淺談現(xiàn)澆箱梁預(yù)應(yīng)力智能張拉施工技術(shù)

洪永欣

（福建砼路工程建設(shè)有限公司，福建 廈門 361000）

0 引言

在我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中，特別是隨著城市交通日益發(fā)達(dá)，對橋梁施工過程中橋梁外觀要求、施工質(zhì)量、各項(xiàng)技術(shù)及效率提出更高的標(biāo)準(zhǔn)。預(yù)應(yīng)力張拉施工在橋梁工程中能夠保證橋梁的在荷載作用下受力安全，而智能張拉施工工藝主要在預(yù)應(yīng)力張拉時通過計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行控制以及指導(dǎo)，可以大幅降低人工失誤率與工程建設(shè)成本，提高常能效率，同時有效確保了預(yù)應(yīng)力的施加。因此，分析現(xiàn)澆箱梁預(yù)應(yīng)力智能張拉技術(shù)有著重要的意義。

1 工程實(shí)例

本工程為廈門海滄隧道本島端接線工程，起始點(diǎn)為海滄隧道出口端，上跨糧食專用線至枋鐘路。該交通樞紐項(xiàng)目主要是為廈門第二西通道、第二東通道及成功大道提供交通轉(zhuǎn)換，主要工程有新建主線橋1 座、5 座匝道橋及拆除2 座匝道橋，項(xiàng)目位置如圖1 所示。

圖1 項(xiàng)目位置

本工程主線橋左右幅 1～2、5、7～9 聯(lián)為標(biāo)準(zhǔn)單箱雙室梁，3～4 聯(lián)為加寬漸變段，為單箱4 室過渡段加寬，梁高全部為1.8 m，其同第6 聯(lián)鋼箱梁之間銜接的位置逐漸從1.8 m 轉(zhuǎn)變?yōu)?.0 m，腹板的厚度范圍是0.45～0.65 m，翼緣板長度、端部厚度以及根部厚度分別為2.5 m、0.18 m 和0.5 m。跨徑分別為28 m、30 m、35 m。其中，單箱兩室斷面如圖2 所示。

圖2 單箱兩室斷面

2 現(xiàn)澆箱梁預(yù)應(yīng)力智能張拉施工技術(shù)

2.1 工藝流程簡述

為確保在整體現(xiàn)澆箱梁預(yù)應(yīng)力智能張拉過程中形成更為良好的施工效果，需要先明確相應(yīng)的工藝流程，了解張拉施工過程的具體內(nèi)容，才能夠?yàn)楹罄m(xù)施工作業(yè)做好充足準(zhǔn)備。在張拉施工整體過程中，各種工具設(shè)備的安裝搭建是最基礎(chǔ)的。首先，需要正確安裝工作錨，保障其在施工中達(dá)到良好的應(yīng)用效果，并在其中穿入鋼絞線安裝夾片，從而使工作錨具與錨墊之間形成緊密銜接的效果，保障后續(xù)張拉施工質(zhì)量。其次，使限位板與工作錨之間處于緊密貼合狀態(tài)，避免在后續(xù)現(xiàn)澆箱梁時，由于出現(xiàn)縫隙造成水泥滲漏。最后，搭設(shè)千斤頂支架，隨后起吊千斤頂，并在其中穿入鋼絞線，使千斤頂與限位板二者處于相對統(tǒng)一的高度狀態(tài)，隨后以準(zhǔn)確的接口位置確保與限位板進(jìn)行有效的對接安裝[1]。

2.2 智能張拉準(zhǔn)備

現(xiàn)澆箱梁預(yù)應(yīng)力智能張拉設(shè)計(jì)是施工建設(shè)中重要的環(huán)節(jié)，對橋梁工程施工建設(shè)有著重要影響。本文列舉的工程案例就主要采取以下方式對現(xiàn)澆箱梁預(yù)應(yīng)力進(jìn)行智能施工設(shè)計(jì)[2]。

開展智能張拉施工，首先，需要應(yīng)用智能系統(tǒng)，借助計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)使用專業(yè)應(yīng)用軟件，完成施工程序的設(shè)定，包括統(tǒng)計(jì)箱梁有關(guān)參數(shù)內(nèi)容，使用計(jì)算機(jī)信息技術(shù)計(jì)算橋梁工程相關(guān)參數(shù)與統(tǒng)計(jì)設(shè)備型號。其次，建立完全的數(shù)據(jù)庫，對其中涉及的波紋管、鋼絞線以及鋼筋等各項(xiàng)信息進(jìn)行整合，對數(shù)量、長度、種類以及編號等進(jìn)行智能化設(shè)定。在智能張拉系統(tǒng)中完成有關(guān)施工參數(shù)的設(shè)計(jì)，對張拉應(yīng)力條件以及梁型等進(jìn)行科學(xué)合理的分析，從而可以借助數(shù)據(jù)進(jìn)行參考，便于后續(xù)施工獲取更為有效且具有應(yīng)用價值的信息內(nèi)容。合理設(shè)置施工所需的箱梁張拉力以及伸長量，并對梁片信息數(shù)據(jù)進(jìn)行界定。圖3 為智能張拉技術(shù)的運(yùn)行原理。

圖3 智能張拉技術(shù)的運(yùn)行原理

通過控制智能張拉系統(tǒng)與泵站進(jìn)行配合，使用千斤頂完成張拉處理，并及時檢驗(yàn)張拉過程中錨桿以及錨件的狀態(tài)表現(xiàn)。借助智能計(jì)算機(jī)完成張拉施工，可以有效降低人力成本投入，與此同時，也能夠達(dá)到更為精準(zhǔn)且有效的施工操作。在施工過程中，通過對各項(xiàng)參數(shù)的自動設(shè)定以及全過程跟蹤整合，對施工各項(xiàng)信息內(nèi)容進(jìn)行全面監(jiān)測，確保在每一施工環(huán)節(jié)對應(yīng)任務(wù)點(diǎn)進(jìn)行拍照記錄，可以使張拉力筋在施工中處于良好工作狀態(tài)。在應(yīng)用過程中，專業(yè)技術(shù)人員觀察智能張拉機(jī)顯示器數(shù)值，并對預(yù)應(yīng)力與拉力系數(shù)進(jìn)行計(jì)算與登記。感受到張拉系統(tǒng)啟動運(yùn)轉(zhuǎn)之后，需要借助智能張拉系統(tǒng)對其參數(shù)位置進(jìn)行觀測，使用數(shù)字技術(shù)對橋梁進(jìn)行建模處理，確保達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后開展相應(yīng)的錨固工作，則能夠完成有效的預(yù)應(yīng)力智能張拉施工。

圖4 為本工程更換智能張拉系統(tǒng)后所生成的應(yīng)力參數(shù)與前期人工張拉應(yīng)力的對比。

圖4 張拉應(yīng)力對比

另外在橋梁施工準(zhǔn)備中，應(yīng)優(yōu)化設(shè)計(jì)現(xiàn)澆箱梁預(yù)應(yīng)力智能壓漿設(shè)備，技術(shù)人員可通過儀表系數(shù)對漿料配比系數(shù)進(jìn)行控制。在此過程中，需要對管線線路進(jìn)行安全檢查，保證其運(yùn)行狀態(tài)穩(wěn)定，對壓力的精準(zhǔn)控制也極其重要。由于智能設(shè)備操作方式較為簡單，機(jī)器設(shè)備采取自動放料與上水操作，能減輕技術(shù)人員的工作壓力，對現(xiàn)澆箱梁預(yù)應(yīng)力智能張拉設(shè)計(jì)極為有效[3]。

2.3 施工關(guān)鍵點(diǎn)

2.3.1 波紋管施工

根據(jù)對以往箱梁預(yù)應(yīng)力張拉施工的工藝流程的研究判斷，其首要環(huán)節(jié)是完成波紋管的安裝定位。具體施工流程如下：①加工波紋管，根據(jù)施工圖的相關(guān)內(nèi)容完成波紋管的安裝。②實(shí)施必要的固定處理，由于波紋管在該施工環(huán)節(jié)中的特殊性要求，要使用定位鋼筋對其進(jìn)行加固，否則將會影響后續(xù)施工的可行性。③完成波紋管施工環(huán)節(jié)之后，需要使用聚氯乙烯（polyvinyl chloride, PVC）塑料套管進(jìn)行二次加工處理[4]。

要求根據(jù)不同工程內(nèi)容，結(jié)合本工程的實(shí)際狀況，按照設(shè)計(jì)圖紙中的內(nèi)容，嚴(yán)格實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化操作，利用鋼筋對波紋管進(jìn)行固定，否則將會引發(fā)波紋管在后續(xù)施工中出現(xiàn)位移等變化問題，造成與鋼筋的沖突。若需移動鋼筋位置，則需確保波紋管始終處于穩(wěn)定狀態(tài)，避免對鋼筋造成影響，且稍微改動設(shè)計(jì)圖紙，避免與原始設(shè)計(jì)圖之間出現(xiàn)不符問題。同時，由于現(xiàn)澆箱梁的施工特性，需要使用混凝土進(jìn)行澆筑，為了避免對波紋管造成影響，需要同步使用PVC 管道進(jìn)行重疊安裝設(shè)計(jì)，進(jìn)而確保PVC 管對波紋管起到一定的保護(hù)作用，并在波紋管管道內(nèi)部也形成良好的防護(hù)效果。

2.3.2 鋼絞線施工

在鋼絞線穿束施工環(huán)節(jié)，需要做好防纏繞處理，為確保更好的施工效果，需要對鋼絞線進(jìn)行梳理，避免鋼絞線之間存在差異性的張拉力參數(shù)狀態(tài)。與此同時，所使用的千斤頂要標(biāo)注張拉力參數(shù)，需要盡可能適應(yīng)鋼絞線的張拉數(shù)量，確保二者處于相一致的狀態(tài)，才能夠順利完成智能張拉施工。由于使用智能張拉系統(tǒng)，需要對相應(yīng)參數(shù)進(jìn)行適應(yīng)性智能設(shè)定，若發(fā)現(xiàn)千斤頂張拉力與實(shí)際鋼絞線的張拉力之間出現(xiàn)參數(shù)不符的問題，則會導(dǎo)致無法啟動智能張拉設(shè)備開展相應(yīng)的施工。

2.4 管道壓漿及封錨

梁體壓漿均采用智能循環(huán)壓漿，智能壓漿設(shè)備如圖5 所示，壓漿采用專用管道壓漿料。使用智能張拉設(shè)備完成全部張拉后，及時進(jìn)行孔道壓漿。在正式進(jìn)行壓漿之前，工作人員需要通過高壓水槍徹底將存在于管道中的雜質(zhì)清除，并對鋼絞線實(shí)施全面檢查，確保其不存在滑絲以及斷絲等問題，隨后才能夠進(jìn)行壓漿操作，智能壓漿機(jī)壓漿如圖6 所示。

圖5 智能壓漿設(shè)備

圖6 智能壓漿機(jī)壓漿

壓漿后，將梁端沖洗干凈，進(jìn)行鑿毛，焊接封端鋼筋，立封端模板，澆筑與箱梁體同等強(qiáng)度的封端混凝土，最后做好混凝土澆筑、養(yǎng)護(hù)工作。

3 預(yù)應(yīng)力智能張拉一拖四在本項(xiàng)目中的應(yīng)用

廈門海滄隧道本島端接線工程應(yīng)用現(xiàn)澆箱梁預(yù)應(yīng)力智能張拉施工技術(shù)，預(yù)應(yīng)力施工采用一個電腦主機(jī)控制4 個千斤頂方案，從左右腹板鋼絞線縱向?qū)ΨQ張拉平衡，預(yù)應(yīng)力施加更穩(wěn)定，縮短了整聯(lián)的張拉時間，可以提前壓漿，壓漿采用智能壓漿機(jī)，從而能有效預(yù)防預(yù)應(yīng)力因施工時間過長造成的損失。

4 結(jié)語

現(xiàn)代城市高速發(fā)展，要求提高橋梁的施工總體質(zhì)量，提高橋梁安全性和整體美觀效果，完善施工標(biāo)準(zhǔn)。智能張拉施工技術(shù)運(yùn)用越來越廣泛，使得橋梁工程施工的規(guī)范化成為可能，智能張拉施工預(yù)應(yīng)力的質(zhì)量將會取得質(zhì)的飛躍，從而將大幅提高城市橋梁的施工質(zhì)量,延長橋梁使用壽命。