橋梁預(yù)應(yīng)力智能張拉壓漿系統(tǒng)原理與施工技術(shù)

周 健

(山西路橋第二工程有限公司，山西 臨汾 041000)

合理運用預(yù)應(yīng)力智能張拉系統(tǒng)和壓漿系統(tǒng)進行橋梁工程的建設(shè)，對提高橋梁質(zhì)量具有積極作用，運用無線傳感等智能科技，在提高其穩(wěn)定性同時，還對其梁體結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性加以保障。

1 智能張拉系統(tǒng)及工作原理

智能張拉系統(tǒng)是通過對計算機進行操作，在施工進行時，實現(xiàn)橋梁預(yù)應(yīng)力張拉全過程的遠(yuǎn)端控制，對確保橋梁施工整體質(zhì)量、提高施工技術(shù)水平起到積極作用，是現(xiàn)今橋梁建設(shè)工程中非常有效的施工技術(shù)。

1.1 張拉系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

智能張拉系統(tǒng)結(jié)構(gòu)并不繁多復(fù)雜，其主要設(shè)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(xiàn)彼此之間的相互聯(lián)系和作用，以達(dá)到對系統(tǒng)功能的最大發(fā)揮效果。

1.2 張拉系統(tǒng)工作原理

在實際施工情況中，應(yīng)力的選擇會成為智能張拉系統(tǒng)的參考標(biāo)準(zhǔn)，對伸長量的誤差情況進行校準(zhǔn)，運用傳感技術(shù)來實現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的采集工作，其主要內(nèi)容包括張拉設(shè)備的作業(yè)壓力，鋼絞線的伸長量系數(shù)等。在完成數(shù)值采集后，系統(tǒng)返還采集數(shù)據(jù)到主機端，并經(jīng)由電腦終端，對目前工作的實際情況進行分析，在此階段結(jié)束后，張拉工作設(shè)備會根據(jù)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(shù)調(diào)整到適宜范圍內(nèi)，以高精確度的數(shù)據(jù)，為油泵電機的工作提供妥善的工作環(huán)境，達(dá)到準(zhǔn)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(yōu)質(zhì)的施工效果[1]。由于智能化的應(yīng)用，可以使整個系統(tǒng)將提前設(shè)置好的程序作為工作指令，經(jīng)過主機發(fā)布后，實現(xiàn)機械設(shè)備的同步控制，達(dá)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(zhì)量，提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性，又可以為接下來的施工流程做準(zhǔn)備。智能張拉系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)見圖1,實物見圖2。

2 智能壓漿系統(tǒng)及工作原理

開展智能壓漿技術(shù)的主要作用便是對預(yù)應(yīng)力筋提供安全保證，使其避免遭到腐蝕，使橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性得到保證，延長其使用壽命。在橋梁建設(shè)施工階段，預(yù)應(yīng)力筋主要是由鋼筋混凝土結(jié)合水泥漿構(gòu)成的，其整體結(jié)構(gòu)能夠使錨固更為結(jié)實可靠，以達(dá)到對預(yù)應(yīng)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(tǒng)如果不能夠緊密的壓實預(yù)應(yīng)力管道，將會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)物整體的耐久性受到極大影響，最終降低整個橋梁建設(shè)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。而有效地運用智能壓漿系統(tǒng)，就可以很從容的解決上述難題，使結(jié)構(gòu)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(huán)節(jié)中。

2.1 壓漿系統(tǒng)的構(gòu)造研究

智能壓漿系統(tǒng)主要由三部分構(gòu)成，分別為主機、循環(huán)壓漿系統(tǒng)和測控系統(tǒng)，合理對三個部件進行組合，就能產(chǎn)生意外的施工技術(shù)效果，對系統(tǒng)的合理操作，就能發(fā)揮出該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的最大作用。

2.2 壓漿系統(tǒng)工作機理

壓漿系統(tǒng)的智能回路配備是由預(yù)應(yīng)力管道以及制漿機等組成的，在回路內(nèi)部持續(xù)循環(huán)倒轉(zhuǎn)漿液，使管道中的空氣可以去除干凈，當(dāng)產(chǎn)生管道堵塞的問題，需要盡快檢查并處理。通過使其內(nèi)部壓力增強進行沖孔，讓其余的雜質(zhì)排出管道，完成密實壓漿的工序，消除各種有損質(zhì)量的不良因素。在預(yù)應(yīng)力管道的進出口部位安置傳感器進行細(xì)致的檢測，保證各項檢測參數(shù)的準(zhǔn)確性，例如，壓力、材料以及漿液配比等數(shù)值均應(yīng)該掌握，同時將監(jiān)測結(jié)果數(shù)據(jù)上傳至主機端，通過主機端實施分析并做出相應(yīng)判斷[3]。在主機端預(yù)設(shè)指令，使測控系統(tǒng)能夠根據(jù)實時情況自動調(diào)整壓力和流量，以保證整個壓漿過程的效果能夠符合相關(guān)技術(shù)規(guī)范，達(dá)到工程要求的各項指標(biāo)，確保壓漿的密實度，進而提高橋梁工程的施工質(zhì)量。智能壓漿系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)見圖3，實物見圖4。

3 智能張拉施工技術(shù)

3.1 傳統(tǒng)預(yù)應(yīng)力張拉過程中存在的問題

經(jīng)過不斷接觸建設(shè)工程的施工實踐過程，能夠?qū)鹘y(tǒng)的預(yù)應(yīng)力張拉過程得出部分總結(jié)論點：

1)對預(yù)應(yīng)力工程的施工，不僅需要具備豐富的專業(yè)技術(shù)水平，還應(yīng)該嚴(yán)格遵照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和圖紙規(guī)范來執(zhí)行施工操作。但是更多時候，部分項目進行到預(yù)應(yīng)力張拉時并沒有按照嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)去施行張拉速率和張拉持續(xù)時間，使預(yù)應(yīng)力遭受不必要的損失。在實際工程中，如果預(yù)應(yīng)力沒能達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，即可判定橋梁整體質(zhì)量不符合標(biāo)準(zhǔn)。

2)預(yù)應(yīng)力張拉過程中，給予鋼絞線過量的拉力，使其應(yīng)力達(dá)到極限產(chǎn)生屈服現(xiàn)象，或出現(xiàn)鋼絞線受力不夠均勻的情況，造成鋼絞線的變形。

傳統(tǒng)的預(yù)應(yīng)力張拉設(shè)備和施工方法均采用人工操作，其弊端在于：

a.在傳統(tǒng)的張拉施工中，使用的油泵精準(zhǔn)度較小，并且壓力表得到的示數(shù)不具有精準(zhǔn)性，對于小數(shù)點后面的數(shù)值，是通過估讀的方式進行的，結(jié)果不具有準(zhǔn)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(jīng)驗，以及個人習(xí)慣等，都會對工作產(chǎn)生影響，并且此種因素是無法被控制的，最終造成構(gòu)件出現(xiàn)形變的后果。

c.在業(yè)主等施工質(zhì)量管理人員中，控制張拉工序的主要方式為現(xiàn)場觀察，對張拉過程以及最后的階段參數(shù)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(tǒng)的應(yīng)用

通過使用智能張拉系統(tǒng)進行施工作業(yè)時，T梁兩端應(yīng)設(shè)置監(jiān)控張拉應(yīng)力值，確保實時數(shù)據(jù)的上傳，如發(fā)現(xiàn)應(yīng)力數(shù)值超出標(biāo)準(zhǔn)，則需要立即停止施工，并檢查工作錨的安裝是否出現(xiàn)問題。經(jīng)由施工情況進行總結(jié)，智能張拉控制系統(tǒng)具有其人工不可比擬的特點：

1)精準(zhǔn)度高。仔細(xì)查閱橋梁技術(shù)規(guī)范能夠得知，智能張拉控制系統(tǒng)的精度范圍能達(dá)到±1.5%，而人工張拉精度卻是±15%[4]。

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

3)操作同步。由計算機進行控制預(yù)應(yīng)力張拉時，能夠確保兩邊的張拉作業(yè)處于同步進行狀態(tài)，在張拉進行過程中，遇到特殊事件需要暫?；蛲Ｖ沟那闆r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(wěn)定性以及準(zhǔn)確性進行提升，在不同的階段，使用不同的加載速度，實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)的目的。

5)將工藝標(biāo)準(zhǔn)作為參考要求，開展張拉工作。

4 智能壓漿技術(shù)

4.1 傳統(tǒng)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(xiàn)場為圖方便或者疏于配比，在混凝土中摻入過量水分，導(dǎo)致其施工時出現(xiàn)泌水問題造成空洞現(xiàn)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(shè)備也不標(biāo)準(zhǔn)，難以達(dá)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(zhì)量。

3)灌注漿液前對漿液的計量不準(zhǔn)，造成漿液外溢或不足的情況。

4)錨固的密實性出現(xiàn)問題，發(fā)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(huán)節(jié)時，僅靠漿液的流動性進行施工，而不給予外壓條件，導(dǎo)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(shù)控制，在壓漿過程中壓力表的瞬時度數(shù)很難控制，靠肉眼去記錄度數(shù)存在很大誤差。

7)孔道內(nèi)空氣的排除，傳統(tǒng)壓漿工藝采用漿液自流排氣，壓漿結(jié)束時，難以保證孔道內(nèi)的空氣排除干凈，造成壓漿后出現(xiàn)空洞。

4.2 智能壓漿系統(tǒng)的應(yīng)用

采用適宜的智能壓漿方式，加強對橋梁施工過程出現(xiàn)的各種相關(guān)問題的研究，并均有效的解決。關(guān)于智能壓漿系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點，體現(xiàn)在施工過程中的以下幾個方面：

1)準(zhǔn)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(tǒng)自動加水，準(zhǔn)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(jiān)測，如果配比成分出現(xiàn)問題，則會從控制端發(fā)出警示消息，從而避免漿液配比不滿足施工要求的情況發(fā)生。

3)容易精準(zhǔn)控制注漿的壓力，并且可以根據(jù)現(xiàn)場要求情況進行適量調(diào)節(jié)。

4)數(shù)據(jù)記錄真實且精細(xì)，循環(huán)壓漿的過程中，系統(tǒng)會自動持續(xù)記錄預(yù)設(shè)資料的數(shù)據(jù)信息，由于這些數(shù)據(jù)不會由人為因素造成影響，所以對施工質(zhì)量也具備相當(dāng)程度的保證。

5)智能壓漿系統(tǒng)具備自動循環(huán)功能，且循環(huán)的過程能夠把管道內(nèi)部的空氣盡量向外排出，預(yù)防因空氣存在而導(dǎo)致空洞現(xiàn)象的發(fā)生。

6)漿液持續(xù)循環(huán)排凈空氣及雜質(zhì)，漿液由制漿機、壓漿泵、預(yù)應(yīng)力等組成，然后調(diào)節(jié)內(nèi)部參數(shù)，將雜質(zhì)一同排除。

7)雙孔同壓，提高效率，循環(huán)壓漿系統(tǒng)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(jié)語

在橋梁建設(shè)工程的實施過程，有效運用智能張拉和智能壓漿系統(tǒng)可以達(dá)到非常滿意的效果，并且針對傳統(tǒng)施工形式出現(xiàn)的問題也能夠很好的解決處理，對橋梁整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性都起到積極的作用。因此，在今后的建設(shè)工程中，仍然需要不斷提高施工水平，學(xué)習(xí)創(chuàng)新施工技術(shù)，使更多有效的施工技術(shù)能夠運用到橋梁建設(shè)工程中。

[1] 何堂敏.橋梁預(yù)應(yīng)力張拉及壓漿系統(tǒng)原理及施工技術(shù)相關(guān)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(tǒng)在橋梁建設(shè)中的應(yīng)用[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化,2014,42(10):111-113.

[3] 賈 璐.橋梁預(yù)應(yīng)力智能張拉與壓漿技術(shù)研究[J].城市建設(shè)理論研究(電子版),2015(18):7376-7377.

[4] 郭永剛.預(yù)應(yīng)力智能張拉和大循環(huán)智能壓漿技術(shù)應(yīng)用研究[J].安徽建筑,2014,21(3):139,142.