桥梁预应力智能张拉压浆技术分析

刘臻

（贵州路桥集团有限公司，贵州 贵阳 550001）

0 引言

钢筋混凝土预应力梁智能张拉压浆技术的应用水平代表着现代信息技术在桥梁建设中取得的最新成果。要对该项技术应用不断总结分析完善，综合应用现代信息技术手段，对生产过程实施精准控制，以提高桥梁建设施工科技能力，促进全面提高桥梁建设施工水平，推动桥梁建设向现代化方向发展。

1 桥梁预应力智能张拉压浆技术概述

桥梁预应力智能张拉压浆技术是一种应用于桥梁结构中的先进技术，旨在提高桥梁的强度、稳定性和耐久性，该技术主要涉及两个关键过程：预应力张拉和压浆。

预应力张拉是指在桥梁梁体或构件中施加预先确定的拉力，通过预应力钢束或钢筋来产生。这些预应力钢束或钢筋会被张拉至设计要求的预应力水平，从而产生梁体内部的压力，使其具有更好的抗弯和抗剪能力。预应力张拉的过程需要精确控制张拉力的大小、方向和位置，以确保梁体的受力性能符合设计要求。

压浆是指在梁体内部的预应力钢束或钢筋周围注入特定的压浆材料，以填充空隙、固化钢束或钢筋，并提供附着力和保护作用。压浆材料通常是高强度、耐久性好的材料，如聚合物浆料或水泥浆料。通过压浆的施工，可以确保预应力钢束或钢筋与梁体之间的紧密连接，增强梁体的整体性能[1]。

桥梁预应力智能张拉压浆技术通过使用先进的张拉设备、传感器和控制系统，实现对预应力张拉和压浆过程的精确控制和监测。该技术可以实现自动化的张拉力控制、应力监测和数据记录，提高施工效率和质量控制水平。同时，智能化的压浆系统可以实现压浆过程的精确控制和材料的均匀分布，确保梁体内部的空隙得到充分填充，提高结构的稳定性和耐久性。

2 施工条件确定

预应力智能张拉压浆施工是一项复杂而精密的工程技术，需要具备一定条件才能有效进行。

第一，做好工程设计与规划。在进行预应力智能张拉压浆施工前，需要有详细的工程设计和规划，安排工作人员做好结构设计、预应力布置方案、张拉序列等。同时，充分考虑桥梁的受力特点、荷载要求和使用寿命，进行必要的结构分析和计算。

第二，确定施工方案和方法。针对具体工程的特点，明确预应力钢束或钢筋的布置和固定方式、张拉设备和压浆设备的选择和调试、施工工艺流程等内容。同时，针对施工方案应考虑施工效率、施工质量和施工安全。

第三，检查检测和监测设备。进行预应力智能张拉压浆施工需要配备张拉力测量仪器、应力传感器、变形监测系统、压浆设备等设备，因此，需要在施工前对这些设备性能进行测试检查。

第四，加强质量控制和管理。在施工过程中需要进行严格的质量控制和管理，安排专业人员进行材料检验、工艺流程控制，确保施工质量符合设计要求和规范。

3 桥梁预应力智能张拉压浆技术

3.1 设备安装

现场施工人员在张拉工作开始之前，应对各个结构部件进行全面检查，各项技术参数符合工程的需要，达到设计方案的标准。张拉设备各方面的性能都要合格，经过监理人员审批达到要求后才能开启系统的运行。张拉设备安装要严格落实作业流程，确保安装质量和设备性能。

第一，安装限位板。该部件安装中，通过部件的齿口和锚板安装定位，达到固定的效果。

第二，安装千斤顶。在安装环节，千斤顶齿口与限位板稳定连接。

第三，安装工具锚。在现场安装中，该部件和前端锚具相对应连接，使孔位排列达到精准性要求，防止在现场施工中出现千斤顶上部穿心孔与钢绞线存在交叉的情况，避免出现失锚的问题。

第四，安装千斤顶油管。对于各个部位进行检查，油嘴通畅，接头稳定、密封性好，每个部位都符合干净、整洁的标准，再进行现场连接工作，也要避免安装错位的情况。在油管安装环节，千斤顶和梁板较远的一侧开展安装，为了预防出现漏油的情况，使用铜垫片连接密封，保证油表、油泵电源稳定连接。

第五，开启油泵。反复多次将千斤顶活塞顶出，将内部的气体全部都排放出去，以免给后续施工造成负面影响[2-3]。

3.2 智能张拉

智能张拉是整个施工环节的核心，关系到项目施工的效果和质量，所以必须加强智能张拉环节的控制，以提升施工的质量和精确性。预应力张拉按照图1 所示施工流程进行，各个环节加强控制。为了使张拉精确性合格，在智能张拉系统内安装高精度传感器装置，其测量精度可以达到0.01MPa。压力传感器将测量后的压力传输到计算机系统内，显示出压力参数值，并做好现场记录工作，避免出现数据偏差过大的问题。在千斤顶内安装有压力传感器，实时传输压力数据信息，压力值非常的准确，反映出张拉力与张拉伸长率都符合要求，偏差不能超过±6%，如果传感器显示的数据超出该范围，技术人员分析现场形成原因，做出调整处理后，再继续进行张拉施工，以确保符合工程要求。

图1 张拉施工流程

3.2.1 智能预应力管道压浆施工技术

（1）水胶比的控制。执行工艺方案技术标准，浆液水胶比设定在0.26～0.28 之间，以达到现场施工标准要求。通过在系统内安装涡轮流量计、电磁阀等设备，实现自动化控制，加水环节处于监督管控范围内，数据精度合格。通过加水量的控制，在水泥、外加剂等材料的共同影响下，使水胶比符合技术标准要求，保证材料的综合性能。

（2）压浆压力控制。对于水平或者曲线的管道中，压力管道在施工环节，将压力设定在0.5～0.7MPa 之间，出浆口关闭之后，将压力保持在0.5MPa 以上。压浆施工环节，压力参数值必须加强控制，这是智能压浆系统的关键，落实管道压力损失参数的控制，不会因为损失过大而影响施工效果。与此同时，管道的最低压力值有效控制，设置在合理区间之内，使整个系统管道压力负荷处于最佳状态中，压浆施工顺利完成，防止由于压力损失过大而产生结构质量不合格的情况。

（3）浆液流量控制。在压浆施工阶段，浆液的流量控制极为重要，以智能化的张拉系统作为基础，内部安装测控装置，达到流量精确性控制的效果。施工人员根据系统设定的流量参数，根据压浆施工作业的时间，计算出浆液体积的数据，与管道体积的数据对比分析，严格控制管道的浆液量，防止影响施工质量的因素。为了使预应力压浆施工顺利完成，执行智能张拉工艺方案，采取循环作业的方式，每个环节都能有序地组织落实，以促进施工效率和质量的提升。具体来说，压浆施工工艺项目如下：

一是疏通管道。在预应力管道施工的阶段，对现场施工情况进行检查，确定是否发生堵塞、漏浆等问题，并加强进、出浆口部位上的压力判断，一旦存在堵塞的情况，需要增大浆液的流量，实现冲孔处理，使管道内部达到通畅性的标准。同时，增加流量的方式能够及时排出管道内的杂质、空气等，使循环注浆作业能够顺利完成，避免产生严重的质量缺陷和问题。

二是循环压浆工艺流程。施工准备—制浆液—循环压浆—流量、压力的控制—水胶比测试—自动调压—锁压—压浆结束（见图2）。

图2 循环压浆工艺流程

三是严密监控检测参数。在对系统压浆施工作业流量检测的环节，应保证流量波动变化范围控制在±1L/min 以内；检测作业压力的环节，使压力变化不超过±0.05MPa；水胶比检测阶段，应确保1min 内波动变化不超过±0.02。自动调压作业的环节，反浆压力为0.5MPa；锁压环节应保持压力稳定至少3～5min。如果在施工中发现上述各项参数的变化范围超出该标准，应及时采取合理的应对措施，分析形成原因，并调整处理，以免给工程的质量和效果造成不利的影响。

3.2.2 预应力智能张拉施工

桥梁工程项目的实施环节，混凝土连续箱梁结构因为整体性好，抗扭性强，刚度性能比较高而被大量地应用到工程中，在一些平面线形、桥宽中都有很大影响。该类型的桥梁结构外部构造比较简单，应用支架现浇的方式开展箱梁部件的施工，更加方便、快捷、高效。为了使工程质量与效率达到预期的要求，加强预应力智能张拉工艺的应用，确保混凝土结构具备较高的强度，张拉环节的性能合格，混凝土强度达到C50，张拉强度为C56.3，设计弹性模量3.45×104N/mm2。

（1）在进行预应力智能张拉压浆施工时，首先，钢绞线处于松弛状态，未受到张拉力的作用。为了确保张拉的准确性和一致性，张拉力被调整到预定压力的15%。这一调整过程会使用智能传感器进行检测和确定。在现场施工过程中，每根钢绞线都需要进行检查，以确保它们保持统一的受力状态，并且其张拉伸长量完全一致。这种一致性对于预应力结构的稳定性和安全性至关重要。一旦钢绞线张拉到15%的预定值，需要保持一段时间以确保稳定。随后，千斤顶吊绳会被松开，测量油缸的伸长量参数，并对工具夹外露的长度尺寸进行测量和确定。这些测量数据需要被准确记录，以备后续分析和验证使用。值得注意的是，在整个张拉过程中，应严格按照相关规范和要求进行操作，并配备适当的测量仪器和工具，以确保数据的准确性和施工的可控性。

（2）通过系统进行升压速度的控制，保持整个系统运行的平稳性之后，对于同一束钢绞线的两侧张拉值与油缸伸长量控制，达到自动平衡性的效果。在张拉力接近30%之后，升压速度会不断减慢，当达到30%后保持一段时间，记录伸长量参数，掌握油缸伸长值，并做好记录工作。

（3）油泵使用自动控制系统，连续进行张拉施工，并将张拉速度限定在合理范围内，达到升压环节稳定运行的效果。在张拉力接近设定参数值时，即达到100%的张拉力，减小升压的速度，达到张拉力的100%后，保持5min 的时间，补压自动进行。各个部位都符合要求后，缓慢地降低压力[4-5]。

3.3 张拉结束

张拉工作全部结束后，系统将各项数据传输到计算机终端系统，并绘制表格，操作人员检查各项数据，关闭软件、电机，并且卸除千斤顶与油管。锚固工作顺利完成，并且检查全部合格，即可将外露钢绞线切割掉，外露长度在3cm 以内。应用真空压浆方式注入浆液，达到结构密实度的标准。张拉锚固作业后，及时压浆施工，应在48h 内结束。

4 结语

桥梁预应力智能张拉压浆技术作为一种先进的施工技术，其应用为桥梁工程的建设和维护提供新的思路和解决方案。通过精确控制预应力钢束的张拉过程，可以实现桥梁结构的精细调控，提高结构的承载能力和稳定性。同时，高性能压浆材料的应用可以有效地填充预应力孔道和裂缝，提高桥梁的耐久性和抗渗性能。要针对施工生产实际，不断总结改进由张拉设备、压浆设备、传感设备等硬件设备和专项计算机软件设备组成的系统功能，重视技术升级与优化，通过完善技术方案、引进先进的检测控制系统，提升预应力智能张拉压浆工艺性能，促进该项技术更加成熟、更加完善、更加普及。