橋梁預應力智能張拉壓漿系統(tǒng)原理及施工技術研究

羅哲濤

【摘 要】橋梁工程施工作業(yè)的開展，需各種施工技術的應用支持與保障，做好技術的應用控制，對保障橋梁建造效益目標的實現(xiàn)有著重要意義。文章概述了橋梁預應力智能張拉壓漿系統(tǒng)原理，結(jié)合實例分析橋梁預應力智能張拉壓漿施工技術的具體應用，總結(jié)了橋梁預應力智能張拉壓漿系統(tǒng)的應用經(jīng)驗，供相關人員參考借鑒。

【關鍵詞】橋梁;預應力;智能張拉壓漿系統(tǒng)原理

【中圖分類號】U445.57 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2022）04-0182-03

橋梁預應力施工作業(yè)中，采用智能化控制系統(tǒng)，能夠保障施工參數(shù)的精準度，避免出現(xiàn)施工錯誤造成質(zhì)量問題。工程實踐中多使用橋梁預應力智能張拉壓漿系統(tǒng)輔助工程施工作業(yè)的開展與落實，獲得了不錯的成效，被廣泛推廣應用。若想實現(xiàn)橋梁預應力智能張拉壓漿系統(tǒng)的應用價值，就需做好過程控制，切實保障操作的規(guī)范性，最大限度地實現(xiàn)技術應用的價值。

1 橋梁預應力智能張拉壓漿系統(tǒng)應用原理

1.1 張拉系統(tǒng)

工程項目中使用的張拉系統(tǒng)，主要是利用計算機進行操作，嚴格控制預應力張拉，保障橋梁建造的質(zhì)量。從系統(tǒng)的結(jié)構組成分析，主要包括主機、油泵和千斤頂。技術原理：將應力當作控制指標，以伸長量為校對指標，利用傳感器裝置，采集數(shù)據(jù)信息（如工作壓力和鋼絞線的伸長量等），為操作標準化分析提供支持與保障。橋梁施工作業(yè)期間，使用智能張拉系統(tǒng)輔助作業(yè)的開展，要做好過程控制，保障伸長量誤差處于合理范圍內(nèi)，達到作業(yè)的要求。

1.2 壓漿系統(tǒng)

預應力管道壓漿作業(yè)的密實度若不達標，將會影響結(jié)構的性能，甚至影響橋梁系統(tǒng)整體的質(zhì)量，作業(yè)時利用智能化壓漿系統(tǒng)則可以有效解決。使用的智能化壓漿系統(tǒng)，回路部分由制漿機及壓漿泵組成。制備的漿液在回路系統(tǒng)內(nèi)持續(xù)循環(huán)，排除全部的空氣。在管道的進漿口與出漿口布置了精密傳感器，可以實現(xiàn)對作業(yè)數(shù)據(jù)信息的實時化監(jiān)測，如壓力和流量等。

2 橋梁預應力智能張拉壓漿施工技術的應用實例

2.1 案例概述

以平洞嶺大橋為例，設計樁號為K56+027.5。從具體情況來說，小里程的起終點為K55+930.92-K56+124.08。根據(jù)方案，順著羅城向融水洞頭方向，出現(xiàn)了逐漸升坡的情況，上升了2.2%，平面所處的位置為直線段。設計方案提出，建設預應力混凝土連續(xù)剛構箱梁，設計為48 m+

85 m+48 m變截面。為保證作業(yè)有序開展，需要配置4名作業(yè)人員負責張拉施工，并且要配套相應的設備保障作業(yè)。其中，智能化真空壓漿設備數(shù)量為2臺;張拉千斤頂，具備智能化控制功能，數(shù)量為4臺?，F(xiàn)結(jié)合工程施工實踐，分析橋梁預應力智能張拉壓漿系統(tǒng)的應用。

2.2 箱梁設計

設計的方案提出，選擇單箱單室變截面箱梁連續(xù)剛構，作業(yè)時嚴格控制技術參數(shù)。對于斷面梁高，中間支點位置控制為4.8 m，邊跨直線位置為2.2 m，主跨跨中位置為2.2 m。建設的主橋箱梁，具體組成包括節(jié)段和“T”梁等，詳細情況為2個0號塊節(jié)段、2個懸臂澆筑“T”構（1#～10#節(jié)段、1’#～10’#節(jié)段）、2個邊跨現(xiàn)澆段、2個邊跨合攏段和1個中跨合攏段組成。

2.3 合攏段總體施工方案

按照設計的施工方案，邊跨合攏段選擇的是掛籃方法作業(yè)。組織掛籃施工前，下橫梁需要深入到現(xiàn)澆段，深入0.5 m，底模和側(cè)模全部使用掛籃底模及側(cè)模，內(nèi)模使用的是竹膠板進行拼裝作業(yè)。若需要臨時鎖定合攏段，則按照外勁性骨架的方式實施。對于中跨合攏段，考慮到搭設作業(yè)不方便，經(jīng)過綜合分析后提出單只掛籃前伸合攏作業(yè)方案。施工作業(yè)時，底模與側(cè)模部分，設計選擇藍底側(cè)模系統(tǒng)。對于橫隔板內(nèi)模，則借助竹膠板和方木材料進行處理。此部分的臨時鎖定，設計按照“內(nèi)勁性骨架+臨時張拉鋼束”實施。

2.4 施工工藝

2.4.1 基本施工

掛籃前移：按照技術方案，需要邊跨側(cè)掛籃前移，并且前下橫梁伸入支架現(xiàn)澆段，深入的長度為0.5 m，借助事前預留的孔進行錨固處理。需要注意的是，事前預留的掛籃，在進行移動操作時，必須按照規(guī)定進行。通常，連續(xù)梁一個主墩的兩個掛籃率先完成10#段的施工，在不給合攏段帶來威脅的前提下，將中跨側(cè)掛籃后移一定距離錨固。另外的主墩則需要在兩個掛籃施工完10#段后，邊跨側(cè)及中跨側(cè)掛籃對稱前移一段距離分別施工邊跨合攏段和中跨合攏段。做好相應的檢查，當中跨施工段的技術指標達到要求后，組織開展縱向和豎向的張拉操作，同時要完成橫向預應力束的張拉，完成后需要進行壓漿，上述工序結(jié)束后拆除4只掛籃。在進行掛籃后移時，要提前做好相應的拆卸工作，再進行移動和錨固作業(yè)，按照設計的順序進行拆除作業(yè)。

支架搭設：對于邊跨施工段，需要將合攏段支架和現(xiàn)澆段支架同步設置，具體操作時，對于合攏段還需要考慮不良影響，例如掛籃的影響，做好相應的控制，避免出現(xiàn)質(zhì)量問題。

底側(cè)模安裝：按照設計方案，對于邊跨部分，合攏段的底模選擇的是掛籃底側(cè)模，遵循技術標準，當掛籃到達設計位置后需要進行校正，完成后再進行安裝作業(yè)。在進行底側(cè)模的安裝作業(yè)時，要求和已經(jīng)施工的10#段及現(xiàn)澆段混凝土結(jié)合緊密，做好嚴格精細化檢查，若發(fā)現(xiàn)不達標的情況，則需要進行密封處理。

底腹板鋼筋安裝：合攏段設計為2.0 m，鋼筋和預應力管道材料的布置量較多，并且會受到骨架因素的影響，增加了安裝的難度。為保證作業(yè)的效果，需要提前落實技術交底及人員培訓。對于合攏段，在進行管道安裝操作時，要求圍繞接頭管部分進行質(zhì)量控制，以免操作不合格影響工程質(zhì)量，避免發(fā)生漏漿或者其他問題。合攏段縱向鋼束一般較長，采用后穿法有一定困難，如果采取先穿法施工，必須確保采取可靠措施保證管道不漏漿，同時在混凝土澆筑過程中應安排專人拖動鋼絞線。

內(nèi)模安裝：合攏段內(nèi)?？刹捎媚灸；蛘邟旎@組合鋼模施工，過人洞模型應提前加工成型，整體吊裝上橋安裝。

合攏段鎖定：從施工的角度來說，需要在冬季環(huán)境下施工，使得工程的質(zhì)量受到很多氣候因素的影響，面臨施工作業(yè)的挑戰(zhàn)和難題。為保證施工的效果和效益，需合理安排施工進度計劃，明確各項工程和內(nèi)容在何時進行施工作業(yè)。對于復雜工序，例如骨架安裝和鋼束張拉等，必須做好細節(jié)和要點的控制，切實保障作業(yè)的效果和質(zhì)量，實現(xiàn)技術的應用效果。

2.4.2 臨時張拉鋼束設計施工

張拉臨時鋼束的作用：從整體的操作情況來說，骨架部分需要利用焊縫進行連接，由于抗拉能力不強，所以需要使用臨時預應力，借助其力量共同抵抗合攏段兩端位置梁體因各類因素產(chǎn)生的拉應力。這需要嚴格控制，切實保障操作達到預期。

臨時鋼束張拉的設計：在進行施工作業(yè)時，每個技術參數(shù)和要點都必須做好嚴格控制。事前學習和了解施工參數(shù)和方案中的其他內(nèi)容，做好強度和張拉力等技術指標的控制，切實保障張拉作業(yè)的效果和效益。

臨時鋼束張拉的施工：結(jié)束骨架焊接且鎖定后，需要及時張拉，一般要求在1.5 h內(nèi)結(jié)束4束臨時鋼束張拉。作業(yè)前，需要提前做好工具的調(diào)試和施工。合攏段鎖定后應立即解除邊墩上下支座板臨時錨板約束。

2.4.3 混凝土的澆筑

對于邊跨合攏段，開展混凝土澆筑作業(yè)前，需要提前進行觀測，了解合攏段的高程數(shù)據(jù)信息變化，同時采集合攏段長度數(shù)據(jù)信息的變化，事前做好溫度監(jiān)測，明確溫度和高程等具體變化，合理安排混凝土施工作業(yè)。合攏段混凝土澆筑時間，盡量選擇低溫時段開展。本次工程施工作業(yè)時，選擇在夜間10：00進行澆筑。按照作業(yè)要求，對于邊跨合攏段的13.06 m3混凝土，需要在1.5 h內(nèi)完成作業(yè)。合攏段混凝土施工原材料選擇的是微膨脹混凝土，同時混凝土強度等級需要提高相應等級。結(jié)合實驗分析，確定最佳的配合比。合攏段混凝土澆筑作業(yè)結(jié)束后，采取覆蓋土工布的方式，做好養(yǎng)護保護，避免產(chǎn)生擾動的情況，嚴格控制作業(yè)的質(zhì)量與效果。邊跨合攏段混凝土澆筑前，要求做好全面精細的檢查。對存在的雜質(zhì)，要求做好全面清除和處理，實施澆筑施工前要做好灑水處理，保證工程的施工效果和效益。中跨合攏段混凝土澆筑同邊跨合攏段混凝土施工相同。此階段的控制要求比較高，需要注重澆筑技術指標的控制。在澆筑混凝土過程中，根據(jù)混凝土澆筑速度，同步卸掉相同的重量。

2.4.4 后續(xù)施工

邊跨合攏段鋼束張拉：此部分澆筑作業(yè)完成后，需要等到強度達到設計標準后，組織開展張拉施工作業(yè)。一般來說，強度需要超過95%。

剩余鋼束的張拉壓漿施工：做好相應的檢測，若中跨合攏段的混凝土強度技術指標，達到了設計方案的要求，則需要進行張拉鋼束的調(diào)節(jié)，達到設計標準后進行錨固處理。嚴格按照設計的張拉作業(yè)方案，對各個細節(jié)和要點進行處理，結(jié)束作業(yè)后要進行封閉處理。

拆除邊跨支架：細節(jié)和要點的控制是安全拆除的重要保障，必須高度重視，實施有效的控制措施，避免出現(xiàn)施工問題。

臨時支墩的拆除：根據(jù)設計方案的標準和內(nèi)容，做好合攏段強度的質(zhì)量控制，如果可以達到標準和要求，則需要在張拉達到要求后進行拆除作業(yè)。

鎖定主墩支座約束：臨時支墩固結(jié)約束解除后，鎖定主墩活動支座縱向約束，擰緊上下支座錨板[1]。

2.5 智能張拉壓漿系統(tǒng)的應用效果

從橋梁工程施工實踐分析，采用智能張拉壓漿系統(tǒng)，獲得了不錯的成效，張拉精度為±1%。當張拉下降1%時，在錨固作業(yè)前可以自動補位到規(guī)定值。操作時可以自動化測量，能夠達到及時準確測量和校準，同張拉力同步控制，達到了雙控的效果。采用計算機技術控制，同步精度較高，并且能夠?qū)崿F(xiàn)多頂對稱同步張拉。除此之外，按照設計的程序組織開展張拉壓漿作業(yè)，可排除人為因素的影響，緩慢卸載，避免沖擊損傷夾片，有效減少回縮量[2]。

橋梁工程中使用智能壓漿系統(tǒng)，組織開展施工作業(yè)，可有效規(guī)避傳統(tǒng)壓漿技術的問題。利用壓漿系統(tǒng)，發(fā)揮其循環(huán)性特點，消除了空氣因素的不良影響，避免了空洞的出現(xiàn)。同時，能夠?qū)崿F(xiàn)對注漿壓力的有效控制。按照施工作業(yè)的要求，對于水平或者曲線管道，要求壓漿壓力保持在0.5～0.7 MPa的范圍內(nèi)，并且關閉出漿口后建議保持一個超過0.5 MPa的穩(wěn)壓期，要求控制在3～5 min，使用智能壓漿系統(tǒng)可獲得不錯的效果。作業(yè)期間能夠?qū)簼{的水膠比實時化監(jiān)測，有效避免水膠比不符合實際情況問題的發(fā)生。整個操作過程利用智能壓漿系統(tǒng)，可以自動化記錄各類數(shù)據(jù)信息，例如穩(wěn)壓持續(xù)時間與流量等[3]。

3 橋梁預應力智能張拉壓漿系統(tǒng)的應用要點

3.1 做好事前的準備工作

使用智能張拉壓漿系統(tǒng)，輔助橋梁預應力張拉與壓漿作業(yè)的開展，要做好事前各項準備工作。根據(jù)中跨與邊跨等的施工作業(yè)需求，準備相應的設備。按照技術操作標準，做好電線連接，必須保證是三相電源連接，遵守技術標準和要求操作。做好油管連接的檢查，避免存在雜質(zhì)，以免油管與回油管出現(xiàn)混淆。將回油管布置在千斤頂與安全閥的一側(cè)，按照設計方案進行連接操作，避免出現(xiàn)漏油的情況。結(jié)束主體限位板的安裝作業(yè)后，使用千斤頂進行吊起操作。需要注意的是，使用鋼絲繩做好千斤頂?shù)墓潭ㄌ幚?，切實保障作業(yè)的安全。對操作人員需要做好技術培訓，使其能掌握智能張拉壓漿系統(tǒng)的使用流程和要求，做好每個細節(jié)與要點的控制，保障張拉與壓漿作業(yè)的效果。

3.2 做好技術操作的把控

智能張拉壓漿系統(tǒng)運行時，按照操作規(guī)范與標準進行張拉作業(yè)。結(jié)束此項作業(yè)后，要做好電機與電源的關閉處理，并且需要拆除千斤頂與油管。張拉設備使用后要做好保存管理，避免受潮或者暴曬。使用完壓漿軟件后，返回到主界面，檢查對話框的數(shù)據(jù)信息，看是否出現(xiàn)跳動問題，保證壓漿作業(yè)規(guī)范化開展。此外，要檢查各項連接是否達到技術標準和要求，保證其處于合格狀態(tài)，再進行擠水操作，保障電機的安全性與穩(wěn)定性。

4 結(jié)束語

綜上所述，橋梁預應力智能張拉壓漿系統(tǒng)的應用，要按照施工作業(yè)方案，配置充足的資源，按照作業(yè)標準做好事前準備，遵循技術流程操作。本文結(jié)合實例，對橋梁預應力智能張拉壓漿系統(tǒng)的應用及施工作業(yè)流程進行分析，總結(jié)了技術的應用效果。

參 考 文 獻

[1]劉星，周丁丁.橋梁預應力智能張拉壓漿系統(tǒng)的原理及施工研究[J].交通世界，2019（24）：92-93.

[2]楚紀鋒.橋梁預應力智能張拉壓漿系統(tǒng)原理及施工[J].河南建材，2018（6）：270-272.

[3]聶炳燕.橋梁預應力智能張拉壓漿系統(tǒng)的原理與施工技術[J].交通世界，2018（25）：126-127.