論預(yù)應(yīng)力橋梁混凝土智能張拉壓漿工藝

文 / 煙臺市公路事業(yè)發(fā)展中心 王奎

交通運(yùn)輸在我國歷史發(fā)展中一直發(fā)揮著巨大的作用，橋梁工程是該方面的重要部分之一，其質(zhì)量一直倍受關(guān)注，預(yù)應(yīng)力是影響整個(gè)工程質(zhì)量的關(guān)鍵因素。本文通過查閱相關(guān)資料，簡要介紹了預(yù)應(yīng)力智能張拉壓漿系統(tǒng)原理、橋梁施工中存在的問題，以及預(yù)應(yīng)力智能張拉壓漿系統(tǒng)在橋梁施工的具體應(yīng)用，以期能夠?yàn)榻窈蟮陌l(fā)展提供有價(jià)值的參考。

傳統(tǒng)的預(yù)應(yīng)力張拉壓漿技術(shù)

傳統(tǒng)預(yù)應(yīng)力張拉壓漿的工作原理

傳統(tǒng)的預(yù)應(yīng)力張拉和壓漿技術(shù)操作主要由人工完成，張拉施工中由人工控制來操作油泵，當(dāng)出現(xiàn)需要多臺油泵控制千斤頂時(shí)，需要每臺油泵上都有一名技術(shù)人員操作油泵啟動(dòng)和停止，不同油泵之間的操作人員通過聽指示進(jìn)行油泵投運(yùn)和停止。拉伸的長度需要專門的人工進(jìn)行現(xiàn)場測量，并將數(shù)據(jù)記錄下來，根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，確定張拉拉力的大小和作用時(shí)間的長短。傳統(tǒng)的壓漿過程是在普通管道里注入泥漿進(jìn)行機(jī)械活塞式壓漿，壓漿的管道質(zhì)量和施工工藝對壓漿的質(zhì)量好壞有著很重要的影響。

普通預(yù)應(yīng)力張拉壓漿的缺點(diǎn)

普通預(yù)應(yīng)力張拉壓漿技術(shù)在應(yīng)用中存在的缺點(diǎn)，嚴(yán)重影響了橋梁道路的結(jié)構(gòu)質(zhì)量。普通預(yù)應(yīng)力張拉壓漿技術(shù)有如下缺點(diǎn)：1.在張拉操作時(shí)，由于張拉油泵的啟動(dòng)和停止完全由人工操作，操作人員之間聯(lián)系會(huì)出現(xiàn)延誤，不能同時(shí)啟動(dòng)和同時(shí)停止，因此造成張拉力不均勻，嚴(yán)重影響施工質(zhì)量。2.在測量張拉可拉伸的長度時(shí)，也是有人為進(jìn)行測量和記錄數(shù)據(jù)，這樣會(huì)造成測量誤差和計(jì)算誤差，受人為和環(huán)境等各種因素的影響，會(huì)造成結(jié)果的不精準(zhǔn)和錯(cuò)誤。3.壓漿技術(shù)受壓漿管道的材質(zhì)和承壓性能影響，當(dāng)材質(zhì)不好和承壓能力不足時(shí)，很容易出現(xiàn)氣孔和不密實(shí)的情況出現(xiàn)。

傳統(tǒng)預(yù)應(yīng)力施工在橋梁施工中存在的問題

如今我國車輛數(shù)量不斷增多，人們出行的頻率也在不斷增加，這給橋梁負(fù)荷帶來了更大的應(yīng)用壓力，雖然近年來我國一直在強(qiáng)化橋梁工程的質(zhì)量，所應(yīng)用的材料各方面性能也得到了提升，但很多橋梁的應(yīng)用年限并未到達(dá)時(shí)，卻已經(jīng)出現(xiàn)了諸多問題，特別是在傳統(tǒng)預(yù)應(yīng)力施工方面還是無法達(dá)到預(yù)期效果，由于預(yù)應(yīng)力施工不夠規(guī)范、張拉力控制不嚴(yán)、彈性模量取值混亂、伸長量計(jì)算不夠準(zhǔn)確、難以控制伸長量±6%的規(guī)定，導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力失控，使得橋梁在后期使用中往往會(huì)出現(xiàn)問題，如抗災(zāi)害能力下降、橋面凹凸不平、出現(xiàn)孔洞等，并且在車輛不斷運(yùn)用的情況下變得越來越嚴(yán)重，若此時(shí)再因?yàn)樗帧⒖諝獾鹊慕佑|腐蝕，也會(huì)漸漸使橋梁出現(xiàn)漏筋現(xiàn)象，損傷橋梁的穩(wěn)定性、耐久性。

預(yù)應(yīng)力智能張拉壓漿系統(tǒng)原理

智能張拉工藝技術(shù)原理

預(yù)應(yīng)力智能張拉工藝是結(jié)合了計(jì)算機(jī)技術(shù)，通過對計(jì)算機(jī)設(shè)置數(shù)據(jù)后由自動(dòng)設(shè)備來進(jìn)行操作和控制的一種新的技術(shù)成果。通過計(jì)算機(jī)的自動(dòng)操控，不僅在操作人員的數(shù)量上有了減少，還可以充分保障應(yīng)力實(shí)施時(shí)的生產(chǎn)安全，并且能夠有效避免人工操作產(chǎn)生的偏差，既能提高施工效率，還能確保施工精度。預(yù)應(yīng)力智能張拉系統(tǒng)主要是由三部分構(gòu)成，分別是智能張拉主機(jī)、油泵及千斤頂，除此之外還有必備的管理軟件及其他相關(guān)零件等，例如高壓油管。其原理是將張拉應(yīng)力這一控制指標(biāo)輸入到計(jì)算機(jī)中，并設(shè)定預(yù)應(yīng)力伸長量的誤差值作為校對的標(biāo)準(zhǔn)，保證應(yīng)力與伸長量都能得到嚴(yán)格的控制。

智能壓漿工藝技術(shù)原理

在壓漿過程中，預(yù)應(yīng)力的孔道壓漿對整體預(yù)制混凝土構(gòu)件的質(zhì)量影響也非常重要。通過孔道壓漿，可以將預(yù)應(yīng)力鋼絞線包裹住，避免被氧化或其他因素銹蝕影響其受力，另外還可以加強(qiáng)預(yù)應(yīng)力鋼絞線與混凝土的連接性和整體性，提高構(gòu)件的受力能力。智能壓漿技術(shù)首先要排出預(yù)應(yīng)力孔道內(nèi)的雜質(zhì)及水分、空氣等，通過將漿液置于制漿機(jī)、壓降泵及孔道所組成的循環(huán)回路內(nèi)循環(huán)流動(dòng)來進(jìn)行控制。在管道進(jìn)、出口部分要設(shè)置精密的傳感器實(shí)時(shí)測定壓力，并將數(shù)據(jù)傳輸回計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)通過管理軟件來進(jìn)行智能壓漿控制。智能壓漿工藝的優(yōu)勢在于可以保證孔道內(nèi)的漿液質(zhì)量和壓力的指標(biāo)符合要求并保持穩(wěn)定性，從而能夠保證壓漿的質(zhì)量。

智能化預(yù)應(yīng)力張拉壓漿的技術(shù)特點(diǎn)分析

智能化系統(tǒng)優(yōu)勢明顯

預(yù)應(yīng)力智能張拉和壓漿技術(shù)全程利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制和采取數(shù)據(jù)，完全不需要人為的干預(yù)和調(diào)整，避免了人為的不當(dāng)操作引起操作誤差和數(shù)據(jù)不精準(zhǔn)的現(xiàn)象。通過計(jì)算機(jī)智能化控制，能夠準(zhǔn)確分析出平衡力的狀況。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的閉環(huán)反饋系統(tǒng)，是預(yù)應(yīng)力智能張拉和壓漿技術(shù)中精度控制的關(guān)鍵，能保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確可靠和控制方案的精準(zhǔn)。智能化的控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，施工人員和監(jiān)督管理人員可以不用呆在施工現(xiàn)場，在辦公室的上位機(jī)控制中心，就可以完成控制操作工作，并在平臺上進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)和通訊，有問題時(shí)方便交流和溝通。

智能化預(yù)應(yīng)力張拉壓漿的技術(shù)難點(diǎn)

在實(shí)際施工時(shí)，也存在一些難點(diǎn)，比如受道路和橋梁施工時(shí)復(fù)雜多變和環(huán)境氣候多變等，一些傳感器和測控元器件的電氣性能指標(biāo)不適合高溫高濕的環(huán)境，在這些惡劣的環(huán)境中，元器件的靈敏度和精度都會(huì)大大下降，造成智能化系統(tǒng)不精準(zhǔn)。智能化系統(tǒng)在控制過程中，不僅要求傳感器和測控元件的靈敏性和準(zhǔn)確性，還對程序算法的正確有著非常高的要求，程序的算法設(shè)計(jì)也是該系統(tǒng)最主要的技術(shù)難點(diǎn)，尤其在計(jì)算誤差時(shí)，計(jì)算公式一定要正確，否則很容易會(huì)影響施工的質(zhì)量。

智能化預(yù)應(yīng)力張拉壓漿技術(shù)注意事項(xiàng)

智能化預(yù)應(yīng)力張拉壓漿技術(shù)操作要點(diǎn)

要想確保預(yù)應(yīng)力混凝土智能張拉工藝得到穩(wěn)定控制，應(yīng)首先做好施工準(zhǔn)備工作，所有操作人員必須要熟悉智能張拉系統(tǒng)的工作原理及操作流程，并提前檢查好設(shè)備的完好程度及運(yùn)行狀態(tài)。在智能張拉系統(tǒng)運(yùn)行過程中，工作人員要做好限位板、 錨具與計(jì)算機(jī)的合理配合工作，對千斤頂?shù)牟僮饕欢ㄒ獓?yán)格遵守規(guī)范，并仔細(xì)核對千斤頂型號，否則會(huì)容易導(dǎo)致系統(tǒng)損壞或 影響數(shù)據(jù)精確度。其次，在進(jìn)行主從設(shè)備連接時(shí)，油管要做好區(qū)分，進(jìn)油管與出油管不可混淆。當(dāng)所有施工準(zhǔn)備工作確認(rèn)完成后，可以啟動(dòng)設(shè)備，此時(shí)要密切關(guān)注主機(jī)畫面，看在啟動(dòng)運(yùn)行過 程中是否有錯(cuò)誤提示以便進(jìn)行及時(shí)更正。最后，要在計(jì)算機(jī)的主界面中設(shè)定相關(guān)數(shù)據(jù)，包括張拉的梁型、控號等等，并要進(jìn)行對照確認(rèn)，根據(jù)系統(tǒng)自動(dòng)選擇參數(shù)。

注意設(shè)備的安裝程序的準(zhǔn)確性

智能化預(yù)應(yīng)力張拉和壓漿技術(shù)在工程中已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，在應(yīng)用過程中要注意一些操作，以防影響施工時(shí)的準(zhǔn)確性和方便性。以達(dá)到提高其整體施工技術(shù)的目的，使橋梁的整體結(jié)構(gòu)更為安全。在設(shè)備安裝過程中，要嚴(yán)格對設(shè)備各個(gè)組成部分進(jìn)行檢查和驗(yàn)收，同時(shí)對一些設(shè)備的機(jī)械性能和電氣性能進(jìn)行測試。設(shè)備安裝就位前，要檢查基礎(chǔ)的平整性，安裝就位后，要對設(shè)備進(jìn)行對中找正，防止出現(xiàn)安裝精度誤差。安裝完成后，要將相關(guān)的導(dǎo)線按照圖紙進(jìn)行連接，確保接線部位和連接方式的正確。

預(yù)應(yīng)力智能張拉壓漿系統(tǒng)在橋梁施工的具體應(yīng)用

預(yù)應(yīng)力智能張拉技術(shù)的應(yīng)用

前文已經(jīng)對此項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用原理作出了闡述，此處不再過多介紹。可以發(fā)現(xiàn)，在傳統(tǒng)橋梁工程中雖然總是會(huì)出現(xiàn)些許問題，但若對問題進(jìn)行深入的了解和分析則可以發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致出現(xiàn)此種情況的原因多數(shù)在于預(yù)應(yīng)力施工環(huán)節(jié)，很多單位在進(jìn)行此環(huán)節(jié)施工時(shí)沒能夠做到規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)，如我國的玲瓏塔大橋，其在預(yù)應(yīng)力施工中即出現(xiàn)了問題，如鋼絞線纏繞，此種情況直接導(dǎo)致了張拉力長短不一、甚至出現(xiàn)斷絲、滑絲問題，且有些問題雖然沒有在此環(huán)節(jié)中體現(xiàn)出來，但在后續(xù)使用中卻出現(xiàn)斷裂情況。

預(yù)應(yīng)力智能壓漿系統(tǒng)的應(yīng)用

智能壓漿系統(tǒng)的應(yīng)用在我國橋梁工程中也十分常見，阜興泰高速公路橋梁中即應(yīng)用了此系統(tǒng)，很好地解決了傳統(tǒng)工藝中容易出現(xiàn)的問題，采用大循環(huán)回路方式將預(yù)應(yīng)力管道出口地方漿液導(dǎo)流到有關(guān)的儲漿桶里，很好地實(shí)現(xiàn)了灌漿回路工作要求，但在此過程中卻會(huì)導(dǎo)致部分空氣存于管道內(nèi)，往往需要采取其他措施進(jìn)行空氣排除。然而若能夠應(yīng)用智能壓漿系統(tǒng)，則不必再單獨(dú)進(jìn)行空氣的排除，并且可以不間斷地完成循環(huán)灌漿工作，也可以利用傳感器設(shè)備對整個(gè)環(huán)節(jié)質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)控，并將相關(guān)數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)接?jì)算機(jī)系統(tǒng)中，由計(jì)算機(jī)對相關(guān)信息進(jìn)行分析處理后發(fā)出新的指令，以此來調(diào)整機(jī)器施工情況，如此一來就可以很好的完成壓漿工作。

結(jié)語

大量預(yù)應(yīng)力橋梁調(diào)查和檢測表明，預(yù)應(yīng)力橋梁質(zhì)量隱患主要來源于預(yù)應(yīng)力張拉施工工藝不規(guī)范和缺乏有效的壓漿質(zhì)量控制手段，有效預(yù)應(yīng)力的建立直接關(guān)系橋梁安全性、可靠性和使用壽命。

隨著我國國力的不斷變強(qiáng)和經(jīng)濟(jì)的繁榮發(fā)展，我國在橋梁道路建設(shè)方面也注重加強(qiáng)技術(shù)革新和升級。我國人工智能技術(shù)的大力提倡和發(fā)展，智能系統(tǒng)在國內(nèi)各行各業(yè)不斷得到運(yùn)用，在道路和橋梁預(yù)應(yīng)力預(yù)應(yīng)力張拉和壓漿技術(shù)上，智能系統(tǒng)也發(fā)揮著絕對的優(yōu)勢作用。