桥梁预应力智能张拉压浆系统原理及施工技术

桥梁预应力智能张拉压浆系统原理及施工技术

通过对桥梁预应力智能张拉压浆系统进行深入的分析和研究，使得施工技术能够得到有效提高，从而使桥梁的结构能够更加安全，质量能够得到有效保证，同时也希望对相关的工程能够提供有用的信息。

标签：智能张拉；智能压浆；原理；施工技术

在桥梁建设的过程中，通过计算机和网络技术对于预应力的施加和灌浆进行控制，保证智能张拉的精度和智能压浆的质量，极大地促进梁体预应力的稳定，让桥梁的稳定性和耐久性得到大大提高。

一、预应力混凝土智能张拉压浆施工技术优势

（一）智能张拉系统优势

与传统人工张拉系统相比，智能张拉系统具有很多优势，在预应力混凝土智能张拉压浆施工技术中也发挥了很大的作用，详细的说有以下几方面：一是具有多千斤顶同步功能，通常情况下，在施工过程中都会使用到两至多个千斤顶，在传统人工张拉技术中，一个油泵只能控制一台千斤顶，而智能张拉系统能够开展一机多顶同步的张拉施工，有效提高了工作效率。二是能够精确控制张拉应力，通过系统主机分析，能够更好地结合施工情况设置张拉应力，从而在千斤顶进行张拉过程中能够按照系统主机下达的指令进行工作。三是有效提高了延伸量的精准度，采用人工张拉技术时，仅仅能够将精准度控制在1mm，而使用智能张拉技术时，精准度能够达到0.01mm，有效的提高了精准度，当延伸精准度不合格时，系统会发出警报，从而提高施工质量。四是能够实现自动控制，在张拉过程中，通过控制张拉过程，使张拉速度更均匀，从而更好的解决了使用人工张拉技术时出现的持荷时间过低的问题。

（二）智能压浆系统优势

一是能够有效提高管道的质量和压实度，通过浆液循环，能够更好地排除在管道中存在的空气和杂质，从而能够提高密实度。二是智能压浆系统能够更好地调节流量，合理控制灌浆压力，由于在智能压浆系统管道的出入口附近都会设置相关参数的测试设备，从而能够精准的控制压浆压力，保证在浆液通过管道后，仍然能够满足对浆液出管道口的压力最低值（通常情况下，压力最低值设为0.5MPa），通过流量控制设备也能够使系统主机下达更加精准的流量控制指令，从而能够使指令适合工程实际情况。三是能够更好地控制压浆水胶比，与浆液流量和施工压力相同，在只能压浆系统中，安装了监测浆液水胶比的设施，从而使浆液质量更高。四是能够实现远程监控，使工程施工更加规范，智能张拉压浆施工技术中引入了无线传输系统，因此通过该项系统能够实现数据的实时传输，从而在不经过现场监控就能够掌握压浆工作的一切参数，并判断出压浆质量是否符合标准，从而使压浆过程更加规范，为施工的顺利开展打下良好的基础。

二、智能张拉系统和智能压浆的结构和工作原理

（一）智能张拉系统的结构和工作原理

智能张拉系统采用计算机操作，在施工过程中，实现对预应力张拉全过程的有效控制，有利于保证桥梁施工质量，提高施工水平，是目前桥梁建设中先进的施工技术。

l_系统结构

智能张拉系统结构主要有三个重要部分，包括主机、油泵、千斤顶，在实际工作中，它们相互联系、相互作用，促进系统最佳功能的发挥。

2.工作原理

在实际工作中，智能张拉系统将应力作为控制指标，将伸长量误差作为校对指标，系统采集数据主要通过传感技术实现，主要包括张拉设备的工作压力，钢绞线的伸长量等等。采集之后，系统还将数据实时传输给系统主机，并由主机进行分析和判断。与此同时，张拉设备接收系统指令，实时调整变频电机工作参数，并高精度实时调控油泵电机转速，从而对加载速度和张拉力实现实时精确控制，满足施工的要求，达到良好的施工效果。此外，整个系统还能够根据所预设的程序，由主机发出相应的指令，对每台设备的每一个机械动作实现同步控制，从而自动完成整个张拉过程。张拉完成之后，有利于保证施工质量，提高结构的性能，也为接下来的施工做好准备。

（二）智能压浆系统结构及工作原理

智能压浆有利于保证预应力筋免受锈蚀，也是保证桥梁结构耐久性的重要途径。在桥梁建设的过程中，预应力筋主要通过水泥浆和周围混凝土结合而成，它们形成一个不可分割的整体，使得锚固的可靠性得以提高，进而提高结构物的抗裂性能和承载能力。在施工过程中，预应力管道压浆如果不密实，将会使结构物的耐久性受到严重的影响，进而影响整个桥梁建设的质量。而在施工中如果运用智能压浆系统，能夠妥善地解决这些问题，保证结构物的耐久性，有待于在施工过程中进一步推广和运用。

1.系统结构

就其结构来看，智能压浆系统主要包括主机、测控系统、循环压浆系统，不同的组成部分有着不同的作用，对系统的正常运行和功能的最佳发挥都有着重要的作用。

2.工作原理

智能压浆系统回路由预应力管道、制浆机、压浆泵组成，浆液在回路内持续循环，排净管道内的空气，如果管道有堵塞等情况，能够及时发现并处理。通过加大压力进行冲孔，使得杂质得以排出，消除导致压浆不密实的因素。同时，在管道的进浆口和出浆口，分别设置精密传感器，对相关的参数进行实时的监测，包括压力、流量、浆液水胶比等等，同时还将监测到的数据实时反馈给主机，并由主机进行分析和判断。在主机的指令下，测控系统还能够适当调整压力和流量，从而使得整个压浆过程能够顺利完成，保证浆液质量、压力、稳定时间等各项指标满足相关的施工技术规范，保证压浆饱满和密实，符合施工的要求，进而提高施工质量。

三、智能张拉技术

（一）传统预应力张拉通病分析

通过对简支梁板和连续刚构梁桥的检测数据分析，传统的预应力钢束张拉过程存在的主要问题如下：（1）预应力张拉步骤未按照规范执行，其同步性、持荷时间、加载速率随意性大，导致张拉过程中预应力损失较大，锚下预应力达不到设计要求，梁板总体有效预应力偏小。（2）个别梁板张拉力失控导致钢绞线屈服。（3）由于钢绞线缠绕，同束索力不均匀。（4）锚、夹具质量控制不到位，滑丝、飞锚现象时有发生。（5）张拉机具设备质量管理不力。张拉设备的准确度和可靠度影响了张拉力控制精度。（6）张拉记录混乱、失真，质量状况难以掌握。（二）智能张拉控制系统应用的特点

为确保预应力桥梁的安全运行，使桥梁质量控制更趋于精细化，就必须在桥梁的张拉封锚阶段进行精确控制，这就要我们采取智能张拉系统精确控制施工，缩小施工与设计之间的误差。实实在在提高桥梁预应力张拉质量，降低由于预应力施加不足或超过引起的桥梁开裂、下挠、破坏等风险，有利于保证结构安全，提高耐久性，延长使用寿命，降低养护维修成本。

（1）2011版桥涵施工技术规范7.12.2第2款规定“张拉力控制应力的精度宜为±1.5%”，精确施加应力，采用智能张拉系统能精确控制施工过程中所施加的预应力值，将误差范围由传统张拉的±15%缩小到±1%。（2）及时校核伸长量，实现“双控”。2011版桥涵施工技术规范7.6.3第3款规定“预应力筋采用应力控制方法进行张拉时，应以伸长量进行校核。其偏差应控制在±6%以内”，采用智能张拉系统能自动计算伸长量，及时校核伸长量是否在±6%范围内，实现应力与伸长量同步“双控”。（3）能同步进行张拉与控制。2011版桥涵施工技术规范7.12.2第1，2款规定“各千斤顶之间同步张拉力的允许误差为±2%，并保证千斤顶具有足够的持荷时间5分钟”。系统能控制两台或多台千斤顶同时、同步对称张拉，实现“多顶同步张拉”工艺。在张拉过程中，还能实现张拉程序智能控制，不受人为、环境因素影响；停顿点、加载速率、持荷时间等张拉过程要素完全符合桥梁设计和施工技术规范要求。（4）能实现质量管理功能控制最优化。业主、监理、施工、检测单位在同一个互联网平台，实时进行交互，突破了地域的限制，实现远程监控功能，及时掌控预制梁场和桥梁预应力施工质量情况，实现“实时跟踪、智能控制、及时纠错”，方便质量管理，提高管理效率。自动记录张拉数据，杜