預應力混凝土箱梁智能張拉與壓漿施工工藝在大跨徑跨河橋中的應用

顧俊　唐春剛

摘要：預應力施工是大跨連續(xù)剛構梁橋建設中極其重要的一環(huán)，預應力張拉及壓漿質量的高低直接決定了橋梁的施工質量及橋梁運營期的服役狀態(tài)。智能張拉與壓漿施工工藝所具有的同步頂拉、精確測量、實時監(jiān)控、全程智能以及外界環(huán)境影響小等優(yōu)勢，有效克服了傳統(tǒng)張拉技藝的缺點，實現(xiàn)了工程效率與壓漿質量的同步提升。

關鍵詞：智能張拉；智能張拉；施工工藝；應用

中圖分類號：G712 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）39-0093-02

在大跨徑跨河橋的建造中，預應力張拉與橋梁壓漿是兩個核心環(huán)節(jié)，直接關系到橋的建造效率，甚至于決定了橋梁能否完工。因此，這兩個環(huán)節(jié)的施工始終是我們關注的重點，而智能張拉、壓漿技術的使用，不僅有效克服了傳統(tǒng)施工的缺陷，而且使建造效率與施工質量得到了同步提升。

一、預應力混凝土箱梁智能張拉與壓漿施工概述

1.智能張拉。智能張拉是一種能夠實現(xiàn)“雙控”的系統(tǒng)，即實現(xiàn)伸長量偏差的校對控制、應力控制，該系統(tǒng)通常是由控制主機、油泵、千斤頂構成，并配以預應力智能張拉儀、油管、限位板、信號線、工具錨等輔助性工具。與傳統(tǒng)的張拉技術相比，智能張拉實現(xiàn)了四個“精確”，即精確張拉、精確測量、精確用力、精確監(jiān)控，使得整個施工過程有效避免了人為誤差，提高了預應力的使用效率，實現(xiàn)了工程建設的精確與質量的雙提升。當然，由于智能張拉采用了信息技術，程序設計缺陷、信號連接異常、傳感設備失靈就成了智能張拉系統(tǒng)最常見的問題，這時就需要人工的介入來修正誤差。

通常情況下，智能張拉系統(tǒng)的工作流程可以簡單歸納為“發(fā)出命令、油泵工作、同步頂拉、數(shù)據(jù)傳回”四個環(huán)節(jié)，如下圖1所示：

首先由系統(tǒng)主機將收集到的“控制力”、“伸長量”數(shù)據(jù)進行計算，然后基于計算結果將“指令”傳輸給油泵電機，油泵系統(tǒng)得到指令后開始調整轉速，進行精確張拉。與此同時，系統(tǒng)主機通過傳感器實時“診斷”、“接收”千斤頂所受之力，對張拉作業(yè)進行精確監(jiān)控。

2.智能壓漿。一般來說，智能壓漿系統(tǒng)是由制漿機、壓漿泵、測壓傳感器等設備構成，運用的是循環(huán)回路壓漿工藝。與智能張拉一樣，智能壓漿是注漿設備與信息技術的結合，它也可以實現(xiàn)精確測壓、精確分析、精確監(jiān)控、精確施壓、精確管理等。智能壓漿主要解決了施工中“壓漿不實”的難題，使得壓漿工作更易操作、更易達標。而該系統(tǒng)最主要的缺陷存在于程序設計本身，需要人工不斷地校對、調整。

智能壓漿主要有循環(huán)回路與測控調壓兩個環(huán)節(jié)構成。在循環(huán)回路環(huán)節(jié)中，由壓漿泵以循環(huán)的試持續(xù)注漿加壓，以此來排空預應力管道中的空氣、雜質等，解決壓漿不實、壓漿不密的問題。與此同時，在預應力管道的進出口設置傳感器，實時監(jiān)測水泥漿液、注漿壓力、穩(wěn)壓時間等關鍵數(shù)據(jù)，并傳輸給系統(tǒng)主機進行計算，最后再將計算的數(shù)據(jù)反饋給壓漿泵，進行適當?shù)恼{壓。

二、工程簡介

江蘇省常州武進區(qū)花園街（定安中路-武進區(qū)界）跨京杭運河大橋工程，跨運河主橋跨度組成為65.7+120+65.7m，利用主跨120m一跨跨越京杭運河，邊跨跨越新312國道及河濱東路，其中南岸鋼桁架梁由中半跨56米和邊跨57.7米（少拼一個8米節(jié)間）組成，全寬39米（含非機動車道和人行道）；北岸鋼桁架梁由中半跨56米（兩岸少一個8米節(jié)間作為合龍段）和邊跨57.7米（少拼一個8米節(jié)間）組成，航道中心與橋梁中心線正交。本橋位附近濕度較大，車流量大，重載車通行多，故對橋梁結構的耐久性提出了較高要求。

三、預應力智能張拉與智能壓漿的標準化施工工藝

1.預應力智能張拉施工操作要點分析。以上我們詳細分析了智能張拉的工作流程，現(xiàn)就武進區(qū)跨京杭運河大橋工程為例來具體探討施工過程中的操作要點。首先是嚴密監(jiān)控系統(tǒng)主機中的相關數(shù)據(jù)。我們知道，數(shù)據(jù)監(jiān)控是系統(tǒng)主機的功能之一，它能夠給作業(yè)人員提供數(shù)據(jù)參考，指導作業(yè)行為。因此，我們須死守控制臺，嚴密監(jiān)測數(shù)據(jù)。當數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常情況時，應及時暫停張位作業(yè)，等問題排查清楚后再進行張拉；其次是時時檢查傳感器等輔助工具的工作情況。智能張拉系統(tǒng)中的輔助工具主要起著溝通作用，若這些工具出現(xiàn)問題，后果不堪設想。此外，還須檢查錨具、限位板等是否嵌套合適；再次是檢查千斤頂?shù)陌惭b是否正確，在絕對保證安裝平順后，還需充分考慮溫度等外界環(huán)境對于千斤頂?shù)挠绊?。若溫度A<10度時，在安裝前應對千斤頂進行15～30分鐘的預熱操作。綜合以上要點，我們可以歸納為兩個方面：一是必須保證系統(tǒng)硬件設施設備完好無損、運行正常；二是要對反饋回來的數(shù)據(jù)進行人工專業(yè)化的分析。只有實現(xiàn)了人工與設備的完美結合，智能張拉系統(tǒng)才能發(fā)揮出優(yōu)勢。

2.預應力混凝土管道智能壓漿施工工藝要點分析。由于武進跨京杭運河大橋周邊的自然環(huán)境相對復雜，再加上未來要承受重載車輛的通過，因此對于橋梁的注漿質量提出了較高的要求。為此，我們在進行智能壓漿操作時須注意以下要點：一是要實現(xiàn)對于監(jiān)控系統(tǒng)主機的良好維護，做到“專機專用”，嚴禁在系統(tǒng)主機中運行其他程序或者進行連接互聯(lián)網操作，以此來避免病毒對于系統(tǒng)程序的篡改、破壞。二是要設“專人專崗”，對反饋數(shù)據(jù)進行全天候的監(jiān)測，當發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常時，應立即點擊“暫停壓漿”，中斷壓漿操作，等問題解決后再進行；三是保證設備連接正確，設施正常運行。智能壓漿中的連接設備如同“血液輸送”一般，如發(fā)生連接中斷問題，則會使整個壓漿施工癱瘓，嚴重影響施工效率，甚至于造成壓漿設備損壞。因此，我們在施工過程中須時刻維護連接設備，檢查其是否存在問題，以此來保證設施設備的正常運行。

3.智能張拉與壓漿施工工藝在工程建設中運用效果。在常州武進區(qū)花園街（定安中路—武進區(qū)界）跨京杭運河大橋工程施工中橋梁建設中，預應力智能張拉系統(tǒng)的運用，加強了施工質量和降低了施工成本，在互聯(lián)網信息技術發(fā)達的今天，可以突破地域的限制，加強對張拉質量的監(jiān)管，極大地提高了預應力橋梁的施工質量。并且，在整個張拉過程中，實時張拉數(shù)據(jù)能夠自動生成張拉記錄表并上傳網絡，將這些數(shù)據(jù)和資料反映到業(yè)主和質量監(jiān)督站那里，減少了人為因素干擾，杜絕了數(shù)據(jù)造假的可能性。能夠將真實的施工過程還原，有利于對施工質量的控制。此外，運用這種方法，還能夠省去張拉力、伸長量等相關數(shù)據(jù)的計算工作，不必進行數(shù)據(jù)的填寫，有利于提高工作效率。

通過采用智能壓漿系統(tǒng)，不僅避免了出現(xiàn)孔道內空氣無法排盡、漿液性能不能滿足施工要求、壓力不足等問題，解決了壓漿不密實、壓漿質量過低的質量通病，由于運用了密封蓋加彈性墊片的技術，還解決了錨頭密封的難題。與傳統(tǒng)的壓漿技術相比，智能壓漿系統(tǒng)避免了人為因素干擾，提高了技術的準確度和施工質量，能夠將管道內的空氣排凈，實現(xiàn)了對漿液質量的控制，滿足了施工要求，保證了灌漿壓力，提高了灌漿的穩(wěn)定時間，進而保證了預應力管道的壓漿密實，滿足跨京杭運河大橋工程施工要求，很好地提高橋梁建設的質量和效益。

四、結論

通過預應力混凝土箱梁智能張拉與壓漿施工在常州武進區(qū)花園街（定安中路—武進區(qū)界）跨京杭運河大橋工程施工中取得的成功應用表明：智能張拉及智能壓漿標準化施工能夠顯著提高橋梁預應力施工的施工質量，提高了橋梁的耐久性和安全性，節(jié)約作業(yè)時間，節(jié)省大量勞動力，值得將來在實際工作中進一步推廣和運用。然而，智能張拉和智能壓漿施工效果提高還依賴于施工經驗的總結，今后在施工過程中，應該重視對相關經驗的總結，不斷提高施工水平，使智能張拉和智能壓漿在橋梁建設中得到更好的運用。

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