橋梁預應力智能張拉壓漿技術分析

王仙紅

（上饒市廣豐公路事業發展中心，江西 上饒 334600）

0 引言

橋梁作為重要的交通基礎設施，對于現代社會的發展和經濟的繁榮起著至關重要的作用。在橋梁建設中，預應力技術被廣泛應用，以提高橋梁的承載能力、延長使用壽命和提升結構的穩定性。傳統的預應力施工方法存在一些局限性，如施工難度大、施工過程控制難度高以及無法實時監測應力狀態等。為了克服這些問題，需要對橋梁預應力智能張拉壓漿技術應用進行分析，以了解技術操作要點為橋梁項目建設提供先進可靠的技術方法。

1 橋梁預應力智能張拉壓漿技術概述

橋梁預應力智能張拉壓漿技術是一種應用于橋梁結構中的先進技術，旨在提高橋梁的強度、穩定性和耐久性。該技術主要涉及兩個關鍵過程，即：預應力張拉和壓漿。

首先，預應力張拉是指在橋梁梁體或構件中施加預先確定的拉力，通過預應力鋼束或鋼筋來產生。這些預應力鋼束或鋼筋會被張拉至設計要求的預應力水平。預應力施加于梁體從而產生梁體內部的壓應力，使梁體具有更好的抗彎和抗剪能力。預應力張拉過程中需要精確控制張拉力的大小、方向和位置，以確保梁體的受力性能符合設計要求。

其次，壓漿是指在梁體內部的預應力鋼束或鋼筋周圍注入特定的壓漿材料，以填充空隙、固化鋼束或鋼筋，并提供附著力和保護作用。壓漿材料通常是高強度、耐久性好的材料，如聚合物漿料或水泥漿料。通過壓漿施工，可以確保預應力鋼束或鋼筋與梁體之間的緊密連接，增強梁體的整體性能[1]。

橋梁預應力智能張拉壓漿技術通過使用先進的張拉設備、傳感器和控制系統，實現對預應力張拉和壓漿過程的精確控制和監測。該技術可以實現自動化的張拉力控制、應力監測和數據記錄，提高施工效率和質量控制水平。同時，智能化的壓漿系統可以實現壓漿過程的精確控制和材料的均勻分布，確保梁體內部的空隙得到充分填充，提高結構的穩定性和耐久性。

2 施工條件確定

橋梁預應力智能張拉壓漿施工是一項復雜而精密的工程技術，需要具備一定的條件才能有效進行。

第一，做好工程設計與規劃。在進行預應力智能張拉壓漿施工前，需要有詳細的工程設計和規劃，安排工作人員做好結構設計、預應力布置方案、張拉序列等。同時，應充分考慮橋梁的受力特點、荷載要求和使用壽命，進行必要的結構分析和計算。

第二，做好施工方案和方法確定。針對具體工程的特點，明確預應力鋼束或鋼筋的布置和固定方式、張拉設備和壓漿設備的選擇和調試、施工工藝流程等內容。同時，針對施工方案應考慮施工效率、施工質量和安全性。

第三，準備好檢測和監測設備。進行預應力智能張拉壓漿施工需要配備張拉力測量儀器、應力傳感器、變形監測系統、壓漿監測設備等，需要在施工之前對這些設備性能進行分析。

第四，做好質量控制和管理。在施工過程中需要進行嚴格的質量控制和管理，安排專門的人員進行材料的選擇和檢驗、工藝流程的相關控制，確保施工質量符合設計要求和規范。做到管控方案細致全面，方法精準清晰，分工明確落實到人。

3 橋梁預應力智能張拉壓漿技術

3.1 設備安裝

現場施工人員在張拉工作開始之前，應對各個結構部件進行全面檢查，各項技術參數符合工程的需要，達到設計方案的標準。張拉設備的各方面的性能合格，經過監理人員審批后才能開啟系統的運行。在張拉設備運行中，各項操作嚴格落實規范要求，包含收索、千斤頂安裝等。在具體安裝過程中，做好下述工作：

一是安裝限位板。該部件安裝中，通過部件的齒口和錨板安裝定位，達到固定的效果。

二是安裝千斤頂。在安裝環節，千斤頂齒口與限位板穩定連接。

三是安裝工具錨。在現場安裝中，該部件和前端錨具相對應連接，使孔位排列達到精準性要求，防止在現場施工中出現千斤頂上部穿心孔與鋼絞線存在交叉的情況，避免出現失錨問題。

四是安裝千斤頂油管。對于各個部位進行檢查，油嘴通暢，接頭穩定、密封性好，每個部位都符合干凈、整潔的標準，再進行現場連接工作，也要避免安裝錯位的情況。油管安裝順序是從千斤頂和梁板較遠的一側開展安裝。為了預防出現漏油的情況，使用銅墊片連接密封，保證油表、油泵電源穩定連接。

五是開啟油泵。反復多次將千斤頂活塞頂出，將內部的氣體全部都排放出去，以免給后續的施工造成負面的影響[2-3]。

3.2 智能張拉

智能張拉是整個施工環節的核心，關系到項目施工的效果和質量，所以必須加強智能張拉環節的控制，以提升施工的質量和精確性。預應力張拉流程如圖1 所示的順序進行，各個環節均需加強控制。為了使張拉精確性合格，在智能張拉系統內安裝高精度傳感器裝置，其測量精度可以達到0.01MPa。壓力傳感器將測量到的壓力傳輸到計算機系統內，顯示出壓力參數值，做好現場記錄工作，避免出現數據偏差過大的問題。在千斤頂內安裝有壓力傳感器，實時傳輸壓力數據信息，壓力值非常準確，反映出張拉力與張拉伸長率都符合要求，偏差不能超過±6%，如果傳感器顯示的數據超出該范圍，技術人員分析現場形成原因，作出調整處理后，再繼續進行張拉施工，以符合工程的要求。

圖1 張拉流程

3.2.1 智能預應力管道壓漿施工

（1）加強水膠比的控制。執行工藝方案技術標準，漿液水膠比設定在0.26～0.28 之間，以達到現場施工標準要求。通過在系統內安裝渦輪流量計、電磁閥等設備，實現自動化的控制。加水環節處于監督管控范圍內，數據精度合格。通過加水量的控制，在水泥、外加劑等材料的共同影響之下，使水膠比符合技術標準要求，避免影響材料的綜合性能。

（2）壓漿壓力控制。對于水平或者曲線的壓力管道施工，將壓力設定在0.5～0.7MPa 之間。出漿口關閉之后，將壓力保持在0.5MPa 以上。壓漿施工環節，壓力參數值必須加強控制，這是智能壓漿系統的關鍵。落實管道壓力損失參數的控制，不會因為損失過大而影響施工效果。與此同時，管道的最低壓力值有效控制，設置在合理區間之內，使整個系統管道壓力負荷處于最佳狀態中，壓漿施工順利地完成，防止由于壓力損失過大而產生結構質量不合格的情況。

（3）嚴格控制漿液流量。在壓漿施工階段，漿液的流量控制極為重要，以智能化的張拉系統作為基礎，內部安裝測控裝置，達到流量精確性控制的效果。施工人員根據系統設定的流量參數，根據壓漿施工作業的時間，計算出漿液體積的數據，與管道體積的數據對比分析，控制預應力管道的漿液量，防止出現影響施工質量的因素。為了使預應力壓漿施工順利完成，執行智能張拉工藝方案，采取循環作業的方式，每個環節都能有序地組織落實，以促進施工效率和質量的提升。具體來說，施工工藝包含下述幾個流程：

第一，疏通管道。在預應力管道施工階段，對現場施工的情況進行檢查，確定是否發生堵塞、漏漿等問題，并加強進、出漿口部位上的壓力判斷，一旦存在堵塞情況，需要增大漿液的流量，實現沖孔處理，使管道內部達到通暢性的標準。同時，增加流量的方式能夠及時排出管道內的雜質、空氣等，使循環注漿作業能夠順利完成，避免產生嚴重的質量缺陷和問題。

第二，循環壓漿流程如下：施工準備—拌制漿液—循環壓漿—流量、壓力的控制—水膠比測試—自動調壓—鎖壓—壓漿結束，見圖2。

第三，在對系統壓漿施工作業流量檢測的環節，應保證流量波動變化范圍在±1L/min 以內。檢測作業壓力的環節，使壓力變化不超過±0.05MPa。水膠比檢測階段，應確保1min 內波動變化不超過±0.02。自動調壓作業環節，返漿壓力為0.5MPa。鎖壓環節應保持壓力穩定至少3～5min。如果在施工中發現上述各項參數的變化范圍超出該標準，應及時采取合理的應對措施，分析形成原因，并調整處理，以免給工程的質量和效果造成不利的影響。

3.2.2 預應力智能張拉施工

橋梁工程項目的實施環節，混凝土連續箱梁結構因為整體性好、抗扭性強、剛度性能比較高而被大量地應用到工程實際中，在一些平面線形、橋寬中都有很大影響。該類型的橋梁結構外部構造比較簡單，應用支架現澆的方式開展箱梁部件的施工，更加的方便、快捷、高效。為了使工程質量與效率達到預期的要求，加強預應力智能張拉工藝的應用，確保混凝土結構具備較高的強度，張拉環節的性能合格，混凝土強度達到C50，張拉強度為C56.3，設計彈性模量3.45×104N/mm2，分為如下幾個階段進行：

（1）在進行預應力智能張拉壓漿施工時，為了確保張拉的準確性和一致性，對鋼絞線施加預定壓力15%的張拉力。這一調整過程使用智能傳感器進行檢測和確定，對每根鋼絞線都需要進行檢查，以確保它們保持統一的受力狀態、張拉伸長量完全一致。這種一致性對于預應力結構的穩定性和安全性至關重要。一旦鋼絞線張拉力到15%的預定值，需要保持一段時間以確保穩定。隨后，松開千斤頂吊繩，測量油缸的伸長量參數，并對工具夾外露的長度尺寸進行測量和確定。測量數據要準確記錄，以備后續分析和驗證使用。值得注意的是，在整個張拉過程中，應嚴格按照相關規范和要求進行操作，并配備適當的測量儀器和工具，以確保數據的準確性和施工的可控性。

（2）通過系統進行升壓速度的控制，保持整個系統運行的平穩性之后，對于同一束鋼絞線的兩側張拉值與油缸伸長量控制，達到自動平衡性的效果。在張拉力接近30% 之后，升壓速度會不斷減慢。當達到30%后保持一段時間，記錄伸長量參數，掌握油缸伸長值，并做好記錄工作。

（3）油泵使用自動控制系統，連續進行張拉施工，并將張拉速度限定在合理范圍內，達到升壓環節穩定運行的效果。在張拉力接近設定參數值時，即達到100% 的張拉力，減小升壓的速度。達到張拉力的100%后，保持5min 的時間，補壓自動進行。各個部位都符合要求后，緩慢地降低壓力[4-5]。

3.3 張拉結束

張拉工作全部結束后，系統將各項數據傳輸到計算機終端系統，并繪制表格，操作人員檢查各項數據。然后，關閉軟件、電機，并且卸除千斤頂與油管。錨固工作順利完成，并且檢查全部合格，即可將外露鋼絞線切割掉，外露長度在3cm 以內。應用真空壓漿方式注入漿液，達到結構密實度的標準。張拉錨固作業后，應在48h 內結束壓漿施工。

4 結語

橋梁預應力智能張拉壓漿技術作為一種先進的施工技術，為橋梁工程的建設和維護提供新的思路和解決方案。通過精確控制預應力鋼束的張拉過程，可以實現橋梁結構的精細調控，提高結構的承載能力和穩定性。同時，高性能壓漿材料的應用可以有效填充預應力孔道和裂縫，提高橋梁的耐久性和抗滲性能。預應力技術是一項實用技術，它在工程建設實踐中得到不斷發展，相關人員還需持續重視技術的升級與優化，通過完善技術方案、引進先進的控制系統，提升預應力智能張拉壓漿工藝的性能，為橋梁工程建設創造更加先進的技術方法。