浅谈后张法预应力T梁智能张拉及智能压浆工艺

【摘要】：智能张拉及智能压浆工艺通过计算机来控制张拉、压浆施工的全过程，完全改变了传统的通过人工来操作的方法，真正实现了张拉、压浆的同步性控制，张拉、压浆过程中产生的数据能通过无线网络反映在业主、监理、检测、施工等各单位的面前，便于施工质量的控制，及提高了施工质量，也提高了施工效率和经济效益。

【关键词】：后张法预应力施工；智能张拉；智能压浆；

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：

近年来，预应力桥梁不断出现病害，甚至垮塌，给人民生命财产造成了巨大损失，通过对已跨塌预应力桥梁的质量问题进行分析研究，发现相当部分的预应力桥梁导致跨蹋的内因主要有以下三个方面：1、预应力张拉质量不合格；2、管道压浆不密实；3、预应力施工质量通病

如何对整个桥梁预应力工程加以控制，已经成为亟待解决的重要问题。本文依托新疆克拉玛依至塔城高速公路达尔布特特大桥40米T桥梁预应力施工，实行桥梁预应力智能张拉、压浆精细化施工技术，对预应力张拉、压浆实时全程跟踪、智能控制、及时纠错。减少环境与人为等因素的影响，改进施工工艺和规范施工过程，提高预应力施工质量，保证了桥梁结构安全和耐久性，降低了桥梁全寿命周期成本。

一、工程概况

达尔布特特大桥上跨新疆塔城托里县铁厂沟镇达尔布特河U型河谷，地处高烈风区及达尔布特活动断裂带。

本桥全长1000米，起点桩号为K31+576，终点桩号为K32+576。本桥分为左右幅，桥孔跨布置均为3×(4×40)m+5×40m+2×(4×40)m，共25跨，每跨40m，全桥共分8联。

上部结构：采用40m预应力T梁，先简支后桥面连续。T梁梁高2.5m单孔6片共300片。

二、预应力智能张拉技术

1、工作原理

智能张拉系统由系统主机、油泵、千斤顶三大部分组成。预应力智能张拉系统以应力为控制指标，伸长量误差作为校对指标。系统通过传感技术采集每台张拉设备（千斤顶）的工作压力和钢绞线的伸长量（含回缩量）等数据，并实时将数据传输给系统主机进行分析判断，同时张拉设备（泵站）接收系统指令，实现张拉力及加载速度的实时精确控制。系统还根据预设的程序，由主机发出指令，同步控制每台设备的每一个机械动作，自动完成整个张拉过程。

2、主要技术特点

①精确施加应力

②及时校核伸长量，实现“双控”

③对称同步张拉

④智能控制张拉过程，减少预应力损失

⑤质量管理和远程监控功能

可实现质量远程监控，张拉过程真实记录，真实掌握质量状况，质量责任永久追溯。

3、经济社会效益

与传统张拉技术相比较，预应力智能张拉技术在确保了施工质量的同时经济效益明显。具体见表1 技术经济比较表。

表1技术经济比较表

三、循环智能压浆工艺

1、工作原理

系统由系统主机、测控系统、循环压浆系统组成。浆液在由预应力管道、制浆机、压浆泵组成的回路内持续循环以排净管道内空气，及时发现管道堵塞等情况，并通过加大压力进行冲孔，排出杂质，消除致压浆不密实的因素。

在管道进、出浆口分别设置精密传感器实时监测压力，并实时反馈给系统主机进行分析判断，测控系统根据主机指令进行压力的调整，保证预应力管道在施工技术规范要求的浆液质量、压力大小、稳压时间等重要指标约束下完成压浆过程，确保压浆饱满和密实。主机判断管道充盈的依据为进出浆口压力差在一定的时间内是否保持恒定。

2、主要技术特点

①浆液满管路持续循环排除管道内空气

管道内浆液从出浆口导流至储浆桶，再从进浆口泵入管道，形成大循环回路。浆液在管道内持续循环，通过调整压力和流量，将管道内空气通过出浆口和钢绞线丝间空隙完全排出，还可带出孔道内残留杂质。

②准确控制压力，调节流量

a精确调节和保持灌浆压力

自动实测管道压力损失，以出浆口满足规范最低压力值来设置灌浆压力值，保证沿途压力损失后管道内仍满足规范要求的最低压力值。关闭出浆口后长时间内保持不低于0.5MPa的压力。

b当进、出浆口压力差保持稳定后，可判定管道充盈。

c通过进出口调节阀对流量和压力大小进行调整。

③准确控制水胶比

按施工配合比数量自动加水，准确控制加水量，从而保证水胶比符合要求。

④一次压注双孔，提高工效

对于跨径50m内的预制梁，单孔长度小于80m的预应力管道均可双孔同时压浆，从位置较低的一孔压入，从位置较高的一孔压出回流至储浆桶，节约劳动力，提高工效100%。

⑤实现高速制浆，提高浆液质量

系统采用高速制浆机，将水泥、压浆剂和水进行高速搅拌，其转速为1420r/min，叶片线速度>10m/s，能完全满足规范要求。

⑥规范压浆过程，实现远程监控

灌浆过程由计算机程序控制，不受人为因素影响，准确计量加水量，实时监测灌浆压力、稳压时间、浆液温度、环境温度各个指标，自动记录，并打印报表。无线传输将数据实时反馈至相关部门，实现预应力管道压浆的远程监控。

⑦系统集成度高，简单适用

系统将高速制浆机、储浆桶、进浆测控仪、返浆测控仪、压浆泵集成于一体，现场使用只须将进浆管、返浆管与预应力管道对接，即可进行压浆施工。操作十分简单，适用于各种结构的管道压浆。

3、产品应用效果见下图。

距锚头0.5m位置切片效果对比照片

4、经济社会效益见表2。

表2 循环智能压浆与传统压浆比较表

四、结束语

通过运用T梁预应力智能张拉、压浆精细化施工工艺及施工控制方案，基本杜绝了人工对张拉、压浆施工的影响，保证了桥梁预应力的质量。该系统操作简单，界面人性化，适应各种施工场地环境，大幅度的改变了传统施工的弊端，有效提高了施工的精确度（精度1%）。推行桥梁预应力精细化施工技术，严格控制有效预应力的大小和压浆的密实性，确保预应力施工符合设计和使用要求，是杜绝由于施工不当而造成桥梁预应力病害问题的最有效、最直接的方法，是保证预应力桥梁的结构安全和耐久性的最佳途径。

参考文献：

［1］冯伟林，谢立新，余力行．湖南省高速公路桥梁预应力精细化施工指南［Z］．2011．

［2］吴 涛．桥梁预应力张拉精细化智能控制技术及关键设备研究［Z］．2010．

［3］唐前松．T梁预应力智能张拉精细化施工工艺及施工控制.公路工程.2011.8