斜拉橋塔間斜撐預(yù)應(yīng)力精軋螺紋鋼連接壓漿裝置技術(shù)的應(yīng)用

張錄生

（甘肅五環(huán)公路工程有限公司，甘肅 蘭州 730050）

1 引言

串聯(lián)式管道壓漿裝置結(jié)構(gòu)包括塔間斜撐底板、錨墊板、壓漿管、進(jìn)漿管、排氣管、螺旋筋、固定錨具、張拉錨具。其中壓漿管由上輔助管、下輔助管、波紋管、連接管構(gòu)成；錨墊板開孔與輔助管相連，中間的輔助管側(cè)壁開孔與連接管連接，兩側(cè)的輔助管上下壁開孔分別與進(jìn)漿管和排氣管連接。螺旋筋由上錨螺旋筋和下錨螺旋筋構(gòu)成，螺旋筋套在輔助管上，輔助管套在波紋管上，輔助管與波紋管間的孔隙采用密封膠封堵。該發(fā)明能有效減少結(jié)構(gòu)中壓漿管和排氣管的數(shù)量，提高壓漿效率，提升斜拉橋塔間斜撐的連接質(zhì)量。

2 斜拉橋塔間斜撐預(yù)應(yīng)力精軋螺紋鋼連接壓漿裝置技術(shù)概述

2.1 技術(shù)原理

2.1.1 斜拉橋塔間斜撐預(yù)應(yīng)力技術(shù)簡介

斜拉橋塔間斜撐預(yù)應(yīng)力技術(shù)是利用預(yù)應(yīng)力的原理來加固和穩(wěn)定斜撐連接的一種技術(shù)。通過施加預(yù)應(yīng)力，可以使斜撐緊密地固定在橋塔上，提升整個結(jié)構(gòu)的抗震能力和承載能力。

2.1.2 精軋螺紋鋼連接壓漿原理

精軋螺紋鋼連接壓漿是指將精軋螺紋鋼材料作為斜撐的連接元件，并通過壓漿裝置將其固定在預(yù)留的孔洞中。壓漿是一種將漿料注入孔洞中以增加連接強(qiáng)度的方法，通常使用的漿料是高強(qiáng)度水泥漿料。

2.2 主要組成部分

2.2.1 設(shè)備組成和功能概述

斜拉橋塔間斜撐預(yù)應(yīng)力精軋螺紋鋼連接壓漿裝置主要由斜撐預(yù)應(yīng)力系統(tǒng)、精軋螺紋鋼連接裝置和壓漿裝置組成。預(yù)應(yīng)力系統(tǒng)用于施加預(yù)應(yīng)力，精軋螺紋鋼連接裝置用于將螺紋鋼固定在橋塔上，壓漿裝置用于注入漿料增加連接強(qiáng)度。

2.2.2 斜撐預(yù)應(yīng)力系統(tǒng)

斜撐預(yù)應(yīng)力系統(tǒng)主要包括拉筋、張緊器和錨具等組件。拉筋是連接斜撐和張緊器的部件，張緊器負(fù)責(zé)施加預(yù)應(yīng)力，錨具用于固定張緊器和拉筋。

2.2.3 精軋螺紋鋼連接裝置

精軋螺紋鋼連接裝置是將精軋螺紋鋼安裝在斜撐和橋塔上的裝置，通常采用螺栓和螺母的形式進(jìn)行連接。其優(yōu)點(diǎn)是連接緊固可靠，能夠保證斜撐與橋塔之間的剛性連接。

2.2.4 壓漿裝置

壓漿裝置是用來將漿料注入斜撐連接孔洞中的裝置。它通常由注漿泵、注漿管道和注漿針等組件組成，通過控制注漿壓力和流量，可以確保漿料充滿整個孔洞，形成堅(jiān)固的連接。總之，斜拉橋塔間斜撐預(yù)應(yīng)力精軋螺紋鋼連接壓漿裝置技術(shù)通過預(yù)應(yīng)力和精軋螺紋鋼連接，再結(jié)合壓漿裝置的注漿過程，可以有效改善傳統(tǒng)斜撐連接方式的問題，提升斜撐的穩(wěn)定性和整體結(jié)構(gòu)的安全性。

3 塔間斜撐預(yù)應(yīng)力精軋螺紋鋼壓漿裝置的施工方法

步驟1：塔間斜撐底板為錨固端，根據(jù)設(shè)計(jì)坐標(biāo)確定塔間斜撐底板位置，塔間斜撐N2板在主塔內(nèi)與勁性骨架焊接固定，后期再與鋼斜撐焊接固定，塔間斜撐底板上開孔，孔徑為7 cm，下輔助管與塔間斜撐底板開孔處固定連接，詳見圖1、圖2。

圖1 預(yù)應(yīng)力精軋螺紋鋼布置示意圖

圖2 塔間斜撐底板示意圖

步驟2：采用剛度較好的角鋼焊接井字形定位胎架，穿入精軋螺紋鋼。

步驟3：壓漿管由上輔助管、下輔助管、波紋管、連接管構(gòu)成，輔助管套在波紋管上，輔助管與波紋管間的孔隙采用密封膠封堵，輔助管側(cè)壁開孔與連接管連接，在一個平面內(nèi)形成S形線路。其中上輔助管和下輔助管均為直徑7 cm長度30 cm的鋼管，連接管為直徑3 cm的鋼管，輔助管在15 cm處側(cè)壁開3 cm的孔，詳見圖3。

圖3 錨墊板和輔助管連接示意圖

步驟4：兩側(cè)的輔助管上下壁開孔分別與進(jìn)漿管和排氣管連接，其中最低點(diǎn)連接進(jìn)漿管，最高點(diǎn)連接排氣管，進(jìn)漿管從錨固端引出主塔，排氣管高于張拉端混凝土，引入塔內(nèi)空腔，連接管與輔助管連接成蛇形，其中進(jìn)漿管和排氣管為直徑3cm的鋼管，詳見圖4。

圖4 塔間斜撐預(yù)應(yīng)力精軋螺紋鋼壓漿裝置示意圖

步驟5：澆筑混凝土同時檢查壓漿管，保證混凝土進(jìn)入壓漿管，堵塞壓漿管。

步驟6：待混凝土達(dá)到相應(yīng)齡期，采用小倒鏈、連接器固定千斤頂進(jìn)行張拉，采用泡沫膠、水泥漿進(jìn)行錨固壓漿。

4 斜拉橋塔間斜撐預(yù)應(yīng)力精軋螺紋鋼連接壓漿裝置技術(shù)的優(yōu)勢和挑戰(zhàn)

4.1 斜拉橋塔間斜撐預(yù)應(yīng)力精軋螺紋鋼連接壓漿裝置技術(shù)優(yōu)勢

（1）增強(qiáng)連接的穩(wěn)定性：斜撐預(yù)應(yīng)力精軋螺紋鋼連接壓漿裝置技術(shù)采用預(yù)應(yīng)力和精軋螺紋鋼連接，使得斜撐與橋塔之間形成剛性連接，增強(qiáng)了連接的穩(wěn)定性。預(yù)應(yīng)力施加后，連接處的螺紋鋼受到拉力，使連接更加緊密，不易松動或變形，能夠有效抵抗外部荷載的作用，提高了連接的安全性和可靠性。

（2）提高斜撐的承載能力：通過預(yù)應(yīng)力施加和精軋螺紋鋼連接，斜撐的受力性能得到提升，能夠更好地承受荷載并保持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。預(yù)應(yīng)力的作用使得連接處的螺紋鋼受到拉力，增加了斜撐的抗彎和抗剪能力，使其在承受荷載時不易發(fā)生變形或破壞，增強(qiáng)了斜撐的承載能力。

（3）提高連接的強(qiáng)度：斜撐預(yù)應(yīng)力精軋螺紋鋼連接壓漿裝置技術(shù)能夠增加連接處的抗拉強(qiáng)度，使其能夠承受更大的外部力。精軋螺紋鋼具有較高的抗拉性能和韌性，通過與預(yù)應(yīng)力技術(shù)相結(jié)合，可以在連接處形成高強(qiáng)度的連接，使其能夠承受較大的荷載。這樣可以提高整個斜拉橋結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，確保工程的安全性和可靠性。

（4）增加連接的耐久性：斜撐預(yù)應(yīng)力精軋螺紋鋼連接壓漿裝置技術(shù)通過注漿過程，可以使?jié){料充分填充連接孔洞，并與螺紋鋼緊密結(jié)合，形成堅(jiān)固的連接，提高連接的耐久性。注漿材料具有一定的抗水、抗腐蝕和抗震動性能，可以保持連接處的穩(wěn)定性和完整性，在長期使用中不易發(fā)生松動、脫落或損壞。這也有助于延長連接的使用壽命，減少維護(hù)頻率和成本。綜上所述，斜拉橋塔間斜撐預(yù)應(yīng)力精軋螺紋鋼連接壓漿裝置技術(shù)具有增強(qiáng)連接穩(wěn)定性、提高斜撐承載能力、提高連接強(qiáng)度和增加連接耐久性的優(yōu)勢。這些優(yōu)點(diǎn)使得該技術(shù)在斜拉橋工程中得到廣泛應(yīng)用，并為工程的安全性、穩(wěn)定性和耐久性提供了有效保障。

（5）串連接壓漿裝置在工程中有益效果：通過設(shè)置輔助管，解決了錨墊板與波紋管無法有效連接的問題，避免了混凝土澆筑過程中出現(xiàn)預(yù)應(yīng)力管道堵塞。通過將輔助管、連接管組合，在一個平面內(nèi)形成S形線路，有效減少了進(jìn)漿管和排氣管的埋設(shè)數(shù)量，節(jié)約管道材料，增加了混凝土與構(gòu)件粘結(jié)性，提高了后期管道壓漿效率。采用串連接壓漿裝置進(jìn)行塔間斜撐安裝施工，提高了預(yù)應(yīng)力筋安裝、張拉以及管道壓漿效率，保證了塔間聯(lián)系的施工質(zhì)量，對提高斜拉橋主塔抗彎扭剛度，提高橫向抗風(fēng)抗震性能有較大作用。

4.2 斜拉橋塔間斜撐預(yù)應(yīng)力精軋螺紋鋼連接壓漿裝置技術(shù)的挑戰(zhàn)

（1）技術(shù)難度較大：斜拉橋塔間斜撐預(yù)應(yīng)力精軋螺紋鋼連接壓漿裝置技術(shù)需要工程人員具備高水平的技術(shù)能力和經(jīng)驗(yàn)。操作流程涉及多個環(huán)節(jié)，包括預(yù)應(yīng)力施加、螺紋鋼連接和注漿壓漿，每個環(huán)節(jié)都需要精確控制。此外，根據(jù)不同的工程設(shè)計(jì)要求進(jìn)行施工，還需要解決工程中可能出現(xiàn)的各種復(fù)雜工況和問題，增加了技術(shù)難度。

（2）裝置設(shè)備要求高：斜撐預(yù)應(yīng)力精軋螺紋鋼連接壓漿裝置技術(shù)需要專門的設(shè)備進(jìn)行施工操作。例如，預(yù)應(yīng)力施加需要使用預(yù)應(yīng)力設(shè)備，螺紋鋼連接需要采用精密的螺紋滾壓機(jī)，注漿壓漿則需要使用注漿設(shè)備。這些設(shè)備要求高精度和高質(zhì)量，且需要配備專業(yè)的操作人員，增加了工程成本和難度。

（3）施工周期較長：由于斜撐預(yù)應(yīng)力精軋螺紋鋼連接壓漿裝置技術(shù)的復(fù)雜性，施工周期可能會較長。在預(yù)應(yīng)力施加過程中，需要進(jìn)行張拉和錨固，這個過程通常需要一定的時間。而螺紋鋼連接和注漿壓漿等步驟也需要相應(yīng)的時間來完成。因此，施工周期的延長可能對工程進(jìn)度帶來一定的挑戰(zhàn)。

（4）維護(hù)困難：一旦斜撐連接部位發(fā)生損壞或需要維修，可能需要拆除并重新施工連接。這將增加維護(hù)的難度和成本。特別是在一些高海拔、惡劣環(huán)境條件下的斜拉橋，維護(hù)工作更加困難，可能需要專業(yè)的人員和設(shè)備進(jìn)行維修?？偨Y(jié)起來，斜拉橋塔間斜撐預(yù)應(yīng)力精軋螺紋鋼連接壓漿裝置技術(shù)面臨著技術(shù)難度大、裝置設(shè)備要求高、施工周期較長和維護(hù)困難等挑戰(zhàn)。然而，通過合理的技術(shù)管理和操作，這些挑戰(zhàn)是可以克服的。

5 改進(jìn)斜拉橋塔間斜撐預(yù)應(yīng)力精軋螺紋鋼連接壓漿裝置技術(shù)的措施

為了改進(jìn)斜拉橋塔間斜撐預(yù)應(yīng)力精軋螺紋鋼連接壓漿裝置技術(shù)，可以從以下幾個方面進(jìn)行改進(jìn)。首先，研發(fā)更簡化的操作流程和工藝，可以通過優(yōu)化設(shè)計(jì)和工程施工流程來降低技術(shù)難度。例如，可以采用預(yù)制構(gòu)件和標(biāo)準(zhǔn)化零部件來簡化施工過程，并減少對現(xiàn)場操作人員的技術(shù)要求。此外，還可以引入自動化控制系統(tǒng)和智能化設(shè)備，實(shí)現(xiàn)工藝過程的自動化和智能化，提高施工效率和質(zhì)量。其次，開發(fā)更高效的裝置設(shè)備也是改進(jìn)的關(guān)鍵。可以針對預(yù)應(yīng)力施加、精軋螺紋鋼連接和壓漿過程開發(fā)專用設(shè)備，并不斷提升其性能和精度。例如，可以研發(fā)更高效的預(yù)應(yīng)力張拉設(shè)備，提高預(yù)應(yīng)力施加的速度和精確度；可以改進(jìn)螺紋滾壓機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理，提高螺紋連接的質(zhì)量和效率；還可以研發(fā)新型的注漿設(shè)備，實(shí)現(xiàn)快速而均勻的壓漿效果。此外，提升連接部位的耐久性也是非常重要的改進(jìn)方向?？梢酝ㄟ^材料的選擇和處理，優(yōu)化連接部位的設(shè)計(jì)，提高其承載能力和抗震性能。例如，可以選用更高強(qiáng)度和更耐久的材料來制造連接部位，如高強(qiáng)度螺紋鋼和抗腐蝕材料。同時，還可以采用先進(jìn)的涂層技術(shù)和防腐措施，延長連接的使用壽命并降低維護(hù)頻率和成本。最后，加強(qiáng)對施工人員的培訓(xùn)和指導(dǎo)也是關(guān)鍵?？梢酝ㄟ^組織專業(yè)的培訓(xùn)課程和實(shí)踐操作，提高施工人員對裝置技術(shù)的理解和掌握。同時，還應(yīng)加強(qiáng)現(xiàn)場監(jiān)督和指導(dǎo)，確保施工人員按照規(guī)范進(jìn)行操作。此外，建立經(jīng)驗(yàn)分享和教育培訓(xùn)機(jī)制，促進(jìn)施工人員的交流和學(xué)習(xí)，不斷提升整個行業(yè)的技術(shù)水平?？偠灾ㄟ^研發(fā)簡化的操作工藝和流程、開發(fā)高效的裝置設(shè)備、提升連接部位的耐久性以及加強(qiáng)施工人員的培訓(xùn)和指導(dǎo)，可以有效改進(jìn)斜拉橋塔間斜撐預(yù)應(yīng)力精軋螺紋鋼連接壓漿裝置技術(shù)，提高施工效率和質(zhì)量，降低成本和維護(hù)難度。

6 結(jié)束語

文章根據(jù)塔間斜撐預(yù)應(yīng)力精軋螺紋鋼連接壓漿裝置施工步驟、方法以及社會效益等，并結(jié)合實(shí)際的工程情況進(jìn)行了理論探究和實(shí)踐分析，旨在促進(jìn)工程建設(shè)項(xiàng)目可以實(shí)現(xiàn)更高水平的發(fā)展。