智能張拉、壓漿技術(shù)在預(yù)制T梁中的應(yīng)用

步文敏

【摘 ?要】在當(dāng)前預(yù)制T梁施工的過程中，預(yù)應(yīng)力張拉、壓漿是施工工作的重點、難點。傳統(tǒng)的許多施工工藝普遍存在預(yù)應(yīng)力控制不準確、管道壓漿不密實、不飽滿等問題，直接影響了預(yù)制T梁的施工質(zhì)量，情況嚴重者，甚至可能影響到施工的順利進行。為更好地控制預(yù)應(yīng)力張拉、壓漿的施工質(zhì)量和效率，打造精品工程，越來越多的工程將智能張拉、智能壓漿技術(shù)應(yīng)用到預(yù)制T梁施工過程中。論文對智能張拉、壓漿技術(shù)與傳統(tǒng)施工工藝進行了比較，闡述了其智能化、信息化、機械化、專業(yè)化等特點。

【Abstract】In the current construction process of prefabricated T beam， prestressed tensioning and grouting are the key and difficult points of construction work. Many traditional construction processes generally exist problems such as inaccurate prestressing control， incompact and incomplete pipeline grouting， which directly affect the construction quality of the prefabricated T beam， and in serious cases， may even affect the smooth construction. In order to better control the construction quality and efficiency of prestressed tensioning and grouting and create high-quality projects， more and more projects apply intelligent tensioning and grouting technology to the construction process of prefabricated T beams. This paper compares the intelligent tensioning and grouting technology with the traditional construction technology， and expounds its characteristics of intelligence， informatization， mechanization and specialization.

【關(guān)鍵詞】智能張拉系統(tǒng);智能壓漿系統(tǒng);預(yù)制T梁;應(yīng)用

【Keywords】intelligent tensioning system; intelligent grouting system; prefabricated T beam; application

【中圖分類號】U445.4 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻標(biāo)志碼】A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號】1673-1069（2022）02-0194-03

1 工程概況

丹錫高速公路克什克騰至承德聯(lián)絡(luò)線克什克騰（經(jīng)棚）至烏蘭布統(tǒng)（蒙冀界）段位于赤峰市克什克騰旗。西拉沐淪河特大橋起點樁號為K14+069，終點樁號為K16+133，橋梁全長2 064 m。

西拉沐淪河特大橋主橋上部結(jié)構(gòu)形式為主跨240 m變截面預(yù)應(yīng)力混凝土矮墩斜拉橋，最大墩高206 m，引橋采用40 m跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)T梁，最大墩高93.2 m。橋跨組成：（4×40）+（3×40）+（128+5×240+128）+2×（4×40）=2 056 m。引橋橋梁上部結(jié)構(gòu)形式為40 m預(yù)制預(yù)應(yīng)力T梁，采用先簡支后連續(xù)結(jié)構(gòu)，梁片間距2.1 m，梁高2.5 m，頂板寬1.7 m。預(yù)制T梁共計180片，采用C50高性能混凝土和公稱直徑為15.2 mm的高強度低松弛鋼絞線。項目共設(shè)置預(yù)制梁場2座，其中1#梁場生產(chǎn)96片，2#梁場生產(chǎn)84片。

2 智能張拉系統(tǒng)的構(gòu)造及特點

智能張拉系統(tǒng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)人工手動操作張拉機具設(shè)備，運用計算控制系統(tǒng)及利用應(yīng)力應(yīng)變傳感器實時反饋量測數(shù)據(jù)方式，精確處理計算各階段數(shù)據(jù)及偏差，實時調(diào)控應(yīng)力應(yīng)變偏差，消除人為操作失誤及誤差影響，實現(xiàn)了對結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力加載的全過程控制，在最大程度上保證了預(yù)制T梁的產(chǎn)品質(zhì)量，保障預(yù)制T梁的運營安全，是當(dāng)今預(yù)應(yīng)力張拉施工中的前沿智能科技。智能張拉系統(tǒng)由智能張拉主機、智能張拉機、千斤頂、位移傳感器、壓力傳感器組成，精確控制兩頂同步張拉，五部分相互協(xié)作，共同推動智能張拉系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)。智能張拉工藝示意圖如圖1所示。

智能張拉系統(tǒng)使用力傳感器直接測量張拉力，量測數(shù)據(jù)更直接，消除了穿心千斤頂內(nèi)在的摩阻、油管虛壓等外界因素的影響，實時校核力傳感器和油壓傳感器的測量值，解決了單獨使用油壓傳感器測力準確性無法驗證的問題，確保張拉力顯示值真實可靠，不受人為因素干擾。采用高壓閥組、高壓泵頭、專用邏輯控制電路等組件保證了預(yù)應(yīng)力張拉時安全性、穩(wěn)定性以及數(shù)據(jù)的可靠性。智能張拉系統(tǒng)還可進行信息的錄入，自動記錄張拉過程中的所有原始數(shù)據(jù)，生成工程管理中所需的各種報表，減少手寫填寫報表，消除人為計算錯誤情況。智能張拉系統(tǒng)可通過API接口及Web服務(wù)實現(xiàn)互聯(lián)互通，將數(shù)據(jù)對接至各參建方的工程管理平臺或BIM平臺中，各參建方可通過工程管理平臺遠程監(jiān)控張拉過程，觀察張拉曲線，有利于各方數(shù)據(jù)調(diào)用，實現(xiàn)張拉全過程管理，保證施工質(zhì)量。在預(yù)制T梁張拉施工過程中，難免會遇到停電、斷電等突發(fā)情況，智能張拉系統(tǒng)也針對該種風(fēng)險設(shè)計了處置方案，系統(tǒng)具備斷電恢復(fù)功能，即電力系統(tǒng)恢復(fù)正常后，斷電前壓力數(shù)據(jù)、張拉的位移和張拉狀態(tài)不會因突發(fā)斷電情況而丟失，可以繼續(xù)進行未完成的張拉工作。

3 智能張拉施工技術(shù)

在以往采用傳統(tǒng)人工手動操作穿心千斤頂進行預(yù)應(yīng)力工程施工時，人工操作存在較多的錯誤操作或者違章操作，使得控制精度無法滿足設(shè)計的張拉要求，極易導(dǎo)致預(yù)制T梁出現(xiàn)病害，對橋梁運營期的使用安全影響較大。同時，在以往進行預(yù)應(yīng)力張拉施工中，張拉設(shè)備采用的是指針油壓表，機械振動也導(dǎo)致指針偏差晃動，精度較低，存在較大的讀數(shù)誤差。雖然后期通過引用抗震型壓力表，但仍需要人工進行讀數(shù)，手工記錄數(shù)據(jù)，不可避免地會出現(xiàn)數(shù)據(jù)不準確的情況。張拉時采用手工控制進、回油閥，也會出現(xiàn)應(yīng)力的無法精準控制，并且使用的是鋼板尺進行鋼絞線伸長量的量測，造成量測數(shù)據(jù)精度低、誤差大。預(yù)應(yīng)力張拉過程中因采用手動控制，兩端張拉時，由兩側(cè)操作工人分別操作兩個不同的張拉千斤頂，也無法達到同步張拉的效果，操作人員配備數(shù)量也較多，過程中發(fā)生事故隱患的可能性較大。

智能張拉施工技術(shù)可以解決上述傳統(tǒng)手工張拉的缺點，而且可以進一步優(yōu)化張拉施工工藝，對施工進行全過程實時跟蹤和控制，操作過程中如數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常，系統(tǒng)會及時進行報警提示，也可及時采取處理措施和補救方案。智能張拉設(shè)備的應(yīng)用，充分展現(xiàn)了精細化、智能化、信息化管理，在預(yù)制T梁的全生命周期中，做到了張拉施工的精準控制，對施工質(zhì)量控制能起到關(guān)鍵作用，對橋梁運營期出現(xiàn)的病害原因進行分析，做到了張拉過程可視化、數(shù)據(jù)可追溯。智能張拉施工技術(shù)有著傳統(tǒng)手工張拉施工工藝無法比擬的優(yōu)勢，其對比信息如表1所示。

4 智能壓漿系統(tǒng)的構(gòu)造及特點

智能壓漿系統(tǒng)主要由電控系統(tǒng)、上料系統(tǒng)、自動除塵系統(tǒng)、制漿系統(tǒng)和壓漿系統(tǒng)5部分組成。它采用自動除塵系統(tǒng)，通過供料過程中進行除塵以及制漿過程中進行高速攪拌達到除塵效果，大大降低了對環(huán)境的污染以及對人員健康的傷害。壓漿計量采用高精度稱重傳感器，在制漿以及壓漿過程中，儲漿桶及攪拌桶的重量會實時發(fā)生改變，稱重傳感器可精確感應(yīng)儲漿桶及攪拌桶重量的變化，對預(yù)應(yīng)力管道內(nèi)的壓漿量進行計量，這樣可更好地保證計量進度滿足要求。智能壓漿施工工藝流程如圖2所示。

5 智能壓漿系統(tǒng)在預(yù)制T梁中的應(yīng)用

在預(yù)制T梁壓漿施工過程中，智能壓漿技術(shù)不僅可以降低人為操作對壓漿質(zhì)量的影響，還可彌補傳統(tǒng)張拉設(shè)備本身存在的不足，更能減少對環(huán)境的污染，節(jié)能減排，減少對人員健康的影響。以往傳統(tǒng)的壓漿工藝是采用人工進行壓漿料的拌合，稱量壓漿料時存在按壓漿料外包裝所示重量計算使用袋數(shù)、加水時按照水桶內(nèi)標(biāo)刻度作為稱重依據(jù)等不精確問題。傳統(tǒng)的操作方法會出現(xiàn)較多的不確定性，加之施工環(huán)境影響，使得誤差逐步遞增，施工質(zhì)量呈現(xiàn)離散性，預(yù)制T梁質(zhì)量偏差較大，施工質(zhì)量無法得到保障。拌制漿液過程中，存在工人僅憑經(jīng)驗進行控制，目測漿料稠度是否適合，未保證漿料是否充分攪拌，造成配合比偏差較大，漿液濃度時稀時稠，這樣就會從根本上影響預(yù)應(yīng)力管道壓漿的質(zhì)量。在壓漿過程中，由于設(shè)備性能較為簡易，故也無法將壓漿的壓力保持在規(guī)定合理的范圍內(nèi)，孔道壓漿的時長由工人經(jīng)驗決定，或者僅按照排氣孔有漿液流出判斷是否飽滿，無法進行保壓操作，使得波紋管內(nèi)漿液飽滿度無法得到保障，質(zhì)量缺陷不可避免，對橋梁運營期也存在較大的安全隱患。

與傳統(tǒng)手工壓漿工藝相比較，智能壓漿技術(shù)采用了更為先進的機械設(shè)備、更為科學(xué)的控制方法，從原材料的稱量、拌合時長控制，保證了漿液的稠度，防止?jié){液沉淀，并采用螺桿式壓力泵及儲能設(shè)備作為動力源，保證了注漿時的設(shè)計壓力，從根本上解決了以往施工中常見的質(zhì)量無法控制的情況，與智能系統(tǒng)相結(jié)合，規(guī)避了人為因素、稱量設(shè)備、拌制加壓設(shè)備因素、技術(shù)因素等對預(yù)制T梁預(yù)應(yīng)力管道壓漿質(zhì)量的影響，不僅保證了壓漿料配合比的準確性、漿液良好的流動性、注漿壓力的穩(wěn)定性，而且使得預(yù)應(yīng)力筋等得到良好保護，從而保障了孔道壓漿的密實度，對施工質(zhì)量控制能起到關(guān)鍵性作用，進一步提高橋梁的運營期安全性及耐久性。同時，通過API接口數(shù)據(jù)的直接調(diào)用，使網(wǎng)絡(luò)平臺的遠程監(jiān)控與信息自動錄入取代了以往傳統(tǒng)的手工數(shù)據(jù)的記錄，充分體現(xiàn)了智能化優(yōu)勢，提高了施工效率和質(zhì)量。在各個方面，智能壓漿技術(shù)都在傳統(tǒng)技術(shù)上有了很大的提高，其對比信息如表2所示。

6 結(jié)語

在預(yù)制T梁施工過程中，采用智能張拉、壓漿技術(shù)能夠收到良好的效果，可以解決傳統(tǒng)張拉壓漿施工中存在的諸多問題，有利于提高預(yù)制T梁的施工質(zhì)量，提高結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性，為后續(xù)橋梁施工建立有效的預(yù)應(yīng)力體系。本文分析了傳統(tǒng)張拉壓漿施工工藝的局限性，相較而言，智能張拉壓漿技術(shù)的產(chǎn)生，大大提高了我國橋梁施工的智能化、專業(yè)化、信息化水平，同時新的施工工藝也做到節(jié)能減排，為我國實現(xiàn)“碳達峰”目標(biāo)作出了一份努力。我國多個地區(qū)均已發(fā)布了預(yù)應(yīng)力張拉壓漿的地方、行業(yè)標(biāo)準，預(yù)應(yīng)力智能設(shè)備、智能檢測技術(shù)、施工大數(shù)據(jù)庫的建立都在不斷地完善與優(yōu)化，智能張拉壓漿技術(shù)也在不斷地應(yīng)用到更多的橋梁工程中。在今后的施工過程中，我們應(yīng)不斷提高施工水平，使智能張拉和智能壓漿在預(yù)制T梁施工過程中得到更好的應(yīng)用，提高技術(shù)專業(yè)水平和橋梁的建設(shè)質(zhì)量。

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