智能張拉與壓漿技術(shù)在預(yù)制T梁施工中的應(yīng)用

唐亮

（中鐵十七局集團(tuán)第三工程有限公司 河北石家莊 050000）

1 智能張拉與智能壓漿技術(shù)的原理

1.1 智能張拉系統(tǒng)的原理

智能張拉系統(tǒng)主要由三大部分構(gòu)成，分別是系統(tǒng)主機(jī)、油泵和千斤頂，預(yù)應(yīng)力智能張拉系統(tǒng)的控制指標(biāo)為應(yīng)力，而校對(duì)指標(biāo)則是伸長(zhǎng)量誤差。系統(tǒng)擔(dān)負(fù)著采集信息數(shù)據(jù)的任務(wù)，借助于先進(jìn)的傳感器技術(shù)，將每臺(tái)張拉設(shè)備（千斤頂）的工作壓力數(shù)據(jù)和鋼絞線的伸長(zhǎng)量數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并實(shí)時(shí)向主機(jī)傳輸采集到的數(shù)據(jù)，便于主機(jī)對(duì)這些數(shù)據(jù)的分析和判斷，與此同時(shí)，油泵負(fù)責(zé)接收系統(tǒng)的指令，并做好對(duì)變頻電機(jī)工作參數(shù)的調(diào)整工作，從而實(shí)現(xiàn)高精度實(shí)時(shí)調(diào)控油泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)張拉力及加載速度的實(shí)時(shí)精確控制。除此之外，系統(tǒng)還要根據(jù)預(yù)設(shè)程序，由主機(jī)發(fā)出指令，同步控制每臺(tái)設(shè)備的每一個(gè)機(jī)械動(dòng)作，自動(dòng)完成張拉過程。

圖1 預(yù)應(yīng)力智能張拉

1.2 智能壓漿技術(shù)原理

大循環(huán)智能壓漿系統(tǒng)也主要由三大部分構(gòu)成，分別是系統(tǒng)主機(jī)、測(cè)控系統(tǒng)和循環(huán)壓漿系統(tǒng)。漿液在系統(tǒng)回路里循環(huán)能夠最大程度的排除管道內(nèi)的空氣，如果管道出現(xiàn)了堵塞，也能在最短的時(shí)間內(nèi)被發(fā)現(xiàn)，通過加拉壓力，對(duì)堵塞的部位進(jìn)行沖孔，以便雜質(zhì)被盡快排出。

管道的進(jìn)漿口和出漿口都設(shè)置有精密傳感器，目的是實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)壓力和流量參數(shù)，與此同時(shí)要將監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)傳送給主機(jī)，主機(jī)由此進(jìn)行科學(xué)的分析和判斷，并將指令下達(dá)給測(cè)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)會(huì)依令對(duì)壓力和流量進(jìn)行有效調(diào)整，保證了漿液質(zhì)量、壓力和穩(wěn)壓時(shí)間等均符合技術(shù)要求，確保壓漿的質(zhì)量。

圖2 智能壓漿系統(tǒng)

2 工程概況

鐵本高速公路第6標(biāo)段主線起訖里程樁號(hào)為K316+000～K324+300，線路總長(zhǎng)8.3km，本項(xiàng)目地處山區(qū)東麓山區(qū)，路線長(zhǎng)、地形起伏大，本標(biāo)段共有大橋2座，共有預(yù)制T梁360片。張拉壓漿選擇北溝大橋右幅27-2梁為張拉壓漿首件。

3 智能張拉與壓漿技術(shù)在預(yù)制T梁施工中的應(yīng)用

3.1 技術(shù)準(zhǔn)備

（1）要保證施工人員和技術(shù)人員的專業(yè)性。預(yù)應(yīng)力可以說是預(yù)制T梁的生命線，預(yù)應(yīng)力施工的重要性不言而喻。因此在技術(shù)人員的選擇上一定要注意選取那些技術(shù)能力過關(guān)、責(zé)任心強(qiáng)的技術(shù)人員，以能夠保質(zhì)保量的晚上預(yù)應(yīng)力的智能張拉和灌漿作業(yè)，同時(shí)配備同樣技能過關(guān)和責(zé)任心強(qiáng)的施工人員配合技術(shù)人員完成相關(guān)施工。

（2）加強(qiáng)對(duì)人員的培訓(xùn)工作。為提高技術(shù)人員和施工人員的專業(yè)技術(shù)水平，項(xiàng)目部應(yīng)積極聘請(qǐng)專業(yè)的工程師對(duì)參與項(xiàng)目的人員進(jìn)行培訓(xùn)，包括理論知識(shí)培訓(xùn)和實(shí)踐操作培訓(xùn)。通過高質(zhì)量的培訓(xùn)，使得相關(guān)人員都能夠熟練掌握智能張拉和壓漿設(shè)備的操作，并能夠?qū)κ┕ぶ锌赡艹霈F(xiàn)的故障有深入的了解。培訓(xùn)結(jié)束之后，要采取科學(xué)合理的考核方式對(duì)人員進(jìn)行考核。

（3）要做好對(duì)張拉數(shù)據(jù)的復(fù)核工作。應(yīng)力和伸長(zhǎng)量要通過張拉進(jìn)行控制。除此之外，要對(duì)預(yù)應(yīng)力設(shè)備的安裝進(jìn)行仔細(xì)檢查，從而保證安裝的質(zhì)量。

3.2 預(yù)應(yīng)力筋的制作

在制作預(yù)應(yīng)力筋的過程中，鋼絞線的下料長(zhǎng)度至關(guān)重要，這個(gè)長(zhǎng)度一般通過三個(gè)因素來確定：①預(yù)制T梁的長(zhǎng)度；②鋼絞線在傳輸過程中所需要的連接長(zhǎng)度；③千斤頂?shù)墓ぷ鏖L(zhǎng)度。在預(yù)應(yīng)力筋的制作中，很容易出現(xiàn)鋼絞線散頭的問題，如果切割設(shè)備的選擇時(shí)合理，那么這種問題出現(xiàn)的概率就會(huì)很高。所以，鋼絞線的切割一定要選擇合適的切割設(shè)備，這對(duì)保證鋼絞線切割的質(zhì)量意義重大，而砂輪切割機(jī)則被實(shí)踐證明是最為適合的設(shè)備。

3.3 穿束施工

穿束之前要保證鋼絞線彼此之間的獨(dú)立性，避免鋼絞線的相互干擾。要解決這一問題，最為關(guān)鍵的便是對(duì)鋼絞線進(jìn)行編束，編束之后的鋼絞線進(jìn)行穿束能夠大大簡(jiǎn)化施工的程序，從而有效提升穿束施工的效率。需要注意的是，鋼絞線穿束之前要做好清潔工作，否則過多的雜質(zhì)會(huì)導(dǎo)致鋼束的銹蝕。除此之外，為了加快穿束的速度，可以配置相應(yīng)的引導(dǎo)頭。

3.4 智能張拉施工

（1）控制軟件回到主界面，檢查軟件左下角的狀態(tài)欄，顯示正常，右上角的“張拉梁號(hào)”正確，“第1次”張拉為準(zhǔn)備狀態(tài)。

（2）再次檢查確定梁板的兩端千斤頂安裝正確，然后啟動(dòng)梁板兩端設(shè)備（按下綠色“油泵啟動(dòng)”按鈕），啟動(dòng)設(shè)備，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)聲音正常，平順。儀器進(jìn)行5min預(yù)熱；溫度低于10℃時(shí)，進(jìn)行15～30min預(yù)熱。

（3）通知T梁兩邊工作人員，注意安全。點(diǎn)擊控制軟件的“開始張拉”按鍵，“第1次張拉施工”啟動(dòng)，此時(shí)密切注意在電腦上觀測(cè)壓力值和位移值是否正常，有異常立即點(diǎn)擊“暫停張拉”并進(jìn)行相關(guān)檢查。

（4）實(shí)施張拉的過程尤其要對(duì)T梁兩端設(shè)備和千斤頂?shù)倪\(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)進(jìn)行密切關(guān)注，確保施工的安全。一旦發(fā)現(xiàn)異常情況，要馬上點(diǎn)擊“暫停張拉”按鈕，并按下張拉儀“急停指示”按鈕，這時(shí)設(shè)備便會(huì)停止施工。

3.5 錨固、封錨

預(yù)應(yīng)力鋼束張拉至總張拉力后，穩(wěn)壓5min后，緩慢旋松截止閥，千斤頂慢慢降壓，并把鋼絞線整齊地錨固在錨具內(nèi)。確定錨固正常后，千斤頂回油缸進(jìn)油，回復(fù)至千斤頂外露30～40mm，停機(jī)施工后，向監(jiān)理工程師遞交張拉施工相關(guān)記錄。為保證預(yù)應(yīng)力張拉施工的質(zhì)量，監(jiān)理旁站制度是十分必要的，監(jiān)理要發(fā)揮自身的監(jiān)督作用，同時(shí)要做好規(guī)范的施工記錄。預(yù)應(yīng)力張拉完成之后，要進(jìn)行鋼絞線的切割，一般選用砂輪進(jìn)行切割，需要注意的是切割時(shí)的細(xì)節(jié)，用濕布包裹鋼絞線根部，不能采用氧、乙炔或電弧切割，否則鋼絞線受熱退火會(huì)一起滑絲。切割完成后及時(shí)用砂漿將錨具封錨，并且要在24h內(nèi)完成管道壓漿作業(yè)。

3.6 智能壓漿施工工藝

3.6.1 設(shè)備放置與控制臺(tái)的設(shè)立

預(yù)應(yīng)力智能壓漿臺(tái)車的放置位置至關(guān)重要，位置不合理會(huì)對(duì)壓漿的效果產(chǎn)生影響。最合適的位置莫過于待壓漿預(yù)應(yīng)力管道的注漿端，并且要掌握好距離，過遠(yuǎn)的距離仍然會(huì)影響壓漿。距離稍近有利于縮短進(jìn)漿和返漿管的長(zhǎng)度，最合適的范圍為離智能壓漿臺(tái)車5～50m。

3.6.2 管路連接與循環(huán)模式

（1）雙孔循環(huán)模式

首先要選擇高壓管，長(zhǎng)度適中，性能良好，然后要將臺(tái)車的進(jìn)漿口與梁端的進(jìn)漿口、臺(tái)車的出漿口與梁端的返漿口、梁體另外一端兩個(gè)出漿口連接。

（2）單孔孔外循環(huán)模式

單孔孔外循環(huán)模式最適用于那些長(zhǎng)度大于30m的預(yù)制梁，較長(zhǎng)的預(yù)應(yīng)力管道也適用于單孔孔外循環(huán)模式。用三通將進(jìn)漿管、返漿管和壓漿嘴進(jìn)行連接，還要將閥門安裝在進(jìn)漿嘴與返漿管上，管道另一端的出漿口也要安裝上出漿嘴和閥門。

（3）雙孔交叉循環(huán)壓漿模式

雙孔交叉循環(huán)壓漿模式適用于長(zhǎng)度大于50m的T梁，在實(shí)際壓漿中，要使用2臺(tái)智能壓漿臺(tái)車，2臺(tái)臺(tái)車的同時(shí)工作能夠使得臺(tái)車內(nèi)的漿液得到持續(xù)不斷的循環(huán)，這使得長(zhǎng)管道循環(huán)排氣的難題得到了很好的解決。

3.6.3 開始?jí)簼{

將控制軟件調(diào)回到主界面，同時(shí)查看液晶顯示框內(nèi)的數(shù)據(jù)狀態(tài)，數(shù)據(jù)跳動(dòng)為正常狀態(tài)，并且要保證主界面右上角的“壓漿梁號(hào)”正確，壓漿處在準(zhǔn)備狀態(tài)。之后要進(jìn)一步查看管道連接，保證連接的正確性。這時(shí)方可點(diǎn)擊“梁孔擠水”按鈕，這時(shí)電磁閥會(huì)被啟動(dòng)，施工操作人員要注意傾聽點(diǎn)擊運(yùn)轉(zhuǎn)聲音，并且做好安全施工措施。電腦上的壓力值和流量值也需得到同步關(guān)注，一旦發(fā)現(xiàn)異常，就要點(diǎn)擊“暫停”按鈕，進(jìn)行仔細(xì)檢查。

智能壓漿的全過程中要密切關(guān)注設(shè)備的工作狀況，一旦有異常情況出現(xiàn)，那么就要立即停止壓漿作業(yè)，確保人員和設(shè)備的安全。具體的操作為單擊“暫停壓漿”按鈕，這樣設(shè)備會(huì)停止作業(yè)。

壓漿施工完成之后，智能設(shè)備便會(huì)完成自動(dòng)溢流，并且對(duì)數(shù)據(jù)實(shí)施保存，之后會(huì)自動(dòng)跳轉(zhuǎn)到下一個(gè)壓漿環(huán)節(jié)。在下個(gè)環(huán)節(jié)的施工開始前，相關(guān)人員要對(duì)儀器的狀態(tài)進(jìn)行再一次的檢查，確保儀器運(yùn)行的正常。

3.6.4 壓漿結(jié)束

在壓漿施工結(jié)束之后，首先要關(guān)閉軟件和電機(jī)，然后將電源切斷，最后拆除高壓管。

需要注意的是，要將壓漿系統(tǒng)的設(shè)備進(jìn)行妥善保管，定期保養(yǎng)，做好防水和防曬工作，確保下次施工設(shè)備的正常運(yùn)作。

4 結(jié)語

綜上所述，智能張拉與智能壓漿技術(shù)在很大程度上實(shí)現(xiàn)了張拉和壓漿過程的自動(dòng)化和智能化，比傳統(tǒng)的張拉和壓漿技術(shù)有明顯的優(yōu)勢(shì)，通過這種技術(shù)的應(yīng)用，橋梁結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性得到了明顯的提升，極大的促進(jìn)了我國橋梁建筑事業(yè)的發(fā)展。

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[3]顧俊，唐春剛.預(yù)應(yīng)力混凝土T梁智能張拉與壓漿施工工藝在大跨徑跨河橋中的應(yīng)用[J].教育教學(xué)論壇，2015（39）.