适用于不同预应力孔道长度的压浆参数获取方法的流程图；
[0030]图2a)是压浆过程中压浆前浆体体积云图(30m)；
[0031]图2b)是压浆过程中开始压浆浆体体积云图(30m)；
[0032]图2c)是压浆过程中出浆时浆体体积云图(30m)；
[0033]图2d)是压浆过程中循环压浆后浆体体积云图(30m)；
[0034]图3a)是30m波纹管横截面浆体流速变化曲线图；
[0035]图3b)是90m波纹管横截面浆体流速变化曲线图；
[0036]图3c)是150m波纹管横截面浆体流速变化曲线图；
[0037]图4是压浆密实度计算截面选取图；
[0038]图5是截面等分示意图；
[0039]图6是密实度随压浆压强变化曲线图；
[0040]图7a)是30m波纹管浆体流速横截面变化曲线图；
[0041]图7b)是90m波纹管浆体流速横截面变化曲线图；
[0042]图7c)是150m波纹管浆体流速横截面变化曲线图；
[0043]图8是不同粘度下密实度变化曲线图；
[0044]图9a)是30m波纹管浆体流速与压浆时间变化曲线图；
[0045]图9b)是90m波纹管浆体流速与压浆时间变化曲线图；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于不同预应力孔道长度的压浆参数获取方法，其特征是，包括以下步骤：建立不同波纹管长度、浆体粘度、压浆压强的二维仿真模型；分析不同压浆压强下浆体流速、密实度变化规律，拟合得到压浆压强和浆体流速关系模型，由压浆密实度的变化规律得到不同波纹管长度时的压浆强度范围；获取密实度达到95％以上所需循环压浆时间；获取不同粘度下的密实度变化曲线，得到不同粘度下浆体的出浆时间与循环压浆时间，根据浆体流速与压浆时间关系模型，得到不同波纹管长度对应的压浆时间。2.如权利要求1所述的压浆参数获取方法，其特征是，二维仿真模型采用VOF多相流模型，利用Realizable k
‑
ε模型对孔道压浆进行数值模拟，计算得到压浆过程中体积分数变化过程，以体现压浆密实度。3.如权利要求1所述的压浆参数获取方法，其特征是，设置浆体的多个入口压强，设置浆体的粘度，建立多种不同长度的波纹孔道二维模型。4.如权利要求1所述的压浆参数获取方法，其特征是，对浆体流速与压浆压强关系的计算结果进行拟合，得到压浆压强和浆体流速关系模型。5.如权利要求1所述的压浆参数获取方法，其特征是，选取空气体积分数最大的截面作为压浆密实度的计算截面，将管道横截面等分为多个小区域，每个区域面积与截面面积的比值作为权重，多个等分小区域的浆体体积分数均值乘以权重的总和作为压浆密实度。6.如权利要求5所述的压浆参...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨毅，张峰，李卫，玄乐，段东明，宋森，张璐珂，
申请(专利权)人：山东高速建设管理集团有限公司山东大学齐河新材料与智能装备研究院，
类型：发明
国别省市：