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      橋梁預應力智能張拉壓漿技術分析

      2023-12-04 13:46:22王仙紅
      運輸經(jīng)理世界 2023年26期
      關鍵詞:壓漿梁體拉力

      王仙紅

      (上饒市廣豐公路事業(yè)發(fā)展中心,江西 上饒 334600)

      0 引言

      橋梁作為重要的交通基礎設施,對于現(xiàn)代社會的發(fā)展和經(jīng)濟的繁榮起著至關重要的作用。在橋梁建設中,預應力技術被廣泛應用,以提高橋梁的承載能力、延長使用壽命和提升結構的穩(wěn)定性。傳統(tǒng)的預應力施工方法存在一些局限性,如施工難度大、施工過程控制難度高以及無法實時監(jiān)測應力狀態(tài)等。為了克服這些問題,需要對橋梁預應力智能張拉壓漿技術應用進行分析,以了解技術操作要點為橋梁項目建設提供先進可靠的技術方法。

      1 橋梁預應力智能張拉壓漿技術概述

      橋梁預應力智能張拉壓漿技術是一種應用于橋梁結構中的先進技術,旨在提高橋梁的強度、穩(wěn)定性和耐久性。該技術主要涉及兩個關鍵過程,即:預應力張拉和壓漿。

      首先,預應力張拉是指在橋梁梁體或構件中施加預先確定的拉力,通過預應力鋼束或鋼筋來產(chǎn)生。這些預應力鋼束或鋼筋會被張拉至設計要求的預應力水平。預應力施加于梁體從而產(chǎn)生梁體內(nèi)部的壓應力,使梁體具有更好的抗彎和抗剪能力。預應力張拉過程中需要精確控制張拉力的大小、方向和位置,以確保梁體的受力性能符合設計要求。

      其次,壓漿是指在梁體內(nèi)部的預應力鋼束或鋼筋周圍注入特定的壓漿材料,以填充空隙、固化鋼束或鋼筋,并提供附著力和保護作用。壓漿材料通常是高強度、耐久性好的材料,如聚合物漿料或水泥漿料。通過壓漿施工,可以確保預應力鋼束或鋼筋與梁體之間的緊密連接,增強梁體的整體性能[1]。

      橋梁預應力智能張拉壓漿技術通過使用先進的張拉設備、傳感器和控制系統(tǒng),實現(xiàn)對預應力張拉和壓漿過程的精確控制和監(jiān)測。該技術可以實現(xiàn)自動化的張拉力控制、應力監(jiān)測和數(shù)據(jù)記錄,提高施工效率和質(zhì)量控制水平。同時,智能化的壓漿系統(tǒng)可以實現(xiàn)壓漿過程的精確控制和材料的均勻分布,確保梁體內(nèi)部的空隙得到充分填充,提高結構的穩(wěn)定性和耐久性。

      2 施工條件確定

      橋梁預應力智能張拉壓漿施工是一項復雜而精密的工程技術,需要具備一定的條件才能有效進行。

      第一,做好工程設計與規(guī)劃。在進行預應力智能張拉壓漿施工前,需要有詳細的工程設計和規(guī)劃,安排工作人員做好結構設計、預應力布置方案、張拉序列等。同時,應充分考慮橋梁的受力特點、荷載要求和使用壽命,進行必要的結構分析和計算。

      第二,做好施工方案和方法確定。針對具體工程的特點,明確預應力鋼束或鋼筋的布置和固定方式、張拉設備和壓漿設備的選擇和調(diào)試、施工工藝流程等內(nèi)容。同時,針對施工方案應考慮施工效率、施工質(zhì)量和安全性。

      第三,準備好檢測和監(jiān)測設備。進行預應力智能張拉壓漿施工需要配備張拉力測量儀器、應力傳感器、變形監(jiān)測系統(tǒng)、壓漿監(jiān)測設備等,需要在施工之前對這些設備性能進行分析。

      第四,做好質(zhì)量控制和管理。在施工過程中需要進行嚴格的質(zhì)量控制和管理,安排專門的人員進行材料的選擇和檢驗、工藝流程的相關控制,確保施工質(zhì)量符合設計要求和規(guī)范。做到管控方案細致全面,方法精準清晰,分工明確落實到人。

      3 橋梁預應力智能張拉壓漿技術

      3.1 設備安裝

      現(xiàn)場施工人員在張拉工作開始之前,應對各個結構部件進行全面檢查,各項技術參數(shù)符合工程的需要,達到設計方案的標準。張拉設備的各方面的性能合格,經(jīng)過監(jiān)理人員審批后才能開啟系統(tǒng)的運行。在張拉設備運行中,各項操作嚴格落實規(guī)范要求,包含收索、千斤頂安裝等。在具體安裝過程中,做好下述工作:

      一是安裝限位板。該部件安裝中,通過部件的齒口和錨板安裝定位,達到固定的效果。

      二是安裝千斤頂。在安裝環(huán)節(jié),千斤頂齒口與限位板穩(wěn)定連接。

      三是安裝工具錨。在現(xiàn)場安裝中,該部件和前端錨具相對應連接,使孔位排列達到精準性要求,防止在現(xiàn)場施工中出現(xiàn)千斤頂上部穿心孔與鋼絞線存在交叉的情況,避免出現(xiàn)失錨問題。

      四是安裝千斤頂油管。對于各個部位進行檢查,油嘴通暢,接頭穩(wěn)定、密封性好,每個部位都符合干凈、整潔的標準,再進行現(xiàn)場連接工作,也要避免安裝錯位的情況。油管安裝順序是從千斤頂和梁板較遠的一側(cè)開展安裝。為了預防出現(xiàn)漏油的情況,使用銅墊片連接密封,保證油表、油泵電源穩(wěn)定連接。

      五是開啟油泵。反復多次將千斤頂活塞頂出,將內(nèi)部的氣體全部都排放出去,以免給后續(xù)的施工造成負面的影響[2-3]。

      3.2 智能張拉

      智能張拉是整個施工環(huán)節(jié)的核心,關系到項目施工的效果和質(zhì)量,所以必須加強智能張拉環(huán)節(jié)的控制,以提升施工的質(zhì)量和精確性。預應力張拉流程如圖1 所示的順序進行,各個環(huán)節(jié)均需加強控制。為了使張拉精確性合格,在智能張拉系統(tǒng)內(nèi)安裝高精度傳感器裝置,其測量精度可以達到0.01MPa。壓力傳感器將測量到的壓力傳輸?shù)接嬎銠C系統(tǒng)內(nèi),顯示出壓力參數(shù)值,做好現(xiàn)場記錄工作,避免出現(xiàn)數(shù)據(jù)偏差過大的問題。在千斤頂內(nèi)安裝有壓力傳感器,實時傳輸壓力數(shù)據(jù)信息,壓力值非常準確,反映出張拉力與張拉伸長率都符合要求,偏差不能超過±6%,如果傳感器顯示的數(shù)據(jù)超出該范圍,技術人員分析現(xiàn)場形成原因,作出調(diào)整處理后,再繼續(xù)進行張拉施工,以符合工程的要求。

      圖1 張拉流程

      3.2.1 智能預應力管道壓漿施工

      (1)加強水膠比的控制。執(zhí)行工藝方案技術標準,漿液水膠比設定在0.26~0.28 之間,以達到現(xiàn)場施工標準要求。通過在系統(tǒng)內(nèi)安裝渦輪流量計、電磁閥等設備,實現(xiàn)自動化的控制。加水環(huán)節(jié)處于監(jiān)督管控范圍內(nèi),數(shù)據(jù)精度合格。通過加水量的控制,在水泥、外加劑等材料的共同影響之下,使水膠比符合技術標準要求,避免影響材料的綜合性能。

      (2)壓漿壓力控制。對于水平或者曲線的壓力管道施工,將壓力設定在0.5~0.7MPa 之間。出漿口關閉之后,將壓力保持在0.5MPa 以上。壓漿施工環(huán)節(jié),壓力參數(shù)值必須加強控制,這是智能壓漿系統(tǒng)的關鍵。落實管道壓力損失參數(shù)的控制,不會因為損失過大而影響施工效果。與此同時,管道的最低壓力值有效控制,設置在合理區(qū)間之內(nèi),使整個系統(tǒng)管道壓力負荷處于最佳狀態(tài)中,壓漿施工順利地完成,防止由于壓力損失過大而產(chǎn)生結構質(zhì)量不合格的情況。

      (3)嚴格控制漿液流量。在壓漿施工階段,漿液的流量控制極為重要,以智能化的張拉系統(tǒng)作為基礎,內(nèi)部安裝測控裝置,達到流量精確性控制的效果。施工人員根據(jù)系統(tǒng)設定的流量參數(shù),根據(jù)壓漿施工作業(yè)的時間,計算出漿液體積的數(shù)據(jù),與管道體積的數(shù)據(jù)對比分析,控制預應力管道的漿液量,防止出現(xiàn)影響施工質(zhì)量的因素。為了使預應力壓漿施工順利完成,執(zhí)行智能張拉工藝方案,采取循環(huán)作業(yè)的方式,每個環(huán)節(jié)都能有序地組織落實,以促進施工效率和質(zhì)量的提升。具體來說,施工工藝包含下述幾個流程:

      第一,疏通管道。在預應力管道施工階段,對現(xiàn)場施工的情況進行檢查,確定是否發(fā)生堵塞、漏漿等問題,并加強進、出漿口部位上的壓力判斷,一旦存在堵塞情況,需要增大漿液的流量,實現(xiàn)沖孔處理,使管道內(nèi)部達到通暢性的標準。同時,增加流量的方式能夠及時排出管道內(nèi)的雜質(zhì)、空氣等,使循環(huán)注漿作業(yè)能夠順利完成,避免產(chǎn)生嚴重的質(zhì)量缺陷和問題。

      第二,循環(huán)壓漿流程如下:施工準備—拌制漿液—循環(huán)壓漿—流量、壓力的控制—水膠比測試—自動調(diào)壓—鎖壓—壓漿結束,見圖2。

      第三,在對系統(tǒng)壓漿施工作業(yè)流量檢測的環(huán)節(jié),應保證流量波動變化范圍在±1L/min 以內(nèi)。檢測作業(yè)壓力的環(huán)節(jié),使壓力變化不超過±0.05MPa。水膠比檢測階段,應確保1min 內(nèi)波動變化不超過±0.02。自動調(diào)壓作業(yè)環(huán)節(jié),返漿壓力為0.5MPa。鎖壓環(huán)節(jié)應保持壓力穩(wěn)定至少3~5min。如果在施工中發(fā)現(xiàn)上述各項參數(shù)的變化范圍超出該標準,應及時采取合理的應對措施,分析形成原因,并調(diào)整處理,以免給工程的質(zhì)量和效果造成不利的影響。

      3.2.2 預應力智能張拉施工

      橋梁工程項目的實施環(huán)節(jié),混凝土連續(xù)箱梁結構因為整體性好、抗扭性強、剛度性能比較高而被大量地應用到工程實際中,在一些平面線形、橋?qū)捴卸加泻艽笥绊?。該類型的橋梁結構外部構造比較簡單,應用支架現(xiàn)澆的方式開展箱梁部件的施工,更加的方便、快捷、高效。為了使工程質(zhì)量與效率達到預期的要求,加強預應力智能張拉工藝的應用,確?;炷两Y構具備較高的強度,張拉環(huán)節(jié)的性能合格,混凝土強度達到C50,張拉強度為C56.3,設計彈性模量3.45×104N/mm2,分為如下幾個階段進行:

      (1)在進行預應力智能張拉壓漿施工時,為了確保張拉的準確性和一致性,對鋼絞線施加預定壓力15%的張拉力。這一調(diào)整過程使用智能傳感器進行檢測和確定,對每根鋼絞線都需要進行檢查,以確保它們保持統(tǒng)一的受力狀態(tài)、張拉伸長量完全一致。這種一致性對于預應力結構的穩(wěn)定性和安全性至關重要。一旦鋼絞線張拉力到15%的預定值,需要保持一段時間以確保穩(wěn)定。隨后,松開千斤頂?shù)趵K,測量油缸的伸長量參數(shù),并對工具夾外露的長度尺寸進行測量和確定。測量數(shù)據(jù)要準確記錄,以備后續(xù)分析和驗證使用。值得注意的是,在整個張拉過程中,應嚴格按照相關規(guī)范和要求進行操作,并配備適當?shù)臏y量儀器和工具,以確保數(shù)據(jù)的準確性和施工的可控性。

      (2)通過系統(tǒng)進行升壓速度的控制,保持整個系統(tǒng)運行的平穩(wěn)性之后,對于同一束鋼絞線的兩側(cè)張拉值與油缸伸長量控制,達到自動平衡性的效果。在張拉力接近30% 之后,升壓速度會不斷減慢。當達到30%后保持一段時間,記錄伸長量參數(shù),掌握油缸伸長值,并做好記錄工作。

      (3)油泵使用自動控制系統(tǒng),連續(xù)進行張拉施工,并將張拉速度限定在合理范圍內(nèi),達到升壓環(huán)節(jié)穩(wěn)定運行的效果。在張拉力接近設定參數(shù)值時,即達到100% 的張拉力,減小升壓的速度。達到張拉力的100%后,保持5min 的時間,補壓自動進行。各個部位都符合要求后,緩慢地降低壓力[4-5]。

      3.3 張拉結束

      張拉工作全部結束后,系統(tǒng)將各項數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C終端系統(tǒng),并繪制表格,操作人員檢查各項數(shù)據(jù)。然后,關閉軟件、電機,并且卸除千斤頂與油管。錨固工作順利完成,并且檢查全部合格,即可將外露鋼絞線切割掉,外露長度在3cm 以內(nèi)。應用真空壓漿方式注入漿液,達到結構密實度的標準。張拉錨固作業(yè)后,應在48h 內(nèi)結束壓漿施工。

      4 結語

      橋梁預應力智能張拉壓漿技術作為一種先進的施工技術,為橋梁工程的建設和維護提供新的思路和解決方案。通過精確控制預應力鋼束的張拉過程,可以實現(xiàn)橋梁結構的精細調(diào)控,提高結構的承載能力和穩(wěn)定性。同時,高性能壓漿材料的應用可以有效填充預應力孔道和裂縫,提高橋梁的耐久性和抗?jié)B性能。預應力技術是一項實用技術,它在工程建設實踐中得到不斷發(fā)展,相關人員還需持續(xù)重視技術的升級與優(yōu)化,通過完善技術方案、引進先進的控制系統(tǒng),提升預應力智能張拉壓漿工藝的性能,為橋梁工程建設創(chuàng)造更加先進的技術方法。

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