智能張拉和智能壓漿系統(tǒng)在橋梁建設中的應用

劉亞昌

（唐山交通建設工程監(jiān)理咨詢有限責任公司，河北 唐山 063000）

0 引言

在橋梁建設施工中，預制梁是施工的重點和難點，運用傳統(tǒng)的施工方法存在著多方面的不足，容易出現(xiàn)應力施加不準確、管道壓漿不飽滿、不密實等情況，影響工程建設的順利進行和施工質(zhì)量。為了改變這種情況，提高施工質(zhì)量和施工效益，在施工中采用梁體預應力智能張拉和大循環(huán)智能壓漿技術(shù)，使得傳統(tǒng)的施工方法得以很大程度的改進，提高了施工質(zhì)量和施工效益。采用這種施工方法，在施工過程中，施工人員不需要相互喊話操作，不需要通過肉眼判斷施工質(zhì)量，不需要利用手工方式記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，大大減少了施工中的人為因素影響。而是通過利用無線傳感等新技術(shù)，通過電腦對預應力的施加和大循環(huán)灌漿進行控制，實現(xiàn)了對智能張拉伸長量的精確控制，保證了智能壓漿注漿管道的密實度和質(zhì)量，使得梁體預應力能夠得到充分發(fā)揮，有利于保證梁體預應力穩(wěn)定工作，使梁體結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性得以提高[1]。

本文主要結(jié)合橋梁建設的實際情況，探討分析了智能張拉系統(tǒng)和智能壓漿系統(tǒng)在橋梁建設中的具體運用，希望能夠引起人們對這一問題的進一步重視，能夠?qū)蛄航ㄔO的實際工作發(fā)揮借鑒和指導作用。

1 智能張拉系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理

智能張拉系統(tǒng)采用計算機操作，在施工過程中，實現(xiàn)對預應力張拉全過程的有效控制，有利于保證橋梁施工質(zhì)量，提高施工水平，是目前橋梁建設中先進的施工技術(shù)。

1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

智能張拉系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要有三個重要部分，包括主機、油泵、千斤頂，在實際工作中，它們相互聯(lián)系、相互作用，促進系統(tǒng)最佳功能的發(fā)揮。

1.2 工作原理

在實際工作中，智能張拉系統(tǒng)將應力作為控制指標，將伸長量誤差作為校對指標，系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)主要通過傳感技術(shù)實現(xiàn)，主要包括張拉設備的工作壓力，鋼絞線的伸長量等等。采集之后，系統(tǒng)還將數(shù)據(jù)實時傳輸給系統(tǒng)主機，并由主機進行分析和判斷。與此同時，張拉設備接收系統(tǒng)指令，實時調(diào)整變頻電機工作參數(shù)，并高精度實時調(diào)控油泵電機轉(zhuǎn)速，從而對加載速度和張拉力實現(xiàn)實時精確控制，滿足施工的要求，達到良好的施工效果[2]。此外，整個系統(tǒng)還能夠根據(jù)所預設的程序，由主機發(fā)出相應的指令，對每臺設備的每一個機械動作實現(xiàn)同步控制，從而自動完成整個張拉過程。張拉完成之后，有利于保證施工質(zhì)量，提高結(jié)構(gòu)的性能，也為接下來的施工做好準備。

2 智能壓漿系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理

智能壓漿有利于保證預應力筋免受銹蝕，也是保證橋梁結(jié)構(gòu)耐久性的重要途徑。在橋梁建設的過程中，預應力筋主要通過水泥漿和周圍混凝土結(jié)合而成，它們形成一個不可分割的整體，使得錨固的可靠性得以提高，進而提高結(jié)構(gòu)物的抗裂性能和承載能力。在施工過程中，預應力管道壓漿如果不密實，將會使結(jié)構(gòu)物的耐久性受到嚴重的影響，進而影響整個橋梁建設的質(zhì)量。而在施工中如果運用智能壓漿系統(tǒng)，能夠妥善地解決這些問題，保證結(jié)構(gòu)物的耐久性，有待于在施工過程中進一步推廣和運用。

2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

就其結(jié)構(gòu)來看，智能壓漿系統(tǒng)主要包括主機、測控系統(tǒng)、循環(huán)壓漿系統(tǒng)，不同的組成部分有著不同的作用，對系統(tǒng)的正常運行和功能的最佳發(fā)揮都有著重要的作用。

2.2 工作原理

智能壓漿系統(tǒng)回路由預應力管道、制漿機、壓漿泵組成，漿液在回路內(nèi)持續(xù)循環(huán)，排凈管道內(nèi)的空氣，如果管道有堵塞等情況，能夠及時發(fā)現(xiàn)并處理。通過加大壓力進行沖孔，使得雜質(zhì)得以排出，消除導致壓漿不密實的因素。同時，在管道的進漿口和出漿口，分別設置精密傳感器，對相關(guān)的參數(shù)進行實時的監(jiān)測，包括壓力、流量、漿液水膠比等等，同時還將監(jiān)測到的數(shù)據(jù)實時反饋給主機，并由主機進行分析和判斷。在主機的指令下，測控系統(tǒng)還能夠適當調(diào)整壓力和流量，從而使得整個壓漿過程能夠順利完成，保證漿液質(zhì)量、壓力、穩(wěn)定時間等各項指標滿足相關(guān)的施工技術(shù)規(guī)范，保證壓漿飽滿和密實，符合施工的要求，進而提高施工質(zhì)量。

3 智能張拉系統(tǒng)在橋梁建設中的運用

3.1 具體運用

在傳統(tǒng)工程施工中，導致橋梁病害的主要原因是預應力施工技術(shù)不規(guī)范，施工工藝不合理。例如，鋼絞線相互纏繞，長短不一，張拉的時候出現(xiàn)斷絲或者滑絲等等。另外，在施工時，盡管在張拉時可能不出現(xiàn)問題，但工程建成之后，隨著時間的增加，在汽車荷載的影響下，絞線也會出現(xiàn)疲勞甚至斷裂。同時，張拉應力與設計值存在著很大的偏差，預應力存在過大的情況，結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變形甚至裂縫；或者預應力存在著過小的情況，導致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)開裂或者下?lián)系痊F(xiàn)象。而運用智能張拉系統(tǒng)，能夠很好地解決這些問題，實現(xiàn)對施工質(zhì)量的有效控制；對施工質(zhì)量進行實時跟蹤，在施工過程中實現(xiàn)對施工質(zhì)量的有效控制，并對存在的問題立即采取相應的補救措施。通過這些方式，能夠有效提高施工質(zhì)量，還能提高管理效率，方便查詢工作，能自動生成并打印報表[3]。由計算機對張拉施工進行全面的控制，改變了人工操作油泵進行張拉的工作方式，實現(xiàn)了對張拉的同步控制，具有傳統(tǒng)施工工藝不可比擬的優(yōu)勢。

3.2 運用效果

在實際的橋梁建設中，智能張拉系統(tǒng)的運用，方便了業(yè)主、監(jiān)理、施工單位、檢測單位的交流，為他們進行交流創(chuàng)建了統(tǒng)一的平臺。并且，在互聯(lián)網(wǎng)的支持下，可以突破地域的限制，加強對質(zhì)量的管理工作，有利于提高施工質(zhì)量。并且，在整個張拉過程中，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)能夠自動生成張拉記錄表，并通過互聯(lián)網(wǎng)，將這些數(shù)據(jù)和資料反映到業(yè)主那里，減少了人為因素干擾，杜絕了數(shù)據(jù)造假的可能性。能夠?qū)⒄鎸嵉氖┕み^程還原，有利于對施工質(zhì)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(guān)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。

4 智能壓漿系統(tǒng)在橋梁建設中的運用

4.1 具體運用

在橋梁建設過程中，運用大循環(huán)回路的方式，將預應力管道出口漿液導流至儲漿桶，從而使之形成灌漿回路。由于管道內(nèi)存在空氣，需要采取措施使其排出，一般采用持續(xù)循環(huán)的方式實現(xiàn)。同時，還需將水膠比傳感器與制漿機綁定，使其自成回路，并對漿液的水膠比進行實時監(jiān)測，以保證壓入管道內(nèi)的漿液性能滿足相關(guān)規(guī)范和設計要求。與此同時，在管道的兩端還設置了進漿測控儀和返漿測控儀，以實現(xiàn)對灌漿流量的實時監(jiān)測，同時，還能夠監(jiān)測到灌漿壓力，并測試管道實際壓力損失。得到實測壓力損失值之后，對灌溉壓力進行自動調(diào)整，通過測試和調(diào)整，進而保證了整個管路壓力能夠滿足相應的設計規(guī)范和要求[4]。

4.2 運用效果

在橋梁建設中，通過采用智能壓漿系統(tǒng)，不僅避免了出現(xiàn)孔道內(nèi)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(zhì)量過低的質(zhì)量通病，由于運用了密封蓋加彈性墊片的技術(shù)，還解決了錨頭密封的難題。與傳統(tǒng)的壓漿技術(shù)相比，智能壓漿系統(tǒng)避免了人為因素干擾，提高了技術(shù)的準確度和施工質(zhì)量，能夠?qū)⒐艿纼?nèi)的空氣排凈，實現(xiàn)了對漿液質(zhì)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，滿足施工要求，有利于提高橋梁建設的質(zhì)量和效益。

5 結(jié)語

在橋梁建設過程中，采用智能張拉和智能壓漿系統(tǒng)能夠收到良好的效果，可以解決傳統(tǒng)施工中存在的很多問題，有利于提高張拉質(zhì)量，提高結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性，為橋梁施工建立有效的預應力體系。此外，智能壓漿還能夠?qū)崿F(xiàn)對預應力鋼絞線的有效保護，使其不會被銹蝕，降低預應力的損失，提高結(jié)構(gòu)整體的抗彎剛度，能夠保證結(jié)構(gòu)的承載能力滿足橋梁建設的要求，提高預應力橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性和安全性，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(jīng)驗的總結(jié)，今后在施工過程中，應該重視對相關(guān)經(jīng)驗的總結(jié)，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，提高施工水平和橋梁的建設質(zhì)量。

[1] 趙翔宇.淺談梁板智能張拉壓漿系統(tǒng)在高速公路的應用及發(fā)展前景[J].山西交通科技，2012（12）：69-71.

[2] 蘆科.智能張拉和智能壓漿系統(tǒng)在橋梁建設的運用[J].科教縱橫，2012（10）：89.

[3] 張瑞斌.談公路橋梁預應力智能張拉施工技術(shù)[J].山西建筑，2013（1）：197-198.

[4] 陳海斌.預應力混凝土智能張拉與智能壓漿新工藝應用[J].內(nèi)蒙古公路與運輸，2012（5）：1-3.