浅谈桥梁梁体预应力智能张拉和大循环智能压浆技术

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摘要：预应力混凝土钢绞线张拉和管道压浆施工工序质量控制

中相当重要的部分，直接影响梁体质量，本文介绍了智能张拉及大循环智能压浆施工技术，并对智能张拉的优点加以介绍。

关键词：智能张拉 预应力 大循环智能压浆 优点

1 概述

智能张拉系统具有施工操作便捷性和质量控制可靠性的显著特点，在预应力桥梁中得到了越来越广泛的应用，注浆工艺从传统的压力注浆工艺、广泛应用的真空注浆工艺到目前新的大循环智能注浆工艺也几经革新，为了对智能张拉系统、大循环智能压浆有更加全面的认识，在介绍其工作原理的基础上，对其在实体工程中的应用效果进行了系统评价。本文是并以“内蒙古自治区巴彦淖尔市金川大桥及连接道路工程第一标段的现浇箱梁预应力钢绞线智能系统张拉及管道大循环压浆技术”在施工中的应用为例进行简单论述。

2 工程概况

内蒙古自治区巴彦淖尔市新建金川大桥桥梁起点K0+225.72，终点K1+157.92，桥梁全长932.2m；上部结构采用现浇连续箱梁+简支变连续小箱梁+悬浇箱梁，桥墩采用T型墩、柱式墩，群桩基础，桥台采用桩基U型桥台，基础均采用桩基础。

现浇箱梁采用满堂支架现浇，由于施工条件好、便于操作、空间宽敞，故预应力钢绞线张拉、水泥压浆采用新工艺、新技术施工。预应力钢绞线张拉采用智能张拉系统，节约人工、确保了张拉应力及伸长量的准确度，数字化操作模块规避了人为操作带来的应力损失问题。管道压浆打破以前的传统压浆方法，采用大循环压浆技术，从一头循环压浆，确保了压浆饱满，排除了以前由于空气存在压浆不饱满，钢绞线易生锈腐蚀带来的应力损失等质量问题。

3 智能张拉系统的工作原理

对于智能张拉系统来说，通常情况下是由油泵、千斤顶、主机共同组成。其中，应力是预应力智能张拉系统的控制指标，伸长量偏差是校核指标。通过采用传感技术完成每台张拉设备（千斤顶）的工作压力和钢绞线的伸长量（含回缩量）等数据的系统采集，将数据实时传输给系统主机进行分析判断，同时张拉设备（油泵站）接收系统指令，实时的调整变频电机工作参数，进而对油泵电机转速的高精度在一定程度上进行实时的调控，同时实时精确控制张拉力及加载速度。

4 大循环智能压浆系统组成及工作原理

对于大循环智能压浆系统来说，通常情况下是由系统主机、测控系统、循环压浆系统共同组成。浆液通过持续循环进而排除由预应力管道、制浆机、压浆泵组成的回路内的空气，同时消除引发压浆不密实的各种因素；在管道进、出浆口分别反馈给系统主机，供其进行分析判断，根据主机指令，测控系统对压力与流量进行调整，在施工技术规范要求下，保证预应力管道完成压浆过程，同时确保压浆饱满和密实；在一定的时间内，进出浆口压力差是否恒定是判断主机管道充盈的依据。

5 智能张拉系统工艺及其与传统张拉相比的优点

5.1 张拉工艺

预应力张拉采用新型智能张拉施工工艺，千斤顶采用LZD型轻量化穿心式千斤顶，吨位为150吨4台，油泵采用电动高压油泵。油表的刻度盘直径要超过150mm，精度控制在1.5级，表面最大读数为60Mpa以上的压力表，读数精确度控制在+2%，一般千斤顶配两块表。油管用高压橡胶管，其工作压力不小于40Mpa，同油泵千斤顶相匹配。

配备YCW27型千斤顶两台，处理单根钢绞线滑丝及负弯矩预应力钢束张拉用。

混凝土强度达到设计强度100%后，且混凝土龄期不小于7天时，方可张拉预应力钢束。

将锚垫板表面和钢绞线上的污物、油脂等清除，将锚具上的油污擦洗干净，同时清除夹片上的毛刺。

在规范范围内，计算、设计延伸量，以便控制张拉延伸量。

为了避免出错，按每束设计张拉力计算分级张拉中各级的压力表读数，并标在压力表上。

按照张拉次序将钢束进行张拉，在施加预应力过程中要按照施力对称、平衡的要求进行施工。

为了便于上下、左右活动千斤顶，需要制作张拉施工架子。

安装工作锚环和夹片：在锚环上相对应的小孔中穿入钢绞线，调整钢绞线平行顺直后，将工作锚环贴紧锚垫板。

安装限位板：将限位板上的小孔与钢绞线和锚环小孔相对应，使限位板紧贴锚环、无缝。

安装千斤顶：钢束穿过千斤顶的穿心孔道，千斤顶紧贴限位板。

安装工具锚环和夹片：根据上述操作，先将少许石腊或黄油抹在工具锚夹片的光面上，然后再装入，进而在一定程度上便于张拉完后夹片退出。

对钢铰线、夹片、锚具等检查合格，油表、千斤顶等通过标定，并推出回归方程，分别计算出10%、20%、100%张拉控制应力所对应的表面读数。千斤顶标定有效日期为1个月，且横向张拉不超过500次张拉作业或纵向张拉不超过200次张拉作业。0.4级油表标订周期可为1个月。千斤顶、油表在发生故障，更换零件后均须重新校定。

5.2 智能张拉的优势

采用智能张拉设备与采用传统张拉设备相比，在保证张拉力精度及张拉工艺稳定性上具有明显的优势。智能张拉方式张拉力与实测力值相对误差均值在1%以内，保证率不低于95%。而传统张拉方式的张拉力相对误差均值分别为3.11%（试验室试验）和4.68%（工程实体试验）。

在进行预应力张拉时，传统张拉需要两人同时操作油泵，两人测量伸长量，两人记录，同时需要六人作业，张拉完后还要计算伸长量和整理原始数据，填写张拉记录表格；而智能张拉则只需要一人操作电脑，程序自动计算伸长量、填写张拉记录表，大大地节省了人力、物力。系统通过计算机程序控制整个预应力张拉过程，具有精确施加张拉力、准确测量伸长量并及时校核伸长量，真正实现预应力张拉的“双控”，可以实现“多顶同步”操作，自动控制加载速率、停顿点、持荷时间等要素。数据无线传输，操作简便快捷。

6 大循环智能压浆工艺

6.1 孔口清理与密封

张拉力筋在张拉控制应力达到稳定后方可锚固，预应力筋锚固后的外露长度保留30～50mm，锚固完毕检验合格后即可用砂轮机切割端头多余的预应力筋，并用无收缩水泥砂浆密封锚头，锚头不得漏浆、漏水，清理锚垫板上的灌浆孔。

6.2 孔道清洗及吹干

注浆前用高压水冲洗孔道，以冲走杂物并湿润孔道内壁，防止干燥的孔壁吸收水泥浆中的水分而降低浆液的流动性，清洗完后，可用不含油的压缩空气排除管道内的积水，保证水泥浆和孔壁结合良好。

6.3 检查设备及连接、输入注浆参数

检查设备是否处于完好状态，将进浆管连接到注浆嘴、返浆管连接到出浆嘴；根据计算结果在主机上输入各孔（具体两孔）注浆参数。

6.4 制备水泥浆

现场制浆采用高速搅拌机，水泥浆拌合时严格按配合比对原材料进行称量，其精确度控制在±1.0%以内，拌和机启动后先放入水再放水泥和外加剂，使混合料在拌和机内高速搅拌2min以上以使水泥浆均匀，保证浆液流动性、泌水率、水胶比均应符合技术规范的要求。

6.5 输入注浆参数一键完成注浆

将规范要求的注浆压力、水胶比及计算得出的各孔道理论注浆体积输入主机程序，根据将要注浆的孔道编号启动注浆程序，注浆系统自动开始注浆。当进、出浆口压力差保持稳定后，判定管道充盈；实时监测进浆、返浆流量及计算管道内浆液体积与充盈程度；系统根据测定的压力、流量的情况实时进行调整直至达到规范要求，自动生成注浆质检报告，提示注浆完成，人工更换孔道进行下一孔道的注浆。系统回路结构图如图1所示。

7 结束语

应用智能张拉系统、大循环智能压浆，实现张拉、压浆过程控制自动化、精细化、标准化，让预应力施工质量符合设计与使用要求，保证桥梁结构的安全性和耐久性，进一步促进了交通事业科学发展。

参考文献：

[1]公路桥涵施工技术规范（JTG TF50-2011）[M].北京：人民交通出版社，2011.

[2]郑磊.后张法梁板预应力智能张拉系统应用简述[J].科技风，2012（2）：90-91.

[3]梁晓东，吴涛，刘德坤.预应力智能张拉与传统张拉的比对试验研究[J].公路，2012（4）：144-146.

[4]内蒙古自治区巴彦淖尔市金川大桥预制箱梁施工图纸.