桥梁预应力智能张拉压浆系统原理与施工技术

周 健

(山西路桥第二工程有限公司，山西 临汾 041000)

合理运用预应力智能张拉系统和压浆系统进行桥梁工程的建设，对提高桥梁质量具有积极作用，运用无线传感等智能科技，在提高其稳定性同时，还对其梁体结构的安全性和耐久性加以保障。

1 智能张拉系统及工作原理

智能张拉系统是通过对计算机进行操作，在施工进行时，实现桥梁预应力张拉全过程的远端控制，对确保桥梁施工整体质量、提高施工技术水平起到积极作用，是现今桥梁建设工程中非常有效的施工技术。

1.1 张拉系统结构

智能张拉系统结构并不繁多复杂，其主要设备包括主机、油泵和千斤顶这三个组成部分。在施工运作中，即通过主机实现彼此之间的相互联系和作用，以达到对系统功能的最大发挥效果。

1.2 张拉系统工作原理

在实际施工情况中，应力的选择会成为智能张拉系统的参考标准，对伸长量的误差情况进行校准，运用传感技术来实现系统数据的采集工作，其主要内容包括张拉设备的作业压力，钢绞线的伸长量系数等。在完成数值采集后，系统返还采集数据到主机端，并经由电脑终端，对目前工作的实际情况进行分析，在此阶段结束后，张拉工作设备会根据控制终端反馈回来的信息，开展下一阶段的工作，将变频电机的实际参数调整到适宜范围内，以高精确度的数据，为油泵电机的工作提供妥善的工作环境，达到准确控制加载速度以及张拉力的目的，满足整体施工进展的要求，保证优质的施工效果[1]。由于智能化的应用，可以使整个系统将提前设置好的程序作为工作指令，经过主机发布后，实现机械设备的同步控制，达到自动张拉的目的。智能张拉工作的完成，既有利于确保施工整体质量，提高结构稳固性，又可以为接下来的施工流程做准备。智能张拉系统整体结构见图1,实物见图2。

2 智能压浆系统及工作原理

开展智能压浆技术的主要作用便是对预应力筋提供安全保证，使其避免遭到腐蚀，使桥梁结构的耐久性得到保证，延长其使用寿命。在桥梁建设施工阶段，预应力筋主要是由钢筋混凝土结合水泥浆构成的，其整体结构能够使锚固更为结实可靠，以达到对预应力筋的承载能力显著提高，并保证其良好的抗裂性能[2]。正式开展施工时，压浆系统如果不能够紧密的压实预应力管道，将会导致结构物整体的耐久性受到极大影响，最终降低整个桥梁建设的质量标准。而有效地运用智能压浆系统，就可以很从容的解决上述难题，使结构物整体耐久性得到充分保障，并且能够运用到施工过程的其他环节中。

2.1 压浆系统的构造研究

智能压浆系统主要由三部分构成，分别为主机、循环压浆系统和测控系统，合理对三个部件进行组合，就能产生意外的施工技术效果，对系统的合理操作，就能发挥出该系统结构的最大作用。

2.2 压浆系统工作机理

压浆系统的智能回路配备是由预应力管道以及制浆机等组成的，在回路内部持续循环倒转浆液，使管道中的空气可以去除干净，当产生管道堵塞的问题，需要尽快检查并处理。通过使其内部压力增强进行冲孔，让其余的杂质排出管道，完成密实压浆的工序，消除各种有损质量的不良因素。在预应力管道的进出口部位安置传感器进行细致的检测，保证各项检测参数的准确性，例如，压力、材料以及浆液配比等数值均应该掌握，同时将监测结果数据上传至主机端，通过主机端实施分析并做出相应判断[3]。在主机端预设指令，使测控系统能够根据实时情况自动调整压力和流量，以保证整个压浆过程的效果能够符合相关技术规范，达到工程要求的各项指标，确保压浆的密实度，进而提高桥梁工程的施工质量。智能压浆系统整体结构见图3，实物见图4。

3 智能张拉施工技术

3.1 传统预应力张拉过程中存在的问题

经过不断接触建设工程的施工实践过程，能够对传统的预应力张拉过程得出部分总结论点：

1)对预应力工程的施工，不仅需要具备丰富的专业技术水平，还应该严格遵照行业标准和图纸规范来执行施工操作。但是更多时候，部分项目进行到预应力张拉时并没有按照严格标准去施行张拉速率和张拉持续时间，使预应力遭受不必要的损失。在实际工程中，如果预应力没能达到设计标准，即可判定桥梁整体质量不符合标准。

2)预应力张拉过程中，给予钢绞线过量的拉力，使其应力达到极限产生屈服现象，或出现钢绞线受力不够均匀的情况，造成钢绞线的变形。

传统的预应力张拉设备和施工方法均采用人工操作，其弊端在于：

a.在传统的张拉施工中，使用的油泵精准度较小，并且压力表得到的示数不具有精准性，对于小数点后面的数值，是通过估读的方式进行的，结果不具有准确性。

b.通过人力进行手轮流量控制时，由于人为因素的影响较大，例如工作人员的经验，以及个人习惯等，都会对工作产生影响，并且此种因素是无法被控制的，最终造成构件出现形变的后果。

c.在业主等施工质量管理人员中，控制张拉工序的主要方式为现场观察，对张拉过程以及最后的阶段参数进行检查，没有投入较多的人力财力。

3.2 智能张拉控制系统的应用

通过使用智能张拉系统进行施工作业时，T梁两端应设置监控张拉应力值，确保实时数据的上传，如发现应力数值超出标准，则需要立即停止施工，并检查工作锚的安装是否出现问题。经由施工情况进行总结，智能张拉控制系统具有其人工不可比拟的特点：

1)精准度高。仔细查阅桥梁技术规范能够得知，智能张拉控制系统的精度范围能达到±1.5%，而人工张拉精度却是±15%[4]。

2)监控实时。张拉过程可以不间断性的实时监控，且张拉的伸长量也可以实时监控，并且能做到数值校对工作，换做人工执行则需要耗费相当程度的精力。

3)操作同步。由计算机进行控制预应力张拉时，能够确保两边的张拉作业处于同步进行状态，在张拉进行过程中，遇到特殊事件需要暂停或停止的情况下，也都可以进行同时控制。

4)没有人工的干扰，可以将工作的稳定性以及准确性进行提升，在不同的阶段，使用不同的加载速度，实现自动调节的目的。

5)将工艺标准作为参考要求，开展张拉工作。

4 智能压浆技术

4.1 传统压浆过程中存在的问题分析

1)压浆使用的原料配比不正确，在施工现场为图方便或者疏于配比，在混凝土中掺入过量水分，导致其施工时出现泌水问题造成空洞现象。

2)水泥浆液的配制，水泥浆液的配制存在很大的人为因素，配制浆液的设备也不标准，难以达到试验室配合比的要求。同时施工人员往往为方便施工，肆意改善浆液的流动性，这些必然会影响孔道压浆的质量。

3)灌注浆液前对浆液的计量不准，造成浆液外溢或不足的情况。

4)锚固的密实性出现问题，发生少量渗水或者漏气的情况。

5)压浆的过程中施加的压力不充分，在进行压浆环节时，仅靠浆液的流动性进行施工，而不给予外压条件，导致浆液的密实度必然不够均匀。

6)压浆时压力控制，采用压力表盘度数控制，在压浆过程中压力表的瞬时度数很难控制，靠肉眼去记录度数存在很大误差。

7)孔道内空气的排除，传统压浆工艺采用浆液自流排气，压浆结束时，难以保证孔道内的空气排除干净，造成压浆后出现空洞。

4.2 智能压浆系统的应用

采用适宜的智能压浆方式，加强对桥梁施工过程出现的各种相关问题的研究，并均有效的解决。关于智能压浆系统的结构特点，体现在施工过程中的以下几个方面：

1)准确控制水胶比，按照实际需要，将所需要的材料用量进行控制，人工添加水泥和外加剂，供水系统自动加水，准确控制加水量，从而保证水胶比符合要求。

2)实时进行压浆过程中的浆液配比监测，如果配比成分出现问题，则会从控制端发出警示消息，从而避免浆液配比不满足施工要求的情况发生。

3)容易精准控制注浆的压力，并且可以根据现场要求情况进行适量调节。

4)数据记录真实且精细，循环压浆的过程中，系统会自动持续记录预设资料的数据信息，由于这些数据不会由人为因素造成影响，所以对施工质量也具备相当程度的保证。

5)智能压浆系统具备自动循环功能，且循环的过程能够把管道内部的空气尽量向外排出，预防因空气存在而导致空洞现象的发生。

6)浆液持续循环排净空气及杂质，浆液由制浆机、压浆泵、预应力等组成，然后调节内部参数，将杂质一同排除。

7)双孔同压，提高效率，循环压浆系统工作时，在位置较低的孔道接入，浆液在位置高的孔道回流到储浆桶，再通过保压完成一次压浆过程。

5 结语

在桥梁建设工程的实施过程，有效运用智能张拉和智能压浆系统可以达到非常满意的效果，并且针对传统施工形式出现的问题也能够很好的解决处理，对桥梁整体结构的稳定性和安全性都起到积极的作用。因此，在今后的建设工程中，仍然需要不断提高施工水平，学习创新施工技术，使更多有效的施工技术能够运用到桥梁建设工程中。

[1] 何堂敏.桥梁预应力张拉及压浆系统原理及施工技术相关探讨[J].大科技,2016(8):154-155.

[2] 刘亚昌.智能张拉和智能压浆系统在桥梁建设中的应用[J].交通标准化,2014,42(10):111-113.

[3] 贾 璐.桥梁预应力智能张拉与压浆技术研究[J].城市建设理论研究(电子版),2015(18):7376-7377.

[4] 郭永刚.预应力智能张拉和大循环智能压浆技术应用研究[J].安徽建筑,2014,21(3):139,142.