橋梁預應力智能張拉壓漿系統原理與施工技術

周 健

(山西路橋第二工程有限公司，山西 臨汾 041000)

合理運用預應力智能張拉系統和壓漿系統進行橋梁工程的建設，對提高橋梁質量具有積極作用，運用無線傳感等智能科技，在提高其穩定性同時，還對其梁體結構的安全性和耐久性加以保障。

1 智能張拉系統及工作原理

智能張拉系統是通過對計算機進行操作，在施工進行時，實現橋梁預應力張拉全過程的遠端控制，對確保橋梁施工整體質量、提高施工技術水平起到積極作用，是現今橋梁建設工程中非常有效的施工技術。

1.1 張拉系統結構

智能張拉系統結構并不繁多復雜，其主要設備包括主機、油泵和千斤頂這三個組成部分。在施工運作中，即通過主機實現彼此之間的相互聯系和作用，以達到對系統功能的最大發揮效果。

1.2 張拉系統工作原理

在實際施工情況中，應力的選擇會成為智能張拉系統的參考標準，對伸長量的誤差情況進行校準，運用傳感技術來實現系統數據的采集工作，其主要內容包括張拉設備的作業壓力，鋼絞線的伸長量系數等。在完成數值采集后，系統返還采集數據到主機端，并經由電腦終端，對目前工作的實際情況進行分析，在此階段結束后，張拉工作設備會根據控制終端反饋回來的信息，開展下一階段的工作，將變頻電機的實際參數調整到適宜范圍內，以高精確度的數據，為油泵電機的工作提供妥善的工作環境，達到準確控制加載速度以及張拉力的目的，滿足整體施工進展的要求，保證優質的施工效果[1]。由于智能化的應用，可以使整個系統將提前設置好的程序作為工作指令，經過主機發布后，實現機械設備的同步控制，達到自動張拉的目的。智能張拉工作的完成，既有利于確保施工整體質量，提高結構穩固性，又可以為接下來的施工流程做準備。智能張拉系統整體結構見圖1,實物見圖2。

2 智能壓漿系統及工作原理

開展智能壓漿技術的主要作用便是對預應力筋提供安全保證，使其避免遭到腐蝕，使橋梁結構的耐久性得到保證，延長其使用壽命。在橋梁建設施工階段，預應力筋主要是由鋼筋混凝土結合水泥漿構成的，其整體結構能夠使錨固更為結實可靠，以達到對預應力筋的承載能力顯著提高，并保證其良好的抗裂性能[2]。正式開展施工時，壓漿系統如果不能夠緊密的壓實預應力管道，將會導致結構物整體的耐久性受到極大影響，最終降低整個橋梁建設的質量標準。而有效地運用智能壓漿系統，就可以很從容的解決上述難題，使結構物整體耐久性得到充分保障，并且能夠運用到施工過程的其他環節中。

2.1 壓漿系統的構造研究

智能壓漿系統主要由三部分構成，分別為主機、循環壓漿系統和測控系統，合理對三個部件進行組合，就能產生意外的施工技術效果，對系統的合理操作，就能發揮出該系統結構的最大作用。

2.2 壓漿系統工作機理

壓漿系統的智能回路配備是由預應力管道以及制漿機等組成的，在回路內部持續循環倒轉漿液，使管道中的空氣可以去除干凈，當產生管道堵塞的問題，需要盡快檢查并處理。通過使其內部壓力增強進行沖孔，讓其余的雜質排出管道，完成密實壓漿的工序，消除各種有損質量的不良因素。在預應力管道的進出口部位安置傳感器進行細致的檢測，保證各項檢測參數的準確性，例如，壓力、材料以及漿液配比等數值均應該掌握，同時將監測結果數據上傳至主機端，通過主機端實施分析并做出相應判斷[3]。在主機端預設指令，使測控系統能夠根據實時情況自動調整壓力和流量，以保證整個壓漿過程的效果能夠符合相關技術規范，達到工程要求的各項指標，確保壓漿的密實度，進而提高橋梁工程的施工質量。智能壓漿系統整體結構見圖3，實物見圖4。

3 智能張拉施工技術

3.1 傳統預應力張拉過程中存在的問題

經過不斷接觸建設工程的施工實踐過程，能夠對傳統的預應力張拉過程得出部分總結論點：

1)對預應力工程的施工，不僅需要具備豐富的專業技術水平，還應該嚴格遵照行業標準和圖紙規范來執行施工操作。但是更多時候，部分項目進行到預應力張拉時并沒有按照嚴格標準去施行張拉速率和張拉持續時間，使預應力遭受不必要的損失。在實際工程中，如果預應力沒能達到設計標準，即可判定橋梁整體質量不符合標準。

2)預應力張拉過程中，給予鋼絞線過量的拉力，使其應力達到極限產生屈服現象，或出現鋼絞線受力不夠均勻的情況，造成鋼絞線的變形。

傳統的預應力張拉設備和施工方法均采用人工操作，其弊端在于：

a.在傳統的張拉施工中，使用的油泵精準度較小，并且壓力表得到的示數不具有精準性，對于小數點后面的數值，是通過估讀的方式進行的，結果不具有準確性。

b.通過人力進行手輪流量控制時，由于人為因素的影響較大，例如工作人員的經驗，以及個人習慣等，都會對工作產生影響，并且此種因素是無法被控制的，最終造成構件出現形變的后果。

c.在業主等施工質量管理人員中，控制張拉工序的主要方式為現場觀察，對張拉過程以及最后的階段參數進行檢查，沒有投入較多的人力財力。

3.2 智能張拉控制系統的應用

通過使用智能張拉系統進行施工作業時，T梁兩端應設置監控張拉應力值，確保實時數據的上傳，如發現應力數值超出標準，則需要立即停止施工，并檢查工作錨的安裝是否出現問題。經由施工情況進行總結，智能張拉控制系統具有其人工不可比擬的特點：

1)精準度高。仔細查閱橋梁技術規范能夠得知，智能張拉控制系統的精度范圍能達到±1.5%，而人工張拉精度卻是±15%[4]。

2)監控實時。張拉過程可以不間斷性的實時監控，且張拉的伸長量也可以實時監控，并且能做到數值校對工作，換做人工執行則需要耗費相當程度的精力。

3)操作同步。由計算機進行控制預應力張拉時，能夠確保兩邊的張拉作業處于同步進行狀態，在張拉進行過程中，遇到特殊事件需要暫停或停止的情況下，也都可以進行同時控制。

4)沒有人工的干擾，可以將工作的穩定性以及準確性進行提升，在不同的階段，使用不同的加載速度，實現自動調節的目的。

5)將工藝標準作為參考要求，開展張拉工作。

4 智能壓漿技術

4.1 傳統壓漿過程中存在的問題分析

1)壓漿使用的原料配比不正確，在施工現場為圖方便或者疏于配比，在混凝土中摻入過量水分，導致其施工時出現泌水問題造成空洞現象。

2)水泥漿液的配制，水泥漿液的配制存在很大的人為因素，配制漿液的設備也不標準，難以達到試驗室配合比的要求。同時施工人員往往為方便施工，肆意改善漿液的流動性，這些必然會影響孔道壓漿的質量。

3)灌注漿液前對漿液的計量不準，造成漿液外溢或不足的情況。

4)錨固的密實性出現問題，發生少量滲水或者漏氣的情況。

5)壓漿的過程中施加的壓力不充分，在進行壓漿環節時，僅靠漿液的流動性進行施工，而不給予外壓條件，導致漿液的密實度必然不夠均勻。

6)壓漿時壓力控制，采用壓力表盤度數控制，在壓漿過程中壓力表的瞬時度數很難控制，靠肉眼去記錄度數存在很大誤差。

7)孔道內空氣的排除，傳統壓漿工藝采用漿液自流排氣，壓漿結束時，難以保證孔道內的空氣排除干凈，造成壓漿后出現空洞。

4.2 智能壓漿系統的應用

采用適宜的智能壓漿方式，加強對橋梁施工過程出現的各種相關問題的研究，并均有效的解決。關于智能壓漿系統的結構特點，體現在施工過程中的以下幾個方面：

1)準確控制水膠比，按照實際需要，將所需要的材料用量進行控制，人工添加水泥和外加劑，供水系統自動加水，準確控制加水量，從而保證水膠比符合要求。

2)實時進行壓漿過程中的漿液配比監測，如果配比成分出現問題，則會從控制端發出警示消息，從而避免漿液配比不滿足施工要求的情況發生。

3)容易精準控制注漿的壓力，并且可以根據現場要求情況進行適量調節。

4)數據記錄真實且精細，循環壓漿的過程中，系統會自動持續記錄預設資料的數據信息，由于這些數據不會由人為因素造成影響，所以對施工質量也具備相當程度的保證。

5)智能壓漿系統具備自動循環功能，且循環的過程能夠把管道內部的空氣盡量向外排出，預防因空氣存在而導致空洞現象的發生。

6)漿液持續循環排凈空氣及雜質，漿液由制漿機、壓漿泵、預應力等組成，然后調節內部參數，將雜質一同排除。

7)雙孔同壓，提高效率，循環壓漿系統工作時，在位置較低的孔道接入，漿液在位置高的孔道回流到儲漿桶，再通過保壓完成一次壓漿過程。

5 結語

在橋梁建設工程的實施過程，有效運用智能張拉和智能壓漿系統可以達到非常滿意的效果，并且針對傳統施工形式出現的問題也能夠很好的解決處理，對橋梁整體結構的穩定性和安全性都起到積極的作用。因此，在今后的建設工程中，仍然需要不斷提高施工水平，學習創新施工技術，使更多有效的施工技術能夠運用到橋梁建設工程中。

[1] 何堂敏.橋梁預應力張拉及壓漿系統原理及施工技術相關探討[J].大科技,2016(8):154-155.

[2] 劉亞昌.智能張拉和智能壓漿系統在橋梁建設中的應用[J].交通標準化,2014,42(10):111-113.

[3] 賈 璐.橋梁預應力智能張拉與壓漿技術研究[J].城市建設理論研究(電子版),2015(18):7376-7377.

[4] 郭永剛.預應力智能張拉和大循環智能壓漿技術應用研究[J].安徽建筑,2014,21(3):139,142.