國道丹阿公路橋梁建設中智能張拉壓漿施工技術

閆子夜

(中鐵建大橋工程局集團第四工程有限公司，黑龍江 哈爾濱 150009)

0 前 言

在道路橋梁施工項目中，使用現代化先進的預應力智能張拉施工技術，可以在很大程度幫助施工人員清晰掌握橋梁建設項目的結構特點，高效探索出施工過程中所出現的各種問題，并結合實際問題制定出科學完善且具備針對性的優化方案，以提升建設工程的整體經濟效益[1]。鑒于此，本文對預應力智能張拉施工技術展開研究分析，促進橋梁預應力施工向著高質量、高效益方向發展。

1 工程概況

國道丹阿公路橋梁建設項目以吉林省與黑龍江省交界處為起點，以東寧段作為終止點。起始段主要是舊路改造擴建至太平川。A2標段的總長度為28.044 km，起止樁號為K42+000～K70+000，具體內容見表1。

表1 梁體規格

2 施工方案

結合實際情況而言，傳統性的預應力張拉施工均通過人工進行操作，但是人工操作的過程中存在諸多不可控影響因素，且張拉的過程中難以實現同步施工，實際預應力與設計要求之間存在一定的差異。而預應力智能張拉施工技術的出現則可以妥善應對這些問題，通過對預應力張拉過程中的智能化控制，有效消除人工操作帶來的誤差，且能夠提高張拉應力、伸長量、停頓點以及持荷時間的精準度，對整個張拉過程實現質量管控[2]。

為妥善解決預應力橋梁在壓漿過程中的不均勻、不密實問題，在經過全面的權衡之后決定采用循環智能壓漿施工技術。相較之傳統的壓漿施工方法，循環智能壓漿施工方法借助智能化計算機系統來完成對整個壓漿作業的控制，智能壓漿管理系統具備循環排放空氣、自動攪拌、自動記錄施工數據、自動調節壓力、控制穩壓時間等功能[3]。將智能張拉技術與智能壓漿技術相結合可以提高作業的精準度，保證壓漿飽滿密實，進而延長橋梁的使用壽命。

3 智能張拉壓漿施工技術

3.1 智能張拉施工技術

3.1.1 智能張拉施工方法

當橋梁梁體部位的混凝土強度達到設計要求的90%，且養護周期不低于7 d方可開始進行張拉。考慮到張拉過程中可能會出現單根預應力筋相互纏繞的情況，所以使用整束穿束施工工藝，以此妥善處理張拉過程中鋼絞線受力不均勻的問題。

預應力智能張拉系統是利用計算機管理系統來自動化控制預應力張拉整個過程，有效規避人為因素帶來的影響，可以在很大程度上提高預應力張拉的整體質量。智能張拉系統示意圖如圖1所示。

圖1 智能張拉系統示意圖

結合圖1中的信息來看，智能張拉系統的結構組成相對比較簡單，主要由主機、千斤頂、油泵三個主要部分共同構成。智能張拉系統將應力作為系統作業時的控制指標，以鋼絞線的拉伸長度誤差作為校對指標。智能張拉系統利用先進的傳感技術來獲取實際張拉過程中千斤頂的運行壓力與鋼絞線的拉長數據，傳感器在獲取到信息數據后立即將這些數據傳輸給系統，由系統結合所接收到的數據不斷調整技術參數，以保證鋼絞線的拉長值滿足設計要求。

3.1.2 主要功能與特點

1)精確施加應力。智能張拉系統可以提高張拉過程中預應力值的精準度，將誤差范圍精準控制在±1%以內，這一點比傳統張拉施工技術更為強大。

2)實現“雙控”。智能張拉系統裝有傳感器，傳感器會對鋼絞線的狀態數據進行實時采集，并將獲取到的數據傳輸給計算機，由智能張拉系統計算鋼絞線的伸長量，確保鋼絞線的偏差控制在合理范圍以內。

3)對稱同步張拉。一臺計算機可以同時控制多臺千斤頂，實現了“多頂同步張拉”。

4)降低預應力損失。對整個張拉過程實現智能化控制，不會受到人工操作、外部環境的影響；張拉應力、伸長量、停頓點以及持荷時間等關鍵節點全部滿足施工規范要求，在最大程度上降低張拉過程中的預應力損失。

5)自動生成報表。智能張拉系統可以自動生成張拉記錄，避免人為造假的可能性，還可以真實還原張拉作業過程。

6)遠程監控功能。施工管理人員可以直接坐在計算機前方操作控制張拉作業，實現遠程操控，在一定程度上提高了施工的效率。

3.1.3 智能張拉工作原理

智能張拉系統一般將應力作為預應力張拉的控制性指標，將伸長量誤差作為其校正指標，系統數據的采集主要通過傳感器技術實現，主要包括張拉設備的工作壓力、預應力鋼絞線的伸長量等。傳感器采集數據后，系統將數據實時傳至系統主機，并由系統主機依照相關程控軟件系統進行分析和判斷，隨后將指令發送至張拉設備，實時調整變頻電機的工作參數，高精度實時調控油泵的電機轉速，從而實現進退油的自動化控制以及對預應力加載速度和張拉力的實時精確控制，滿足施工要求，達到良好的施工效果，同時實時采集油壓與位移信息，自動生成預應力張拉記錄表等。

此外，系統還能夠根據所預設的程序，由主機發出相應的指令，對每臺張拉設備的每一個機械動作實現同步控制，自動完成整個張拉過程。全程無需人工干預，具有錯誤自動修正、數據同步、張拉校核等功能，智能化控制預應力張拉全過程，真正實現了張拉的同步性控制。

3.2 智能壓漿施工技術

3.2.1 智能壓漿施工方法

智能壓漿系統中首次創新性提出“大循環”壓漿概念，這種施工工藝可以將預應力管道內部的空氣全部排出，提高漿液質量，精準地控制灌漿壓力與穩壓時間，確保預應力管道內部的壓漿密度符合規范要求。

智能壓漿系統結構組成較為簡單，主要由主機、檢測系統以及循環壓漿系統組成。漿液會在管道內部反復循環以達到排出空氣的目的，同時檢測出管道是否存在堵塞現象，智能壓漿系統通過增大管道壓力來清理管道內的雜質。

預應力管道兩側的進出口部位均裝置有高精準度的傳感器，傳感器在智能壓漿系統運行過程中持續性檢測管道內部的壓力、降壓的流量以及漿液的水膠比等技術參數，并將檢測到的數據傳輸給計算機進行判斷，控制系統結合判斷結果合理調整技術參數，以保證壓漿作業滿足設計及規范要求[4]。循環智能壓漿系統回路結構如圖2所示。

圖2 循環智能壓漿系統回路結構

3.2.2 主要功能與特點

1)持續性排放預應力管道內的空氣。預應力管道內部的漿液會從出漿口部位流入儲漿容器中，然后進入到進漿口，以此形成一個大循環，漿液在預應力管道內循環流動，智能壓漿系統可以通過不斷調整技術參數將管道內的空氣全部排出，同時帶出部分雜質。

2)三參數(壓力、水膠比、流量)控制。①合理調整技術參數，確保注漿壓力穩定，智能壓漿系統會自動檢測預應力管道內的壓力損失，保證出漿口部位的壓力滿足規范要求；②對管道內的漿液流量進行實時檢測，并計算出管道內漿液的體積，檢測進、出漿口的流量，并計算出漿液的體積與水膠比；③一次壓注雙孔，有效提升施工效率；④提高制漿的速度，智能壓漿系統集成了高速制漿機，高速制漿機能夠高效率攪拌原材料，這種設備的運作效率可以達到1 420 r/min；⑤提高壓漿作業的規范性，實現遠程操控功能，整個壓漿作業通過計算機遠程操控，不會受到人為因素的影響，且智能壓漿系統可以自動記錄壓漿作業的施工記錄[5]；⑥智能壓漿系統的功能集成度相對較高，其將水膠比檢測儀、進漿檢測儀、儲漿容器集為一體，實際施工較為簡單，直接將壓漿管道進行連接即可，操作性不強，適用范圍比較廣泛。

4 結束語

本文以丹阿道路橋梁工程項目作為研究對象，對預應力智能張拉施工技術在該項目中的運用展開全面、深入的研究分析，清晰闡述出預應力智能張拉施工技術的各個技術關鍵點，總結出預應力智能張拉施工技術的實際施工效果。結合實際情況而言，張拉施工過程中，施工人員必然會遇到各種各樣意想不到的突發狀況或困難，這就要求施工人員需要不斷優化和創新施工技術，以此促進我國的道路橋梁工程建設行業獲得更進一步的發展。

[ID:013502]