浅析桥梁预应力智能张拉与压浆系统原理及施工技术

浅析桥梁预应力智能张拉与压浆系统原理及施工技术

作者：张俊冲 孙毫阳

来源：《科学与信息化》2017年第33期

摘 要 影响桥梁使用年限和安全性的主要因素是桥梁结构耐久性。当前，我国桥梁建设已经对桥梁预应力智能张拉和智能压浆问题加大了重视力度。本文主要分析了桥梁预应力智能张拉压浆系统原理和施工技术，以此保证桥梁建设结构的安全性。 关键词 桥梁预应力；智能张拉；压浆系统原理；施工技术

在桥梁施工中，预制梁施工部分是常见的难点。之前传统预制梁施工方式存在着许多问题，比如应力张力不足或者应力张拉较大等。这些问题的发生都会影响桥梁工程质量。为了解决此种问题，在施工期间，可以采用智能化张拉和大体积循环压浆技术，进而实现保证工程质量的目的。

1 桥梁施工中常见问题

最近几年，桥梁工程的建设工艺和技术得到了全面的改进，整体强度和材料的耐久性有了很大程度的提升。可是在投入使用桥梁之后，由于车辆长时间运行，因此，对桥梁质量提出了更高的要求。在进行桥梁结构设计和施工期间，对桥梁的横向和纵向刚度要求比较高，如果预应力不足，便会导致桥梁在后期使用期间抗灾害能力下降，进而为桥梁的应用埋下严重的安全隐患。第一，高速桥梁出现的病害问题。其中，高速桥梁病害问题一般表现在桥面的凹凸和孔洞中，有些桥梁由于桥面的自收缩过大，是的桥梁路面出现钢筋外露，有些桥面由于局部的破损导致锚固钢筋出现坑槽现象，这些病害都会在很大程度上影响高速公路桥梁的使用，并且随着行车荷载的不断作用，导致桥梁的缺陷不断增大，加上水分与空气的侵袭，会造成桥面钢筋的不断锈蚀，使得桥面的承载能力不断下降，桥梁工程的耐久性不断降低。第二，高速公路桥梁的上部病害。高速公路桥面由于行车频繁，承受着主要的荷载作用，往往会在使用一段时间之后，出现混凝土脱落，导致主筋或者是钢绞线外露，使得桥梁梁体的承载力不断下降，影响桥梁的使用寿命。桥梁工程的上部病害还表现为预制板的铰缝脱落，造成漏水现象，随着水分的进入与侵蚀，会造成极大的安全隐患。这些问题会从很大一方面上限制路面的正常使用。再加上和水分以及空气的接触，最终导致桥梁钢筋发生腐蚀性问题，影响了桥梁使用的耐久性。 2 桥梁预应力智能张拉系统结构以及原理 2.1 桥梁预应力智能张拉系统结构

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智能张拉系统主要是利用计算机展开运行操作，以此控制预应力张拉全过程，从最大程度上保证桥梁质量。在智能张拉系统中，主要有三部分构成，分别为主机、油泵以及千斤顶，三部分只有相互协调工作才可以发挥出真正的性能。同时，智能张拉系统可以对整个张拉过程实行监督和控制，及时查找出存在的不足，给予改进。此种方法从真正意义上实现了机械化工作方式，避免了人工操作控制期间出现问题，不但减少了人力物力输出，还提升了工作效率，为张拉施工的全面控制提供了根本性保障。 2 工作原理

在实际工作中，智能张拉系统将应力当作控制指标，把伸长量误差当作校对指标，系统采集数据是通过传感技术实现，它包含张拉设备的工作压力，钢绞线的伸长量等。待采集完成以后，系统还将数据实时传输给系统主机，由主机自主分析和判断，同时，张拉设备接收系统指令，实时调整变频电机工作参数，高精度实时调控油泵电机转速，从而准确控制加载速度和张拉力。另外，整个系统还可以根据预设程序，由主机发出相应指令，对每台设备的每一个机械动作实现同步控制，从而完成整个张拉过程。待张拉完成以后，有利于保证施工质量，提升结构性能，为后期工作的顺利开展奠定基础[1]。 3 智能压浆系统结构以及原理

在桥梁建设中，预应力筋主要是由水泥浆和混凝土两部分结构组成，它是提升锚固稳定性的关键，同时也是保证桥梁承载力的主要结构，可是如果出现预应力不足问题，将会影响桥梁的耐久性。通过应用智能压浆系统，可以有效解决这一类问题。智能系统是由预应力管道、压浆泵以及制浆机所组成，在遮挡中持续排空管道空气，在此过程中，会发生管道堵塞现象，可以采用加大压力的方式进行冲孔，排除其中的杂质。与此同时，智能压浆系统还可以记录整个操作过程的数据，利用计算机来分析结果和流量，从而实现调整的目的。

和以往传统的压浆系统相比较而言，在智能压浆系统中，采取监控和自动调整等形式可以有效缓解压浆空内部空气流通不畅等问题，从而保证压浆质量，提升预应力的管道密实度。桥梁工程智能压浆系统主要包含计算机主机、测控体系以及循环压浆体系。以往传统的压浆技术无法彻底将管道内的空气排除干净，采取压浆系统能够同时压注双孔，在位置较低的孔柱中注入浆液，然后从较高的孔内喷出，不但可以缩短注浆时间，同时还可以提升压浆的密实度。另外，智能压浆系统可以在一定程度上减少对环境的影响，避免人为影响因素。在整个过程中，全部是由计算机进行控制的，系统会根据温度和浆液的实际运行情况，来调整水量和控制压力，从而避免了人为操作中的失误现象，确保工程质量[2]。 4 智能张拉系统在桥梁建设中的应用 4.1 具体运用

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在传统工程施工中，导致桥梁病害的主要原因是因为预应力施工技术不具备规范性，施工工艺不合理。比如，钢绞线之间相互缠绕，长短不一致，张拉期间经常出现断丝或者滑丝等现象。此外，在施工期间，尽管在张拉时候不出现问题，可是在工程建成以后，随着时间的增加，受汽车荷载的影响，绞线也会出现疲劳或者断裂现象。同时，张拉应力和设计值存有很大程度的差别，预应力存在过大情况，结构发生明显变形或者裂痕，最终导致结构开裂。将智能张拉系统应用到桥梁建设中去，可以有效解决这些问题，保证桥梁质量。在桥梁建设中，预应力施工技术和施工工艺如果不具备合理性，那么将会为工程带来严重的危害，在张拉期间甚至会出现断裂问题。在后期桥梁投入使用以后，桥梁本身也会出现断裂或者其他问题。现阶段，我国对于预应力并没有明确的监控系统，在对称性方面上没有一定的规范。为了全面解决这一问题，一定要加强工程的监控和管理工作，只有这样，才可以在发生问题以后及时补救。通过智能张拉系统，可以向施工单位和业主方等进行整合，使其运用到一个平台上，从而达到强化沟通的目的。另外，因为是系统主动生成的报表，所以不会发生作假现象，从很大一方面上保证了工程的安全可靠性。 4.2 运用效果

在桥梁工程施工期间，智能张拉体系通过将张拉预应力作为主要的控制指标，利用计算机程序化输入方式输入主机中，同时引进伸长量的误差范围，使其作为辅助的校对指标，根据传感器的控制技术实现系统数据的采集工作。一般情况下，所记录的数据主要有张拉设备的拉力和钢绞线的实际伸长量，传感器将采集到的数据及时传输到计算机系统中，利用主机分析和判断传入的数据，同时，张拉设备还可以收取到计算机主机的系统指令，及时调整张拉设备的电机参数，控制油泵电机转速，最终实现对张拉预应力的准确控制，提升施工效果。此外，智能张拉系统还会根据计算机主机设定的初始程序，通过主机指令控制模式，实现整个张拉过程的自动化管理。此种类型的张拉方式对张拉施工完成以后，对桥梁施工质量和结构性能的提升有很大的帮助，为后期桥梁施工创造了良好的条件，同时，张拉系统的初始程序设计对相关桥梁设计人员要求比较严格。

5 智能压浆系统在桥梁建设中的应用 5.1 具体应用

在工程施工的过程中，使用大循环回路的方式，实现预应力管道出口位置浆液导流至相应的储浆桶之中，实现了灌浆回路的循环。可是因为预应力管道内部是隐藏在空气中的，所以，为了提升灌浆的密实度效果，需要制定出有效方案将其排除出去。在智能压浆系统中，采用的方式是持续循环灌输浆，通过在出浆口与进浆口位置设置相应的传感器装置，使其对浆液水胶比的实时监测，来有效保障相应的灌浆液达到相应的施工标准与设计要求。另外，通过将相应的传感器数据反馈至计算机主机之中，利用计算机分析和判断，对压浆系统进行及时的反馈，使其自动调整机器的施工参数。如此一来，整个压浆施工过程都能够通过计算机主机进行及时的调整与监控，进而有效保障了施工质量。

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5.2 应用效果

智能压浆体系在桥梁工程施工过程中的应用，可以有效避免预应力管道中存在压浆不密实的情况，实现预应力管道内部空气的排尽，保证预应力压浆施工的施工质量。此外在智能压浆系统的应用过程中，还会采取密封加弹性垫片的施工手段，来有效消除锚头密封的难题。与传统的桥梁工程压浆施工相比，智能压浆体系可以有效避免相应的人为操作因素的干扰，实现技术施工精准度与施工质量的提升，通过对灌浆过程的及时监控与调整，有效的保障施工质量。同时整个压浆过程实现智能化后，可以避免相关施工操作人员的人为影响，有利于施工效率的提升，进而使得桥梁工程的社会效益得以提升。在桥梁建设工程中，智能张拉系统和压浆系统本身的施工效果较好，能够为工程带来实质性保障。智能压浆系统还可以避免腐蚀情况，提升桥梁的抗弯强度，以此确保桥梁在应用期间有较好的承载力。 6 结束语

桥梁预应力智能张拉压浆系统的应用可以提升工程质量，将桥梁预应力智能张拉和智能压浆系统相互结合到一起，既可以提升桥梁的整体预应力，还能保证桥梁的安全性。当前桥梁工程中，采用智能化张拉和压浆技术的工程案例较少，对此，智能张拉和压浆技术应用的稳定性还需进一步研究，随着该技术在工程施工中的应用，智能化张拉和压浆技术将会更加完善，得到广泛应用。 参考文献

[1] 王延雨.桥梁预应力智能张拉压浆系统原理及施工技术[J].技术与市场，2017，（01）：85.

[2] 李冰.预应力智能张拉压浆系统在桥梁施工中的应用[J].四川水泥，2016，（02）：189.