预应力混凝土箱梁智能张拉与压浆施工工艺在大跨径跨河桥中的应用

顾俊　唐春刚

摘要：预应力施工是大跨连续刚构梁桥建设中极其重要的一环，预应力张拉及压浆质量的高低直接决定了桥梁的施工质量及桥梁运营期的服役状态。智能张拉与压浆施工工艺所具有的同步顶拉、精确测量、实时监控、全程智能以及外界环境影响小等优势，有效克服了传统张拉技艺的缺点，实现了工程效率与压浆质量的同步提升。

关键词：智能张拉；智能张拉；施工工艺；应用

中图分类号：G712 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）39-0093-02

在大跨径跨河桥的建造中，预应力张拉与桥梁压浆是两个核心环节，直接关系到桥的建造效率，甚至于决定了桥梁能否完工。因此，这两个环节的施工始终是我们关注的重点，而智能张拉、压浆技术的使用，不仅有效克服了传统施工的缺陷，而且使建造效率与施工质量得到了同步提升。

一、预应力混凝土箱梁智能张拉与压浆施工概述

1.智能张拉。智能张拉是一种能够实现“双控”的系统，即实现伸长量偏差的校对控制、应力控制，该系统通常是由控制主机、油泵、千斤顶构成，并配以预应力智能张拉仪、油管、限位板、信号线、工具锚等辅助性工具。与传统的张拉技术相比，智能张拉实现了四个“精确”，即精确张拉、精确测量、精确用力、精确监控，使得整个施工过程有效避免了人为误差，提高了预应力的使用效率，实现了工程建设的精确与质量的双提升。当然，由于智能张拉采用了信息技术，程序设计缺陷、信号连接异常、传感设备失灵就成了智能张拉系统最常见的问题，这时就需要人工的介入来修正误差。

通常情况下，智能张拉系统的工作流程可以简单归纳为“发出命令、油泵工作、同步顶拉、数据传回”四个环节，如下图1所示：

首先由系统主机将收集到的“控制力”、“伸长量”数据进行计算，然后基于计算结果将“指令”传输给油泵电机，油泵系统得到指令后开始调整转速，进行精确张拉。与此同时，系统主机通过传感器实时“诊断”、“接收”千斤顶所受之力，对张拉作业进行精确监控。

2.智能压浆。一般来说，智能压浆系统是由制浆机、压浆泵、测压传感器等设备构成，运用的是循环回路压浆工艺。与智能张拉一样，智能压浆是注浆设备与信息技术的结合，它也可以实现精确测压、精确分析、精确监控、精确施压、精确管理等。智能压浆主要解决了施工中“压浆不实”的难题，使得压浆工作更易操作、更易达标。而该系统最主要的缺陷存在于程序设计本身，需要人工不断地校对、调整。

智能压浆主要有循环回路与测控调压两个环节构成。在循环回路环节中，由压浆泵以循环的试持续注浆加压，以此来排空预应力管道中的空气、杂质等，解决压浆不实、压浆不密的问题。与此同时，在预应力管道的进出口设置传感器，实时监测水泥浆液、注浆压力、稳压时间等关键数据，并传输给系统主机进行计算，最后再将计算的数据反馈给压浆泵，进行适当的调压。

二、工程简介

江苏省常州武进区花园街（定安中路-武进区界）跨京杭运河大桥工程，跨运河主桥跨度组成为65.7+120+65.7m，利用主跨120m一跨跨越京杭运河，边跨跨越新312国道及河滨东路，其中南岸钢桁架梁由中半跨56米和边跨57.7米（少拼一个8米节间）组成，全宽39米（含非机动车道和人行道）；北岸钢桁架梁由中半跨56米（两岸少一个8米节间作为合龙段）和边跨57.7米（少拼一个8米节间）组成，航道中心与桥梁中心线正交。本桥位附近湿度较大，车流量大，重载车通行多，故对桥梁结构的耐久性提出了较高要求。

三、预应力智能张拉与智能压浆的标准化施工工艺

1.预应力智能张拉施工操作要点分析。以上我们详细分析了智能张拉的工作流程，现就武进区跨京杭运河大桥工程为例来具体探讨施工过程中的操作要点。首先是严密监控系统主机中的相关数据。我们知道，数据监控是系统主机的功能之一，它能够给作业人员提供数据参考，指导作业行为。因此，我们须死守控制台，严密监测数据。当数据出现异常情况时，应及时暂停张位作业，等问题排查清楚后再进行张拉；其次是时时检查传感器等辅助工具的工作情况。智能张拉系统中的辅助工具主要起着沟通作用，若这些工具出现问题，后果不堪设想。此外，还须检查锚具、限位板等是否嵌套合适；再次是检查千斤顶的安装是否正确，在绝对保证安装平顺后，还需充分考虑温度等外界环境对于千斤顶的影响。若温度A<10度时，在安装前应对千斤顶进行15～30分钟的预热操作。综合以上要点，我们可以归纳为两个方面：一是必须保证系统硬件设施设备完好无损、运行正常；二是要对反馈回来的数据进行人工专业化的分析。只有实现了人工与设备的完美结合，智能张拉系统才能发挥出优势。

2.预应力混凝土管道智能压浆施工工艺要点分析。由于武进跨京杭运河大桥周边的自然环境相对复杂，再加上未来要承受重载车辆的通过，因此对于桥梁的注浆质量提出了较高的要求。为此，我们在进行智能压浆操作时须注意以下要点：一是要实现对于监控系统主机的良好维护，做到“专机专用”，严禁在系统主机中运行其他程序或者进行连接互联网操作，以此来避免病毒对于系统程序的篡改、破坏。二是要设“专人专岗”，对反馈数据进行全天候的监测，当发现数据异常时，应立即点击“暂停压浆”，中断压浆操作，等问题解决后再进行；三是保证设备连接正确，设施正常运行。智能压浆中的连接设备如同“血液输送”一般，如发生连接中断问题，则会使整个压浆施工瘫痪，严重影响施工效率，甚至于造成压浆设备损坏。因此，我们在施工过程中须时刻维护连接设备，检查其是否存在问题，以此来保证设施设备的正常运行。

3.智能张拉与压浆施工工艺在工程建设中运用效果。在常州武进区花园街（定安中路—武进区界）跨京杭运河大桥工程施工中桥梁建设中，预应力智能张拉系统的运用，加强了施工质量和降低了施工成本，在互联网信息技术发达的今天，可以突破地域的限制，加强对张拉质量的监管，极大地提高了预应力桥梁的施工质量。并且，在整个张拉过程中，实时张拉数据能够自动生成张拉记录表并上传网络，将这些数据和资料反映到业主和质量监督站那里，减少了人为因素干扰，杜绝了数据造假的可能性。能够将真实的施工过程还原，有利于对施工质量的控制。此外，运用这种方法，还能够省去张拉力、伸长量等相关数据的计算工作，不必进行数据的填写，有利于提高工作效率。

通过采用智能压浆系统，不仅避免了出现孔道内空气无法排尽、浆液性能不能满足施工要求、压力不足等问题，解决了压浆不密实、压浆质量过低的质量通病，由于运用了密封盖加弹性垫片的技术，还解决了锚头密封的难题。与传统的压浆技术相比，智能压浆系统避免了人为因素干扰，提高了技术的准确度和施工质量，能够将管道内的空气排净，实现了对浆液质量的控制，满足了施工要求，保证了灌浆压力，提高了灌浆的稳定时间，进而保证了预应力管道的压浆密实，满足跨京杭运河大桥工程施工要求，很好地提高桥梁建设的质量和效益。

四、结论

通过预应力混凝土箱梁智能张拉与压浆施工在常州武进区花园街（定安中路—武进区界）跨京杭运河大桥工程施工中取得的成功应用表明：智能张拉及智能压浆标准化施工能够显著提高桥梁预应力施工的施工质量，提高了桥梁的耐久性和安全性，节约作业时间，节省大量劳动力，值得将来在实际工作中进一步推广和运用。然而，智能张拉和智能压浆施工效果提高还依赖于施工经验的总结，今后在施工过程中，应该重视对相关经验的总结，不断提高施工水平，使智能张拉和智能压浆在桥梁建设中得到更好的运用。

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