智能張拉壓漿施工技術在高鐵橋梁工程中的應用

周廣毅

摘要：為了提高高鐵橋梁構件承載力、橋梁斷面合格率與壓漿密實度，精確控制張拉與壓漿精度，以某高鐵橋梁工程為例，提出了一種全新的智能張拉壓漿施工技術，并開展其在橋梁工程中的應用探究。首先，作好施工前準備工作，計算高鐵橋梁預應力筋張拉伸長率，為后續施工技術的順利進行奠定良好基礎。其次，按照設備的使用說明與要求，安裝智能張拉設備，啟動張拉程序，開展高鐵橋梁工程智能張拉施工。然后利用智能循環壓漿機，完成高鐵橋梁一次雙孔智能循環壓漿施工工序。由實例驗證可知，應用提出的智能張拉壓漿施工技術后，橋梁斷面未出現空洞，斷面合格率與壓漿密實度均達到了100%，應用效果優勢顯著，有效提高了高鐵橋梁工程施工質量。

關鍵詞：智能張拉壓漿；應用；橋梁工程；合格率；密實度

0? ?引言

高鐵橋梁工程與普通的橋梁工程相比，存在一定的差異，為了避免使用過程中出現橋梁質量事故與安全事故[1]，要求其具備較強的跨越能力與受力性能。

智能張拉壓漿技術是高鐵橋梁工程建設施工中的重要組成部分，合理應用該技術能夠在某種程度上改善上述問題[2]。智能張拉壓漿技術相對于傳統的人工壓漿技術來說，施工更加規范，張拉精度與壓漿精度更高，能夠有效地保證壓漿密實度、提高橋梁預應力，可全方位地提高橋梁結構的耐久性與抗壓性[3]。

為了提高高鐵橋梁構件承載力、橋梁斷面合格率與壓漿密實度，精確控制張拉與壓漿精度，本文以某高鐵橋梁工程為例，提出一種全新的智能張拉壓漿施工技術，并開展其在橋梁工程中的應用探究，對其在橋梁工程中的應用效果作出客觀評價。

1? ?智能張拉壓漿施工技術要點

1.1? ?施工準備工作

在開展高鐵橋梁工程智能張拉壓漿施工作業前，首先，需要進行全方面的施工準備工作，以為后續施工技術的順利進行奠定良好基礎。

1.1.1? ?選取錨具與夾片

依據高鐵橋梁工程建設圖紙，結合實際施工需求，選取并核對錨具、夾片等型號與規格[4]。根據檢驗批，隨機抽取一定比例的錨具與夾片，送至檢驗單位進行質量檢驗，確認檢驗結果合格后方可投入工程使用[5]。

1.1.2? ?檢查各個孔道

全方位檢查各個孔道內是否存在異物。拉動鋼束，若鋼束行動不受阻礙，則說明孔道內無異物。若拉動鋼束行動受阻，則說明孔道內存在異物，可以采用鋼筋將其搗松，而后使用高壓水將其沖出孔道[6]。

1.1.3? ?計算預應力筋張拉伸長率

在此基礎上，根據工程施工標準規范，計算預應力筋的張拉伸長率，為后續智能張拉伸長值的差值控制提供參考依據。預應力筋張拉伸長率計算公式為：

其中：V表示預應力筋張拉伸長率；DLS表示實際伸長量；DL1表示理論伸長量。

1.1.4? ?校核伸長值

張拉伸長率計算結果，反映預應力筋的應力控制情況，校核伸長值，避免后續智能張拉施工中預應力筋實際伸長值與理論伸長值偏差過大[7]。將預應力筋張拉伸長率計算結果，以書面的形式，上報高鐵橋梁工程監理工程師確認。

1.2? ?智能張拉設備安裝及施工

1.2.1? ?確定設備數量

智能張拉設備安裝是施工的前提基礎，根據高鐵橋梁工程的實際施工情況，確定智能張拉設備的安裝數量。

1.2.2? ?張拉設備安裝

按照設備的使用說明與要求，開始安裝智能張拉設備，具體安裝步驟如下：

明確限位板的安裝位置，定位錨板。將千斤頂止口與限位板對準，安裝千斤頂。將工具錨與前端張拉端錨具對正，安裝工具錨。使孔位排列保持一致，清理錨圈表面、夾片表面與錨孔，避免存在雜物，影響張拉施工質量。連接千斤頂油管、油表以及油泵電源。啟動油泵，使千斤頂活塞來回運動，排出千斤頂缸體內多余空氣。

1.2.3? ?張拉施工

完成智能張拉設備安裝后，利用預應力智能張拉設備，開展高鐵橋梁工程智能張拉施工。由現場工作人員啟動張拉程序，其工作流程如圖1所示。

預應力智能張拉設備的運行需要各個部件的有效配合與協同。智能千斤頂中的壓力傳感器負責實時采集千斤頂油缸的壓力值變化，控制油泵節流閥的開度，反饋橋梁張拉力值。位移傳感器用于反饋伸長量值，將張拉力與伸長值轉變為電信號[8]。將兩個反饋值上傳至設備的可編程邏輯控制器內，通過控制器的智能分析后，啟動電機與油泵，為智能千斤頂提供動力支持。

控制器將反饋值進行匯總整合后，生成最終的張拉力與伸長量數據，插入存儲設備拷貝，并上傳至設備控制計算機內。由計算機發出張拉施工指令，實現整個高鐵橋梁工程智能張拉施工的目標。

1.3? ?高鐵橋梁一次雙孔智能循環壓漿施工

完成智能張拉施工工序后，接下來利用智能循環壓漿機，完成高鐵橋梁一次雙孔智能循環壓漿施工，以提高孔道壓漿質量及材料利用效率。高鐵橋梁一次雙孔智能循環壓漿施工原理，如圖2所示。

智能循環壓漿施工主要通過智能循環壓漿機與連接管道完成。先在儲漿桶內，注入水膠比為0.26～0.28的漿液，精確控制漿液水膠比，確保其滿足要求。再設定漿液的流量與壓漿壓力，保證整個壓漿施工過程中壓漿壓力為0.5～0.7MPa，出漿口的壓力值不小與0.5MPa，以確保智能循環壓漿機結構更加耐用、安全[9]。

儲漿桶內的漿液經過沉淀分離后，進入離心泵中，在離心泵的作用下，通過連接管道，將水泥漿液壓送到高鐵橋梁預應力孔道內。多余的水泥漿液會通過循環連接管道，返漿回流至儲漿桶。經過沉淀分離，再次進行循環壓漿，完成高鐵橋梁一次雙孔智能循環壓漿施工。

2? ?實例應用分析

2.1? ?工程概況

為了驗證上述本文提出的智能張拉壓漿施工技術的有效性及應用效果，選取S高鐵橋梁工程作為此次實例，開展其在橋梁工程中的應用探究。S高鐵橋梁工程概況說明如表1所示。

2.2? ?預應力張拉壓漿流程

按照上述本文提出的智能張拉壓漿施工技術步驟，開展S高鐵橋梁工程施工，檢驗施工技術的有效性及可行性。S高鐵橋梁工程預應力張拉壓漿流程，如圖3所示。其中，張拉以應力控制為主，以伸長量作為校驗，按照張拉壓漿施工技術標準規范，將實際伸長量與理論伸長量的誤差控制在±6%以內。

2.3? ?施工注意事項

在部分區域波紋管與錨墊板安裝完成后，方可加工并安裝鋼絞線。在此基礎上，進行預應力筋的全方位張拉作業。張拉過程中，必須嚴格保證待混凝土強度達到混凝土設計強度的85%，且混凝土齡期超過7d，方可采用千斤頂、限位板、高壓油管、張拉油泵等智能張拉設備進行張拉作業。

2.4? ?應用結果分析

為了使施工技術應用效果以更加直觀清晰的形式呈現，特在應用分析中，引入對比分析法。將上述本文提出的智能張拉壓漿施工技術設置為實驗組，將文獻[1]、文獻[3]提出的施工技術，分別設置為對照組1與對照組2，對3種施工技術的應用效果作出客觀評價。

2.4.1? ?技術指標對比

利用MATLAB模擬軟件，分別模擬3種施工技術在S高鐵橋梁工程中負彎矩管道張拉壓漿施工過程。實時測定并記錄3種技術應用后，管道壓漿合格斷面所占比例、平均斷面空洞比例以及張拉壓漿密實度，并將其進行對比，進而判定三種施工技術的應用效果及優勢。3種張拉壓漿施工技術評測指標對比結果如表2所示。

2.4.2? ?結果分析

通過表2的評測指標對比結果可以看出，3種技術應用后，管道壓漿合格斷面所占比例、平均斷面空洞比例以及張拉壓漿密實度均存在較大的差異。其中，應用本文提出施工技術后，橋梁斷面未出現空洞，斷面合格率達到100%，合格率明顯高于另外兩種施工技術，且智能張拉壓漿密實度，即S高鐵橋梁工程實際灌漿體積與理論灌漿體積的比例達到了100%。

由對比結果不難看出，本文提出的智能張拉壓漿施工技術具有較高的可行性，應用效果顯著。能夠顯著提升橋梁斷面的合格率與壓漿密實度，可在很大程度上提高了高鐵橋梁工程的施工質量。

3? ?結束語

為了優化智能張拉壓漿施工技術的質量，提高高鐵橋梁漿體的密實度與強度，本文以S高鐵橋梁工程為例，開展了智能張拉壓漿施工技術的全方位深入研究。由實例驗證可知，應用提出的智能張拉壓漿施工技術后，橋梁斷面未出現空洞，斷面合格率與壓漿密實度均達到了100%。應用該技術有利于提高張拉應力的控制精度，加強預應力張拉與管道壓漿的質量控制，使高鐵橋梁工程施工操作更加規范，大幅度減少工藝漿液質量不合格的問題，使灌漿流量與漿體壓力控制效果優勢顯著。

參考文獻

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