現(xiàn)澆箱梁工程建設(shè)中的預(yù)應(yīng)力智能張拉與壓漿技術(shù)

葛振北

（中交路橋華北工程有限公司，北京 100000）

在行業(yè)持續(xù)發(fā)展下，預(yù)應(yīng)力智能張拉與壓漿技術(shù)應(yīng)運而生，成為現(xiàn)澆箱梁施工中的重要技術(shù)形式，具有施工質(zhì)量良好、效率高等多重優(yōu)勢。但工程實踐表明，部分施工單位在應(yīng)用該項技術(shù)時存在不當(dāng)之處，缺乏對技術(shù)要點的控制，抑制了技術(shù)的應(yīng)用效果。

1 工程概況

清西大橋工程中，平曲線半徑＜300m的部分均選擇PC現(xiàn)澆箱梁，平曲線半徑＜100m的部分均為RC現(xiàn)澆箱梁。全橋上部結(jié)構(gòu)中，采取連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)形式，跨徑組合為2×30m+2×45m+3×30m，為現(xiàn)階段橋梁建設(shè)領(lǐng)域較主流的預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁。橋梁縱立面位于雙向人字坡處，坡度分別為3.824%、-2.228%，豎曲線半徑為1700m。

2 預(yù)應(yīng)力智能張拉與壓漿的工作原理

2.1 預(yù)應(yīng)力智能張拉

預(yù)應(yīng)力智能張拉系統(tǒng)為軟硬件共同組成的完整系統(tǒng)，硬件方面有智能油泵和智能千斤頂?shù)龋浖矫媾涮椎氖强刂葡到y(tǒng)，具有調(diào)控設(shè)備的能力，具體關(guān)系如圖1所示。系統(tǒng)采取雙控標(biāo)準(zhǔn)，以應(yīng)力為主要控制指標(biāo)，通過伸長量檢驗張拉情況，在傳感技術(shù)的支持下及時獲取鋼絞線的伸長量等具有指導(dǎo)意義的數(shù)據(jù)，匯總后完整傳輸給系統(tǒng)主機(jī)，經(jīng)分析后向泵站發(fā)出指令，實現(xiàn)對變頻電機(jī)工作參數(shù)的調(diào)整，維持油泵電機(jī)轉(zhuǎn)速的合理性，張拉全程均處于可控狀態(tài)。

圖1 預(yù)應(yīng)力智能張拉系統(tǒng)的具體組成

根據(jù)張拉需求預(yù)設(shè)程序，主機(jī)發(fā)出指令后可調(diào)控各設(shè)備，使其做出特定的機(jī)械動作，全程均為程序化控制方式，可省去傳統(tǒng)人工操作的麻煩，也消除了人為誤差，保證了張拉作業(yè)的精準(zhǔn)性。壓力傳感器為重要檢測裝置，可獲取千斤頂油缸的壓力值，反饋給主機(jī)以便發(fā)出調(diào)控指令；位移傳感器的作用在于采集伸長量信息，同時也將反饋給主機(jī)。

2.2 智能壓漿

該工程中，智能壓漿的實現(xiàn)建立在電腦技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過該技術(shù)提供的指導(dǎo)作用，相關(guān)設(shè)備按特定流程完成壓漿上料作業(yè)，經(jīng)過計量稱重后將適量的材料轉(zhuǎn)移至制漿機(jī)，再利用電機(jī)持續(xù)性攪拌，滿足要求后啟用儲漿桶，使其保持低速運轉(zhuǎn)的狀態(tài)，漿料經(jīng)過閥門后最終匯聚至儲漿桶內(nèi)[1]。

壓漿泵的各條管路都連接到位后，即可開啟循環(huán)模式，使管內(nèi)的空氣與雜質(zhì)能夠被有效清理干凈。若出現(xiàn)壓漿管道堵塞現(xiàn)象，此時加大壓力沖孔后即可解決。漿料進(jìn)出口均配套了高精度傳感器，可及時采集壓漿的流量與壓力信息，經(jīng)計算機(jī)分析后發(fā)出調(diào)控指令。各部分組件按照上述流程有序運行，可實現(xiàn)對壓漿施工質(zhì)量的有效控制，在密實度和飽滿度方面都有較好的表現(xiàn)[2]。

3 預(yù)應(yīng)力智能張拉施工技術(shù)應(yīng)用要點

3.1 張拉施工工藝流程

（1）安裝工作錨和工作夾片。調(diào)整好工作錨的位置，使其能夠正對錨墊板的卡圈，隨后安裝到位。將鋼絞線穿入錨具孔，完成工作夾片的安裝作業(yè)后再設(shè)置套管，確保夾片能夠被有效置于錨具孔內(nèi)并維持穩(wěn)定，檢查工作錨與錨墊板的位置關(guān)系，兩者間不可形成縫隙。

（2）安裝限位板。重點控制好限位板的卡口位置，使其能夠有效對準(zhǔn)工作錨，在其作用下維持限位板與工作錨的穩(wěn)定性。

（3）安裝千斤頂。搭建支架，于該處安裝電葫蘆，鋼絞線穿過千斤頂內(nèi)口，以限位板高度為基準(zhǔn)，合理調(diào)整千斤頂高度，使兩者相齊平，最后將千斤頂安裝到位。

（4）安裝工具錨和工具夾片。此項操作的前提在于調(diào)整鋼絞線，使其能夠依次穿過工作錨和工具錨的孔位，同時千斤頂內(nèi)部鋼絞線的分布必須具有規(guī)律，即不可發(fā)生紊亂現(xiàn)象。確保工具錨與千斤頂末端緊密貼合，再將工具夾片設(shè)置于錨孔內(nèi)，安裝套管以便維持工具夾片的穩(wěn)定性。

（5）連接千斤頂信號和油管。全面檢查設(shè)備接頭和油嘴，必須足夠潔凈，在此條件下方可連接作業(yè)。

3.2 智能張拉

計算機(jī)發(fā)出指令，實現(xiàn)對智能張拉設(shè)備的及時調(diào)整，以應(yīng)力值和鋼絞線伸長量為基本依據(jù)，根據(jù)實際表現(xiàn)合理控制千斤頂?shù)墓ぷ鲄?shù)，使油壓與位移都可滿足要求，在各參數(shù)足夠合理的情況下完成對稱同步張拉作業(yè)[3]。傳感器是重要的檢測裝置，可及時采集應(yīng)力、油壓等方面的信息，并完整記錄張拉全程的各項信息，根據(jù)實際情況校核鋼絞線伸長量。油泵為主要動力源，采取分三級向千斤頂供油的工作方式，加載量逐級提高，加載10%和20%時分別持荷30s，最后進(jìn)入三級加載，即100%，此階段應(yīng)持荷5min。

傳感器檢測鋼絞線伸長量，若所得結(jié)果與設(shè)計值的偏差超過±6%，將觸發(fā)系統(tǒng)發(fā)出報警，此時千斤頂獲得信號并及時停止運行，技術(shù)人員深入現(xiàn)場分析原因，將故障處理好后恢復(fù)張拉作業(yè)。張拉示意圖如圖2所示。

4 張拉與壓漿期間的操作注意事項

4.1 智能張拉時的注意事項

張拉期間的控制工作至關(guān)重要，技術(shù)人員需要分析壓力等相關(guān)指標(biāo)，將其與設(shè)計值對比分析，并通過指示燈的顯示狀態(tài)分析張拉情況。此外，需要安排專員全程監(jiān)測千斤頂?shù)墓ぷ鳡顟B(tài)，以便在發(fā)生緊急情況時可以及時中止設(shè)備的運行，將不良影響控制到最小。錨固作業(yè)時需保證設(shè)備始終維持穩(wěn)定運行的狀態(tài)，即預(yù)應(yīng)力不可發(fā)生變化，避免人為敲擊設(shè)備的行為，夾片頂面需始終平齊，其錯位量不宜超過2mm。完成錨固作業(yè)后，剪去多余鋼絞線，但要注重對錨具的防護(hù)，以免在切除過程中損傷錨具[4]。

4.2 智能壓漿時的注意事項

根據(jù)施工需求設(shè)定壓漿參數(shù)，在此之前需校零壓力傳感器，在未作出任何動作時儀表指針應(yīng)指向0刻度，否則需再次校零，直至其回歸至0刻度為止。此后，輸入漿料的配比以及與攪拌作業(yè)有關(guān)的參數(shù)，合理設(shè)定壓力控制標(biāo)準(zhǔn)和保壓時間。若各項參數(shù)都設(shè)置無誤后，即可進(jìn)入正式壓漿環(huán)節(jié)，使放料、攪拌等循環(huán)都處于穩(wěn)定運行狀態(tài)，以自動化的方式配置漿液。若各設(shè)備間的連接無誤，即可低速運行攪拌桶，有序完成壓漿作業(yè)，獲取壓力檢測裝置所采集的數(shù)據(jù)。將所得結(jié)果與設(shè)計要求對比分析，若滿足要求則進(jìn)入到壓漿保壓環(huán)節(jié)，最終結(jié)束整個壓漿作業(yè)。此過程中需及時監(jiān)測設(shè)備的工作狀態(tài)，若某項指標(biāo)存在異常，則要及時暫停壓漿作業(yè)，技術(shù)人員分析原因并快速處理，無誤后方可恢復(fù)壓漿。

5 施工優(yōu)勢分析

5.1 對稱同步張拉效果良好

在預(yù)應(yīng)力智能張拉技術(shù)的支持下，可以增強(qiáng)張拉作業(yè)的同步性，配置的壓力傳感器能夠及時采集設(shè)備信息，如油缸壓力、鋼絞線伸長量等。計算機(jī)在獲得此類數(shù)據(jù)后將進(jìn)行分析，根據(jù)實際張拉效果采取調(diào)整措施，保證各束鋼絞線兩端的張拉力都具有均衡性。全程都按照程序自動運行，無須得到大量操作者的支持，因此可有效控制人為誤差[5]。

5.2 避免預(yù)應(yīng)力大幅損失現(xiàn)象

圖2 張拉示意圖

不同于傳統(tǒng)張拉方式的是，文章提到的預(yù)應(yīng)力智能張拉技術(shù)可實現(xiàn)對張拉全程的有效控制，通過程序調(diào)控張拉工藝參數(shù)，解決了以往因人為參與而導(dǎo)致張拉誤差的問題。系統(tǒng)可以根據(jù)采集的數(shù)據(jù)自動調(diào)整各項參數(shù)，提高了張拉作業(yè)的自動化、標(biāo)準(zhǔn)化水平，有效減少了預(yù)應(yīng)力的損失量，結(jié)束張拉作業(yè)后可穩(wěn)定持荷5min。

6 結(jié)語

現(xiàn)澆箱梁施工難度相對較大，對張拉與壓漿作業(yè)提出較高的要求，通過預(yù)應(yīng)力智能張拉與壓漿技術(shù)的應(yīng)用，可以有效控制預(yù)應(yīng)力張拉參數(shù)，所得的張拉效果符合預(yù)期要求，同時也可快速完成壓漿作業(yè)，各道工序高效銜接，施工質(zhì)量良好。因此，較傳統(tǒng)方法而言，預(yù)應(yīng)力智能張拉與壓漿技術(shù)更具可行性，值得被應(yīng)用于現(xiàn)澆箱梁施工中。