談箱梁智能張拉及管道壓漿施工技術

謝勇

摘要：本文以北京至臺北高速公路廊坊段LQ8合同段梁場施工為背景，主要介紹了箱梁智能張拉工藝要點及預應力孔道壓漿操作過程和相關要求，為以后類似工程施工提供了參考經驗。

關鍵詞：箱梁智能張拉預應力壓漿

1 工程概況

北京至臺北高速公路廊坊段LQ8合同段共有中小橋6座，跨徑分別為20m、25m、30m，布置為先簡支后連續箱梁組合梁。全標段共計預制箱梁190片，其中南馬莊中橋20m箱梁30片，南馬莊分離式立交20m箱梁30片，永南干渠大橋25m箱梁50片，廊泊線分離式立交25m箱梁40片，A匝道25m箱梁20片，A匝道30m箱梁20片。

為方便管理及方便橋梁的架設，根據現場的地形條件，箱梁集中在K40+150~K40+500段線路左側預制廠預制。

2 工作原理

智能張拉系統由系統主機、油泵、千斤頂三大部分組成。預應力智能張拉系統以應力為控制指標，伸長量誤差作為校對指標。系統通過傳感技術采集每臺張拉設備（千斤頂）的工作壓力和鋼絞線的伸長量（含回縮量）等數據，并實時將數據傳輸給系統主機進行分析判斷，同時張拉設備（泵站）接收系統指令，實時調整變頻電機工作參數，從而實現高精度實時調控油泵電機的轉速，實現張拉力及加載速度的實時精確控制。系統還根據預設的程序，由主機發出指令，同步控制每臺設備的每一個機械動作，自動完成整個張拉過程。大循環智能壓漿系統由制漿系統、壓漿系統、測控系統、循環回路系統組成。漿液在由預應力管道、制漿機、壓漿泵組成的回路內持續循環以排凈管道內空氣，及時發現管道堵塞等情況，并通過加大壓力進行沖孔，排出雜質，消除致壓漿不密實的因素。在管道進、出漿口分別設置精密傳感器實時監測壓力，并實時反饋給系統主機進行分析判斷，測控系統根據主機指令進行壓力的調整，保證預應力管道在施工技術規范要求的漿液質量、壓力大小、穩壓時間等重要指標約束下完成壓漿過程，確保壓漿飽滿和密實。主機判斷管道充盈的依據為進出漿口壓力差在一定的時間內是否保持恒定。

3 施工準備

預應力張拉采用新型智能張拉施工工藝，千斤頂采用開湖南聯智橋隧技術有限公司提供的LZD型輕量化穿心式千斤頂，噸位為150噸4臺，油泵采用電動高壓油泵。配備YCW27型千斤頂兩臺，處理單根鋼絞線滑絲及負彎矩預應力鋼束張拉用。計算延伸量與設計延伸量以便控制張拉延伸量控制在規范范圍內。張拉噸位下的鋼絞線理論伸長值計算：△Li=σi·Li/Eg

式中：△Li——鋼絞線的理論伸長量。Eg——鋼絞線的彈性模量。σi——鋼絞線的平均應力（可近似取跨中截面與錨固截面鋼絞線的平均應力值）。Li——鋼絞線的長度（i為鋼絞線的編號）。按每束設計張拉力計算分級張拉中各級的壓力表讀數，并標在壓力表上，以免出錯。按照張拉次序將鋼束進行張拉，在施加預應力過程中要按照施力對稱、平衡的要求進行施工。

4 智能張拉工藝要點

4.1 預應力筋張拉 ①控制軟件回到主界面，檢查軟件左下角的狀態欄，顯示正常，右上角的“張拉梁號”正確，“第1次”張拉為準備狀態。②再次檢查確定梁板的兩端千斤頂安裝正確，然后啟動梁板兩端設備（按下綠色“油泵啟動”按鈕），啟動設備，電機運轉聲音正常，平順。儀器進行5分鐘預熱；溫度低于10攝氏度時，進行15~30分鐘預熱。③通知梁板兩邊工作人員，注意安全。點擊控制軟件的“開始張拉”按鍵，“第1次張拉施工”啟動，此時密切注意在電腦上觀測壓力值和位移值是否正常，有異常立即點擊“暫停張拉”并進行相關檢查。電腦在張拉施工過程中嚴禁運行其他程序，操作人員時刻關注相關數值，嚴禁離開控制臺。④在張拉過程中應密切注意梁板兩端設備和千斤頂的工作情況，注意安全，如有異常情況立即單擊“暫停張拉”、按下張拉儀“急停指示”按鈕，停止張拉，排除異常情況后，方可繼續張拉。⑤每一孔張拉完成后，設備自動退頂，保存數據，并自動跳到下一個張拉步驟，在下一個張拉步驟開始之前，計算機操作人員應再次檢查錨具、千斤頂、限位板是否正確嵌套，數據連接線是否松動、被擠壓，千斤頂是否壓迫粗鋼筋，等等。

4.2 張拉結束 ①等整片梁板張拉施工完成后依次關閉軟件、電機、切斷電源，拆卸千斤頂、油管。②張拉系統所有設備在張拉完畢以后必須妥善保管，儀器、千斤頂都必須有良好的防曬、防水措施。由于保管不當造成的設備損壞，將不在保修之列。③定期維護。油量不足情況下應及時加注符合要求的抗磨液壓油。每三個月更換一次液壓油。④在張拉過程中嚴格遵照執行以上內容，以避免施工不當影響施工進程。

5 智能壓漿

預應力智能壓漿系統主要由預應力智能壓漿臺車（含制漿-儲漿系統，灰漿泵、水膠比測量儀、進漿測控儀、返漿測控儀）、高壓膠管、筆記本電腦、無線控制器等組成。

5.1 智能壓漿系統的特點 ①實時監測水膠比。系統的水膠比測試儀可實時監測漿液水膠比，當實測水膠超過規范要求時及時給出警示信息。（2011版橋涵施工技術規范7.9.3條規定“漿液水膠比宜為0.26～0.28）。②精確控制壓力。系統通過每次壓漿時實測管道壓力損失，以出漿口滿足規范最低壓力值為原則設置灌漿壓力值。保證沿途壓力損失后管道內仍滿足規范要求的最低壓力值（2011版橋涵施工技術規范7.9.8條規定“對水平或曲線管道，壓漿壓力宜為0.5～0.7MPa……關閉出漿口后宜保持一個不小于0.5MPa的壓力）。③實時監測流量、自動計算管道內漿液體積。系統智能測控儀可監測實時進漿、返漿流量及計算管道內漿液體積與充盈程度（以百分比計）。④漿液循環排氣。對于曲線管道，一次過漿往往很難將管道內的空氣完全帶出，而采用大循環回路方式，將出漿口漿液導流至儲漿桶，從而可使得漿液在管道內持續循環，通過調整泵排流量將管道內空氣完全排出，同時通過漿液循環帶出孔道內殘留雜質。⑤自動測試管道壓力損失及自動調壓。通過漿液持續循環實時測試管道進、出漿口壓力損失值，并自動調整灌漿壓力以保證全管路灌漿壓力值滿足規范的相應要求。⑥智能分析處理數據，形成工程管理所需的各種報表。⑦能及時自動反饋數據，相關部門可根據反饋數據及時下達指令。⑧系統采用傻瓜式操作控制，軟件界面友好，易于操作，可靠性高。

5.2 智能壓漿操作要點 ①壓漿施工。在進行完設備裝卸、管路連接、配置漿液等項工作后便可進行壓漿施工。此時，控制軟件回到主界面，檢查液晶顯示框內數據是否跳動，右上角的“壓漿梁號”正確，“第1次”壓漿為準備狀態。再次檢查確定管路連接是否正確，然后啟動“梁孔擠水”按鈕，電磁閥啟動，電機運轉聲音正常，平順。通知梁板兩邊工作人員，注意安全。而后密切注意在電腦上壓力值和流量值是否正常，有異常立即點擊“暫停壓漿”并進行相關檢查。電腦在壓漿施工過程中嚴禁運行其他程序，操作人員時刻關注相關數值，嚴禁離開控制臺。在壓漿過程中應密切注意智能壓漿設備工作情況，注意安全，如有異常情況立即單擊“暫停壓漿”、按下智能壓漿臺車“急停”按鈕，停止壓漿，排除異常情況后，方可繼續壓漿。每一次壓漿完成后，設備自動溢流，保存數據，并自動跳到下一個壓漿步驟，在下一個壓漿步驟開始之前，計算機操作人員應再次檢查儀器是否正常等等。一次壓漿完成以后，將進漿與返漿管對接，點擊“清洗設備”進行管路沖洗，沖洗宜選擇高流量低壓力檔進行，并直至返漿口與溢流口均流出清水5min以上為止。等整片梁板壓漿施工完成后依次關閉軟件、電機、切斷電源，拆下高壓管。壓漿系統所有設備在壓漿完畢以后必須妥善保管，儀器都必須有良好的防曬、防水措施。定期維護。電液動閥、電動調壓閥、水膠比測試儀每使用1個月必須進行維護保養，清除里面漿液凝固后的沉淀。漿體必須在45分鐘內全部使用完，且在注漿過程中，漿液應不停攪拌。②封錨。孔道壓漿后立即將梁端水泥漿沖洗干凈，同時清除支承墊板、錨具及端面混凝土的污垢，并將端面混凝土鑿毛，將截斷的鋼筋調直，焊好，并綁扎好封錨鋼筋，以備澆筑封端混凝土，澆筑封端混凝土時，要仔細操作并認真插搗，使錨具處的混凝土密實。

6 結束語

預應力箱梁智能張拉施工中重要的幾個環節包括預應力筋張拉前準備、預應力管道安裝、鋼鉸線下料及安裝、預應力筋張拉、孔道壓漿，其施工質量的好壞直接影響到橋梁的使用壽命，由于智能張拉設備的優點，確保了上述施工環節工程質量，在施工中要充分發揮智能預應力張拉的特點。

參考文獻：

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