數(shù)控預(yù)應(yīng)力張拉、壓漿技術(shù)在工程中的應(yīng)用探討

【摘要】預(yù)應(yīng)力數(shù)控張拉、壓漿技術(shù)是計(jì)算機(jī)技術(shù)在工程領(lǐng)域的進(jìn)一步應(yīng)用，是當(dāng)今生產(chǎn)力進(jìn)步的表現(xiàn)，經(jīng)過實(shí)例應(yīng)用，證明了其具備推廣使用的條件。

【關(guān)鍵詞】預(yù)應(yīng)力；數(shù)控；張拉；壓漿技術(shù)

一、公路工程預(yù)應(yīng)力張拉工程現(xiàn)狀

目前公路橋梁梁板普遍采用預(yù)應(yīng)力系統(tǒng)承受荷載，施加預(yù)應(yīng)力均采用傳統(tǒng)的人工控制千斤頂?shù)姆椒?，在加壓、持荷、放張等工藝流程方面不同步，不精確，需要的人力較多。在預(yù)應(yīng)力孔道壓漿方面，制漿配比不準(zhǔn)確，壓強(qiáng)控制不準(zhǔn)確，全部由人工控制，隨意性強(qiáng)，易造成孔道壓漿不飽滿，引發(fā)鋼鉸線銹蝕至失到強(qiáng)度，引起橋梁事故。當(dāng)前許多預(yù)應(yīng)力橋梁運(yùn)行一段時(shí)間后出現(xiàn)了下?lián)?、裂縫，甚至斷裂，危及結(jié)構(gòu)安全，縮短了使用壽命。

為了提高橋梁預(yù)應(yīng)力施工質(zhì)量，我們?cè)谛陆〉?10線麥蓋提至喀什高速公路項(xiàng)目中引用了數(shù)控張拉、壓漿施工設(shè)備，總結(jié)了數(shù)控張拉與壓漿工法。實(shí)現(xiàn)了全過程實(shí)施智能控制，能做到張拉施工質(zhì)量管理的“實(shí)時(shí)跟蹤、智能控制、及時(shí)糾錯(cuò)”，實(shí)現(xiàn)壓漿均勻、飽滿。在切實(shí)保障預(yù)應(yīng)力張拉施工質(zhì)量的同時(shí)，提高了施工管理水平和效率。

二、數(shù)控張拉與壓漿工作原理

梁體預(yù)應(yīng)力施加是通過油泵帶動(dòng)千斤頂移位，千斤頂通過夾具拉動(dòng)鋼鉸線，鋼鉸線與梁發(fā)生相對(duì)伸長(zhǎng)，鋼鉸線也就給梁體施加了力量。數(shù)控張拉設(shè)備通過電腦程序控制油泵壓力、紅外測(cè)量位移來準(zhǔn)確控制鋼鉸線應(yīng)力與伸長(zhǎng)，做到應(yīng)力與位移準(zhǔn)確。

壓漿工藝是用高強(qiáng)度水泥漿將預(yù)應(yīng)力孔道填充飽滿，使孔道空氣排凈，鋼鉸線不易銹蝕，梁體做到整體受力。數(shù)控壓漿技術(shù)是利用設(shè)備使特制水泥漿在孔道內(nèi)循環(huán)，使孔道里的空氣能充分排盡，保持漿體壓力，作到孔道密實(shí)飽滿。

三、數(shù)控線拉與壓漿施工工藝流程及操作要點(diǎn)

1、主要工藝流程

張拉工藝：施工準(zhǔn)備---安裝錨具、夾具---安裝千斤頂---安裝油泵—連接數(shù)控設(shè)備—啟動(dòng)油泵施加應(yīng)力---檢驗(yàn)鋼鉸線伸長(zhǎng)值、梁體起拱值—校正應(yīng)力---加載到100%應(yīng)力量持荷2分鐘---關(guān)閉應(yīng)力、錨具自鎖—檢驗(yàn)各項(xiàng)指標(biāo)

壓漿工藝：施工準(zhǔn)備---清理預(yù)應(yīng)力管道---安裝壓漿管道---配置漿液---接數(shù)控設(shè)備—啟動(dòng)壓漿機(jī)---漿液壓入孔道并環(huán)--校正應(yīng)力---都住一側(cè)壓漿孔持荷--鎖閉壓漿孔—檢驗(yàn)各項(xiàng)指標(biāo)

2、主要技術(shù)要點(diǎn)

（1）施工準(zhǔn)備：

儀器設(shè)備進(jìn)場(chǎng)前進(jìn)行了技術(shù)標(biāo)定，取得檢驗(yàn)校定數(shù)據(jù)和證書。進(jìn)場(chǎng)的鋼絞線、錨具、夾片檢驗(yàn)合格。項(xiàng)目部主動(dòng)聯(lián)系生產(chǎn)廠家的技術(shù)人員組織張拉操作人員對(duì)該型設(shè)備的使用和維護(hù)進(jìn)行專項(xiàng)培訓(xùn)，對(duì)張拉程序、順序和流程等技術(shù)指標(biāo)熟悉和掌握。以便在今后的張拉施工作業(yè)時(shí)做到安全、精確。

（2）張拉作業(yè)：

利用支架手動(dòng)鉸鏈安裝千斤頂。安裝錨具夾片保持干凈，錨具和連接器的安裝位置準(zhǔn)確，與孔道對(duì)中防止錨具偏出止口，夾片外露長(zhǎng)度基本一致。安裝超聲波發(fā)射器探頭及超聲波反射板，注意超聲波探頭距反射板4-5cm，反射板安裝牢固防止張拉時(shí)松動(dòng)影響測(cè)量時(shí)的伸長(zhǎng)量值。

張拉控制器開機(jī)并找出對(duì)應(yīng)的梁板編號(hào)、鋼絞線編號(hào)，核對(duì)預(yù)先編制好的程序數(shù)據(jù)，按照鋼絞線編號(hào)數(shù)據(jù)和順序進(jìn)入該束鋼絞線的張拉，數(shù)控機(jī)頁(yè)面為超聲波及反射板安裝就位的提醒，點(diǎn)擊確認(rèn)，開始張拉，此時(shí)，油泵進(jìn)油閥為開啟狀態(tài)，數(shù)控機(jī)程序自動(dòng)進(jìn)入張拉狀態(tài)，控制應(yīng)力為0%-10%-20%-103%，依次進(jìn)行。0%-10%此時(shí)孔道內(nèi)鋼絞線為松弛狀態(tài)張拉控制應(yīng)力持續(xù)上升，此級(jí)數(shù)字控制伸長(zhǎng)量不計(jì)數(shù)。10%張拉應(yīng)力到達(dá)10%時(shí)持荷一分鐘后進(jìn)入10%-20%的張拉程序，數(shù)字控制應(yīng)力持續(xù)上升，數(shù)控儀對(duì)兩端的千斤頂及油泵進(jìn)行同步調(diào)控保證兩端的質(zhì)量應(yīng)力及伸長(zhǎng)量保持一致，調(diào)控油泵的裝束增減來保持張拉應(yīng)力和伸長(zhǎng)量同步進(jìn)行，并生成張拉應(yīng)力和伸長(zhǎng)量的坐標(biāo)對(duì)應(yīng)圖，直觀的表現(xiàn)兩端張拉的一致和同步性。此級(jí)的張拉控制伸長(zhǎng)量開始生成并在數(shù)控器上顯示。20%的張拉應(yīng)力到達(dá)時(shí)持荷一分鐘進(jìn)入20%-103%的張拉程序，控制器保持張拉應(yīng)力持續(xù)加荷并對(duì)油泵的轉(zhuǎn)速和千斤頂?shù)纳扉L(zhǎng)量進(jìn)行調(diào)控，保持兩端的千斤頂荷載應(yīng)力伸長(zhǎng)量一致，此時(shí)控制器的應(yīng)力值和此級(jí)的伸長(zhǎng)量持續(xù)上升直至達(dá)到控制應(yīng)力的103%，此時(shí)，如果應(yīng)力值和伸長(zhǎng)量超出設(shè)置數(shù)值的20%，控制器報(bào)警并自動(dòng)停機(jī)并提醒操作人員檢查設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況，糾正錯(cuò)誤，達(dá)到103%后持荷3分鐘，關(guān)閉油泵進(jìn)油閥，打開油泵回油閥，自動(dòng)卸載完畢后控制器生成張拉數(shù)值分析頁(yè)面張拉應(yīng)力、伸長(zhǎng)量數(shù)值、回縮量并判定伸長(zhǎng)量的誤差值。工作人員應(yīng)對(duì)張拉數(shù)據(jù)分析并判定此束鋼絞線張拉程序和控制應(yīng)力、伸長(zhǎng)量是否在合格范圍內(nèi)。

（3）壓漿作業(yè)：

張拉完畢后壓漿作業(yè)應(yīng)在48h內(nèi)完成。壓漿水泥采用P.O42.5水泥，使用壓漿外加劑（新型壓漿劑），水采用自來水，水膠比為0.28，壓漿配比經(jīng)實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)合格報(bào)批后使用，各種材料的摻配比例為：水：水泥：壓漿劑=0.32：1：0.14，初始流動(dòng)度10-17s。材料準(zhǔn)備完畢后按照試驗(yàn)室配比計(jì)算施工配比，按照此比例輸入預(yù)應(yīng)力孔道注漿機(jī)的程序控制系統(tǒng)，輸入完畢后水泥和壓漿劑經(jīng)投料口加入壓漿劑和水泥，經(jīng)過料口進(jìn)入攪拌時(shí)，達(dá)到配比規(guī)定的重量時(shí)，注漿機(jī)的程序控制系統(tǒng)自動(dòng)停止進(jìn)料，各種材料全部達(dá)到規(guī)定的重量時(shí)，控制系統(tǒng)控制攪拌機(jī)開始攪拌，攪拌均勻后自動(dòng)放入儲(chǔ)漿罐，現(xiàn)場(chǎng)從儲(chǔ)漿罐取樣測(cè)定初始流動(dòng)度合格后，才能進(jìn)行壓漿作業(yè)。

注漿時(shí)，從最低點(diǎn)的壓漿孔壓入，注漿應(yīng)緩慢均勻、連續(xù)進(jìn)行，注漿機(jī)壓力保持在0.6Mpa，并一次完成。完成有一個(gè)孔道的壓漿工作需10min左右。

壓漿充盈后，另一端飽滿，且排氣孔排出的與規(guī)定流動(dòng)度相同水泥漿，停止注漿，關(guān)閉出漿口，保持0.6Mpa注漿壓力3-5min。保壓結(jié)束后封閉壓漿進(jìn)口，進(jìn)行下一孔道的壓漿作業(yè)。

四、技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益

數(shù)控施工明顯提高了施工效率，按照原來的人員配置需要6人，每天可張拉2片梁，壓漿可以完成4片梁，實(shí)現(xiàn)數(shù)控施工以后需要僅配置人員3人，每天可張拉5片梁，壓漿每天可以8片梁，麥喀項(xiàng)目共張拉壓漿梁板274片，采用數(shù)控張拉壓漿，節(jié)約工期82天，節(jié)約人員投入602工日。按照每工日150元計(jì)算，節(jié)約9萬(wàn)元，并同時(shí)提高了施工效率。