橋梁預(yù)應(yīng)力智能張拉與壓漿技術(shù)研究

陳 弘

中國(guó)水利水電第十工程局有限公司 四川 成都 610000

與人工操作相比，智能張拉系統(tǒng)僅憑具體數(shù)據(jù)作為參考，在數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果精確度和計(jì)算速度上表現(xiàn)更佳。對(duì)于橋梁預(yù)估計(jì)張拉技術(shù)而言，前期的數(shù)據(jù)計(jì)算張拉過程的預(yù)應(yīng)力控制都是要求非常精準(zhǔn)的施工過程，過去受到技術(shù)水平的限制，由人工操作為主，所有的操作節(jié)奏，數(shù)據(jù)計(jì)算操控都是由人工進(jìn)行干預(yù)管理，雖然張拉過程本身由特定機(jī)械完成，但機(jī)械只能被動(dòng)式的接受人工指令[1]。如果操作人員計(jì)算失誤或操作失誤，那么后期整個(gè)過程將沒有糾偏的措施[2]。

1 提高橋梁預(yù)應(yīng)力工程施工技術(shù)的必要性

在對(duì)已成型的預(yù)制箱梁進(jìn)行建設(shè)質(zhì)量檢查時(shí)，跨中橫隔板附板頂板底板以及齒塊等部件，經(jīng)常出現(xiàn)裂縫情況在附板位置裂縫形成最普遍程度，最嚴(yán)重造成裂縫產(chǎn)生的主要原因是由于在混凝土預(yù)制構(gòu)件預(yù)應(yīng)力張拉過程中，張拉數(shù)據(jù)與實(shí)際需求相差較大。如果張拉數(shù)據(jù)超過預(yù)期數(shù)值，則會(huì)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫情況，導(dǎo)致內(nèi)部預(yù)應(yīng)力鋼筋斷開，造成整個(gè)混凝土結(jié)構(gòu)的安全性隱患[3]。

無(wú)論是傳統(tǒng)的人工干預(yù)張拉過程，還是智能張拉過程，采用的都是錨下預(yù)應(yīng)力檢測(cè)。智能化張拉控制在數(shù)據(jù)把握上比人工控制能夠更加精準(zhǔn)，各種參數(shù)的計(jì)算過程也能更快捷，可以有效提升過程中關(guān)于數(shù)據(jù)處理手續(xù)投入的時(shí)間，并且提高數(shù)據(jù)處理的精確程度。并且目前施工現(xiàn)場(chǎng)為了。匹配預(yù)應(yīng)力數(shù)值確定所進(jìn)行的相關(guān)檢測(cè)過程，如果是用智能化蟑螂的技術(shù)來進(jìn)行控制，這兩者之間進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)接和檢測(cè)會(huì)更加貼合，對(duì)于后期工作的開展有積極作用。

除此之外進(jìn)行智能化改造還有一個(gè)潛在優(yōu)勢(shì)：隨著智能化系統(tǒng)數(shù)據(jù)收集的不斷完善，整個(gè)系統(tǒng)對(duì)于不同參數(shù)規(guī)格使用條件使用需求的張拉數(shù)據(jù)，會(huì)有一個(gè)長(zhǎng)時(shí)間的積累[4]。這個(gè)數(shù)據(jù)的積累在優(yōu)化張拉系數(shù)，幫助從業(yè)人員根據(jù)不同的施工需求進(jìn)行數(shù)據(jù)確認(rèn)都有非常重要的指導(dǎo)作用，過去這方面工作只能依靠從業(yè)人員自身的經(jīng)驗(yàn)和判斷來進(jìn)行，整個(gè)思考過程的演算都是由人腦進(jìn)行無(wú)法進(jìn)行過程中的糾偏和查證，一旦出現(xiàn)了判斷失誤，后續(xù)進(jìn)行修正時(shí)，面對(duì)的可變因素較多，需要一一比對(duì)，需要花費(fèi)大量的時(shí)間，但通過對(duì)計(jì)算數(shù)據(jù)的優(yōu)化和積累，整個(gè)過程能夠在直觀的狀態(tài)下推行每一個(gè)計(jì)算過程以及結(jié)果，都能夠在過程中得到糾偏和檢查，這一點(diǎn)要遠(yuǎn)勝于完全依賴人工經(jīng)驗(yàn)和操作的傳統(tǒng)模式。而且隨著數(shù)據(jù)庫(kù)的不斷積累進(jìn)行操作的準(zhǔn)確性越來越高，出現(xiàn)各類由于計(jì)算原因所導(dǎo)致的故障可能性就會(huì)降低。有利于控制施工成本和進(jìn)度，幫助施工作業(yè)人員更好的把握施工完成質(zhì)量。

2 智能張拉系統(tǒng)及大循環(huán)智能壓漿系統(tǒng)的工作原理分析

智能招商系統(tǒng)主要由工作主機(jī)，油泵，千斤頂三部分組成。所謂的應(yīng)力是指智能張拉系統(tǒng)，根據(jù)固定指標(biāo)在生產(chǎn)量偏差等數(shù)額的矯正一下，對(duì)當(dāng)前預(yù)制塊混凝土的張拉量進(jìn)行確定。每一臺(tái)張拉設(shè)備也就是千斤頂，都會(huì)連接傳感設(shè)備，實(shí)時(shí)將千斤頂?shù)倪\(yùn)行數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)控制平臺(tái)，對(duì)當(dāng)前各結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)量變化進(jìn)行量化呈現(xiàn)。主要是對(duì)鋼筋的伸長(zhǎng)量以及千斤頂所面臨的工作壓力進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。控制平臺(tái)，根據(jù)以上數(shù)據(jù)套路的設(shè)定的計(jì)算程序中，對(duì)智能張拉系統(tǒng)的工作部件進(jìn)行干預(yù)和控制。通過實(shí)時(shí)掌握最新的數(shù)據(jù)變化情況，及時(shí)下達(dá)最貼近實(shí)際工作狀態(tài)的運(yùn)行指令，讓工作構(gòu)件能夠始終保持最好的狀態(tài)。與現(xiàn)實(shí)需求保持同步變化。這種方式在過去的人工操作環(huán)節(jié)是很難實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)更新的，因?yàn)檫^去雖然結(jié)構(gòu)件也能夠表現(xiàn)出相應(yīng)的工作參數(shù)，但各節(jié)點(diǎn)位置分布比較分散，工作人員想要對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行了解，就需要來回走動(dòng)，無(wú)法在同一時(shí)間對(duì)所有的重要參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)一的收集，并且收集之后進(jìn)行計(jì)算的過程也需要等待時(shí)間，在計(jì)算過程中當(dāng)前的工作參數(shù)可能已經(jīng)發(fā)生了改變，無(wú)法真實(shí)反映目前工作系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，也就是說人工計(jì)算的結(jié)果與構(gòu)件實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)之間始終會(huì)保持時(shí)差[5]。對(duì)立時(shí)差的存在就影響到操作人員對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的判斷和調(diào)整。

大循環(huán)智能壓漿系統(tǒng)主要是由控制主機(jī)，測(cè)控系統(tǒng)，循環(huán)系統(tǒng)三部分組成，再進(jìn)行漿液運(yùn)輸過程是主要是由循環(huán)管道輸送相應(yīng)的漿液運(yùn)輸至運(yùn)力管道和壓漿泵。

在進(jìn)行壓漿作業(yè)之前，首先對(duì)各管道回路中所存在的空氣進(jìn)行清除，這一過程可以由漿液輸送來完成，同時(shí)給控制人員提供檢查系統(tǒng)密實(shí)性的機(jī)會(huì)。幫助工作人員盡快檢查出影響壓漿不密實(shí)的因素，并根據(jù)發(fā)現(xiàn)的原因進(jìn)行針對(duì)性的處理，提前消除各類影響壓漿質(zhì)量的原因。在管道的進(jìn)出江口設(shè)置傳感器對(duì)江易投送情況進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)收集并反饋至控制平臺(tái)，讓控制平臺(tái)，根據(jù)出料口的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，對(duì)當(dāng)前壓漿系統(tǒng)材料供應(yīng)環(huán)節(jié)，數(shù)據(jù)波動(dòng)情況有一個(gè)實(shí)時(shí)的掌握，判斷當(dāng)前壓漿是否飽滿，如果數(shù)據(jù)不符合飽滿需求，則依照預(yù)設(shè)的糾偏指令，對(duì)投料過程進(jìn)行調(diào)整。其目的就是保證整個(gè)漿液材料投送過程，能夠按照實(shí)際需求進(jìn)行最精準(zhǔn)的控制，便于提前管理構(gòu)成結(jié)構(gòu)件的完成質(zhì)量。對(duì)系統(tǒng)設(shè)備當(dāng)前是否處于空轉(zhuǎn)或非馬赫在運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)進(jìn)行判斷，并在判斷的基礎(chǔ)上下達(dá)調(diào)整指令，讓整個(gè)系統(tǒng)都能夠基于實(shí)際工作狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整，避免出現(xiàn)能耗浪費(fèi)的情況。

3 智能張拉系統(tǒng)工藝及其與傳統(tǒng)張拉系統(tǒng)相比的優(yōu)點(diǎn)

在如今的橋梁道路建設(shè)中，預(yù)應(yīng)力施工被廣泛應(yīng)用，其中關(guān)鍵工序——智能張拉，其施工質(zhì)量的好壞，會(huì)直接影響結(jié)構(gòu)的耐久性，但是傳統(tǒng)張拉施工，純靠施工人員憑經(jīng)驗(yàn)手動(dòng)操作，誤差率很高，無(wú)法保證預(yù)應(yīng)力施工質(zhì)量。不少橋梁因?yàn)轭A(yù)應(yīng)力施工不合格，被迫提前進(jìn)行加固，嚴(yán)重的甚至突然垮塌，給社會(huì)造成財(cái)產(chǎn)損失。智能張拉技術(shù)由于智能系統(tǒng)的高精度和穩(wěn)定性，能完全排除人為因素干擾，有效確保預(yù)應(yīng)力張拉施工質(zhì)量，是目前國(guó)內(nèi)預(yù)應(yīng)力張拉必不可少的技術(shù)手段[6]。

3.1 張拉工藝簡(jiǎn)析

智能張拉系統(tǒng)為了提高整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的準(zhǔn)確率和穩(wěn)定性，按照每一束設(shè)計(jì)張拉力計(jì)算分級(jí)設(shè)定壓力表讀數(shù)，方便操作人員及時(shí)根據(jù)這些數(shù)據(jù)所處范圍對(duì)當(dāng)前系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)有一個(gè)直觀的了解并作出準(zhǔn)確的判斷和干預(yù)控制。在張拉過程中，操作人員按照張拉次序?qū)摻钜来芜M(jìn)行張拉，在施加預(yù)應(yīng)力筋時(shí)按照施加的運(yùn)力值把握施力的對(duì)稱和平衡，讓其能夠在一個(gè)左右平衡的狀態(tài)下完成張拉過程。

安裝工作錨環(huán)和夾片：在進(jìn)行這兩個(gè)部件的安裝作業(yè)時(shí)，需要注意的是，前者必須要緊貼墊板。

安裝限位板：限位板應(yīng)該安裝在鋼絞線與錨環(huán)小孔相連的位置與限位板緊貼保持無(wú)縫狀態(tài)，在安裝千斤頂?shù)倪^程中，高速要穿過千斤頂?shù)闹行目椎琅c限位板緊貼。防止在系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，由于振動(dòng)造成干擾導(dǎo)致錯(cuò)位的情況[7]。

安裝工具錨環(huán)和夾片。在進(jìn)行安裝作業(yè)時(shí)，為了確保安裝順利，可以將黃油或石蠟涂抹在毛佳片的光面上，然后再對(duì)部件進(jìn)行安裝，在安裝進(jìn)行到一定程度之后在將夾片退出，這樣有利于張拉過程的進(jìn)行。安裝作業(yè)完成之后，需要對(duì)安裝部件以及千斤頂，鋼絞線錨具的相對(duì)位置進(jìn)行檢查，對(duì)檢查過程中油表千斤頂?shù)臓顟B(tài)進(jìn)行標(biāo)注，推入回歸方程，分別計(jì)算出 10% 、20% 、100%張拉控制應(yīng)力所對(duì)應(yīng)的表面讀數(shù)。需要特別注意的是千斤頂?shù)臉?biāo)定有效日期僅僅為一個(gè)月，并且是在橫向張拉次數(shù)不超過500次，縱向張拉次數(shù)不超過200次的前提下，才能夠維持一個(gè)月的標(biāo)定限額，如果超出了該數(shù)額，需要重新進(jìn)行千斤頂數(shù)值的標(biāo)定。當(dāng)系統(tǒng)中猶如千斤頂，油表等關(guān)鍵部件進(jìn)行重新更換之后需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行重新調(diào)整[8]。

3.2 智能張拉的優(yōu)勢(shì)

采用智能張拉設(shè)備與采用傳統(tǒng)張拉設(shè)備相比，在保證張拉力精度及張拉工藝穩(wěn)定性上具有明顯的優(yōu)勢(shì)。智能張拉方式張拉力與實(shí)測(cè)力值相對(duì)誤差均值在 1%以內(nèi)，保證率不低于 95%。而傳統(tǒng)張拉方式的張拉力相對(duì)誤差均值分別為 3.11%（試驗(yàn)室試驗(yàn)）和 4.68%（工程實(shí)體試驗(yàn)）。系統(tǒng)通過計(jì)算機(jī)程序控制整個(gè)預(yù)應(yīng)力張拉過程，具有精確施加張拉力、準(zhǔn)確測(cè)量伸長(zhǎng)量并及時(shí)校核伸長(zhǎng)量，真正實(shí)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力張拉的“雙控”，可以實(shí)現(xiàn)“多頂同步”操作，自動(dòng)控制加載速率、停頓點(diǎn)、持荷時(shí)間等要素。數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸，操作簡(jiǎn)便快捷。

4 結(jié)束語(yǔ)

應(yīng)用智能張拉系統(tǒng)、大循環(huán)智能壓漿能夠有效提升橋梁運(yùn)力構(gòu)建的施工質(zhì)量，并且有助于提升工作效率，減輕工作人員勞動(dòng)強(qiáng)度，進(jìn)行更準(zhǔn)確及時(shí)的控制和干預(yù)，對(duì)于未來我國(guó)橋梁工程質(zhì)量控制具有指導(dǎo)意義。