桥梁预应力智能张拉压浆技术分析

王仙红

（上饶市广丰公路事业发展中心，江西 上饶 334600）

0 引言

桥梁作为重要的交通基础设施，对于现代社会的发展和经济的繁荣起着至关重要的作用。在桥梁建设中，预应力技术被广泛应用，以提高桥梁的承载能力、延长使用寿命和提升结构的稳定性。传统的预应力施工方法存在一些局限性，如施工难度大、施工过程控制难度高以及无法实时监测应力状态等。为了克服这些问题，需要对桥梁预应力智能张拉压浆技术应用进行分析，以了解技术操作要点为桥梁项目建设提供先进可靠的技术方法。

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，即：预应力张拉和压浆。

首先，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。预应力施加于梁体从而产生梁体内部的压应力，使梁体具有更好的抗弯和抗剪能力。预应力张拉过程中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。

其次，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

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

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，应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，做好施工方案和方法确定。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、施工质量和安全性。

第三，准备好检测和监测设备。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、压浆监测设备等，需要在施工之前对这些设备性能进行分析。

第四，做好质量控制和管理。在施工过程中需要进行严格的质量控制和管理，安排专门的人员进行材料的选择和检验、工艺流程的相关控制，确保施工质量符合设计要求和规范。做到管控方案细致全面，方法精准清晰，分工明确落实到人。

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。张拉设备的各方面的性能合格，经过监理人员审批后才能开启系统的运行。在张拉设备运行中，各项操作严格落实规范要求，包含收索、千斤顶安装等。在具体安装过程中，做好下述工作：

一是安装限位板。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。

二是安装千斤顶。在安装环节，千斤顶齿口与限位板稳定连接。

三是安装工具锚。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，避免出现失锚问题。

四是安装千斤顶油管。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。油管安装顺序是从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。

五是开启油泵。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，以免给后续的施工造成负面的影响[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。预应力张拉流程如图1 所示的顺序进行，各个环节均需加强控制。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。压力传感器将测量到的压力传输到计算机系统内，显示出压力参数值，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，作出调整处理后，再继续进行张拉施工，以符合工程的要求。

图1 张拉流程

3.2.1 智能预应力管道压浆施工

（1）加强水胶比的控制。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，实现自动化的控制。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之下，使水胶比符合技术标准要求，避免影响材料的综合性能。

（2）压浆压力控制。对于水平或者曲线的压力管道施工，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，压浆施工顺利地完成，防止由于压力损失过大而产生结构质量不合格的情况。

（3）严格控制浆液流量。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，控制预应力管道的浆液量，防止出现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，施工工艺包含下述几个流程：

第一，疏通管道。在预应力管道施工阶段，对现场施工的情况进行检查，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。

第二，循环压浆流程如下：施工准备—拌制浆液—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。

第三，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。自动调压作业环节，返浆压力为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实际中，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，更加的方便、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，分为如下几个阶段进行：

（1）在进行预应力智能张拉压浆施工时，为了确保张拉的准确性和一致性，对钢绞线施加预定压力15%的张拉力。这一调整过程使用智能传感器进行检测和确定，对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、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。一旦钢绞线张拉力到15%的预定值，需要保持一段时间以确保稳定。随后，松开千斤顶吊绳，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。测量数据要准确记录，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。然后，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，应在48h 内结束压浆施工。

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，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填充预应力孔道和裂缝，提高桥梁的耐久性和抗渗性能。预应力技术是一项实用技术，它在工程建设实践中得到不断发展，相关人员还需持续重视技术的升级与优化，通过完善技术方案、引进先进的控制系统，提升预应力智能张拉压浆工艺的性能，为桥梁工程建设创造更加先进的技术方法。