安徽建筑 ２０１４年第３期（总１９７期） 预应力智能张拉和大循环智能压浆技术应用研究 Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｔｅｎｓｉｏｎ ａｎｄ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｍｕｄ Ｊａｃｋｉｎｇ ｗｉｔｈ Ｇｒｅａｔ Ｃｉｒｃｌｅ 郭永刚 （安徽省路桥工程集团有限责任公司，安徽合肥２３００３１） 摘 要：预应力钢绞线张拉和孔道压浆施工质量直接影响桥梁的寿 命，传统的张拉压浆技术主要依靠人工操作和记录，存在精度低、误差 大，收操作人员技术水平影响大，对施工现场的质量管控要求极高。智 能张拉和大循环智能压浆技术很好的客服了传统工艺的弊端，提升现 场施工工艺水平的同时大幅提高了张拉和压浆的施工质量，文章介绍 了智能张拉及大循环智能压浆施工技术在实际施工中的应用。 关键词：智能张拉；预应力；大循环智能压浆；优点 中图分类号：Ｕ４１５．６ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１ ００７—７３５９（２０１ ４）０３—０１ ３９—０２ ０ 引 言 智能张拉系统具有施工操作便捷性和质量控制可靠性的 显著特点，未来必将在桥梁施工中大范围的推广和应用。注浆 艺从传统的压力注浆工艺到广泛应用的真空注浆工艺，再到 目前新的大循环智能注浆工艺，已经从人工控制转变为全数字 化的只能控制。为了对智能张拉系统和大循环智能压浆有更深 层次的了解，本文在工作原理的基础上着重对其在实体工程中 的应用效果进相应的评价；并以“安徽省滁州至马鞍山高速公 路ＣＭ一０５标预制Ｔ粱钢绞线智能系统张拉及管道大循环压浆 技术”在施丁中的应用为例进行介绍。 １ 工程概况 安徽省滁州至马鞍山高速公路ＣＭ一０５标共有中小桥１Ｏ 座，上部结构预制Ｔ梁；桥墩采用柱式墩，桥台采用桩基肋板式 桥台，基础均采用桩基础。 全标段共计预制Ｔ梁５９４片，其中１３ｍＴ梁１０８片、１６ｍＴ 梁３０６片、２０ｍＴ梁１８０片。Ｔ梁集中预制，统一组织运输安装。 由于现场施工条件好、便于操作，项目部针对预应力钢绞线张 拉、水泥压浆采用新工艺、新技术施工。预应力钢绞线张拉采用 智能张拉系统，确保了张拉应力及伸长量的准确度，重 全数字化 操作模块将人工操作误差带来的应力加大或减小降到了最低。 管道压浆打破以前的传统压浆方法，采用大循环压浆技术。从 孔道一端进浆，另一端回浆，通过对浆液指标和压力差的检测 确保了压浆饱满，排除了以前由于空气存在压浆不饱满，导致 钢绞线生锈腐蚀带来的应力损失 衍生的各种质量诟病。 设备采用的是湖南联智桥隧技术有限公司生产的张拉专 家和智能压浆系统。 ２智能张拉系统的工作原理 收稿日期：２０１４－０３—３１ 作者简介：郭永刚（１９７７－），男，陕西华阴人，工程师。 智能张拉系统由油泵、千斤顶、主机共同组成。其中，应力 是预应力智能张拉系统的输出控制指标，伸长量偏差是反馈输 入的是校核指标。系统通过采用传感技术完成每台千斤顶的工 作压力和钢绞线的伸长量（含回缩量）等数据的系统采集，将数 据实时传输给系统主计算机进行分析判断，同时油泵站接收系 统指令，并实时的调整自身变频电机工作状态，进而实现对油 泵电机转速进行相对实时的，最终实现对张拉力精确控制 及加载速度。 ３大循环智能压浆系统组成及工作原理 大循环智能压浆系统是由系统主机、测控系统、循环压浆 系统共同组成。浆液通过持续循环进而排除由预应力管道、制 浆机、压浆泵组成的回路内的空气，同时消除引发压浆不密实 的各种因素；在管道进、出浆口分别设给对系统主机，供其进行 分析判断，根据主机指令，测控系统对压力与流量进行调整，在 交 通 施工技术规范要求下，保证预应力管道完成压浆过程，同时确 工 保压浆饱满和密实；进出浆口压力差是否恒定是判断主机管道 程 研 充盈的依据。 究 与 ４智能张拉系统工艺与传统张拉相比的优点 应 用 ４．１张拉工艺 ①预应力张拉采用新型智能张拉施工工艺，千斤顶采用 ＬＺＤ型轻量化穿心式千斤顶，吨位为１５０ｔ４台，油泵采用电动 高压油泵。油表的刻度盘直径要超过１５０ｍｍ，精度控制在１．５ 级，表面最大读数为６０ＭＰａ以上的压力表，读数精确度控制在 ＋２％，一般千斤顶配两块表。用高压橡胶管，其工作压力不 小于４０ＭＰａ，同油泵千斤顶相匹配。 ②混凝土强度达到设计强度９５％后，且混凝土龄期不小于 ７ｄ时，方可张拉预应力钢束。 ③将锚垫板表面和钢绞线上的污物、油脂等清除，将锚具 上的油污擦洗干净，同时清除夹片上的毛刺。 ④在规范范围内，计算、设计延伸量，以便控制张拉延伸 量。 ⑤为了避免出错，按每束设计张拉力计算分级张拉中各级 的压力表读数，并标在压力表上。 ⑥按照张拉次序将钢束进行张拉，在施加预应力过程中要 按照施力对称、平衡的要求进行施工。 安 ⑦为了便于上下、左右活动千斤顶，需要制作张拉施工架 徽 子。 建 ⑧安装工作锚环和夹片：在锚环上相对应的小孔中穿入钢 筑 绞线，调整钢绞线平行顺直后，将工作锚环贴紧锚垫板。 ⑨安装限位板：将限位板上的小孔与钢绞线和锚环，＇ＩｑＬ￣Ｈ （下转第１４２页） 困 ２０１４年第３期（总１９７期） 安徽建筑 社，２０００． 标仅接近于规范要求，但其受压变形、抗干缩能力等抗变形能 力比普通的水泥稳定碎石要优越的多，其抗变形破坏能力的提 高，有利于提高基层抵抗外力作用下的破坏能力。 ②由于其胶结材料是水泥和乳化沥青的共同体，因此，其 配合比设计较水泥稳定碎石和沥青稳定碎石要复杂得多。进行 水泥乳化沥青稳定碎石基层配合比设计，应根据实际包括道路 使用要求的实际情况进行配合比设计，以充分发挥水泥乳化沥 虽 ［２］徐培华，王安玲．公路工程混合料配合比设汁卜了试验技术手册ＩＭ］． 北京：人民交通出版社．２００１． ［３］沙庆林．高等级公路半刚性基层沥青路面ｆＭ】一Ｅ京：人民交通出版 社．１９９８． ｆ４】交通部阳离子乳化沥青课题协作组．阳离子乳化沥青路面ｆＭ】．北 京：人民交通出版社 ｌ９９８． 青稳定碎石基层的优越性，提高路面的使用寿命。 【５］ＪＴＧ Ｅ２０—２０１ ｌ，公路工程沥青及沥青混合料试验规程【ｓ］．北京：人 民交通出版社，２０１１． 参考文献 ［１］ＪＴＪ０３４—２０００．公路路面基层施工技术规范（ｓ】．北京：人民交通出版 『６ ＴＧ ６］Ｅ５１—２００９，公路工程无机结合料稳定材料试验规程［ｓ】．北京：人 民交通出版社，２００９． （上接第１３９页） 对应，使限位板紧贴锚环、无缝。 ⑩安装千斤顶：钢束穿过千斤顶的穿心孔道，千斤顶紧贴 限位板。 先放入水再放水泥和外加剂，使混合料在拌和机内高速搅拌 ２ｒａｉｎ以上以使水泥浆均匀，保证浆液流动性、泌水率、水胶比 均应符合技术规范的要求。 ５．３输入注浆参数后一键完成注浆 ⑩安装工具锚环和夹片：根据上述操作，先将少许石腊或 黄油抹在工具锚夹片的光面上，然后再装入，进而在一定程度 上便于张拉完后夹片退出。 将规范要求的注浆压力、水胶比及计算得ｍ的各孔道理论 注浆体积输入主机程序（也可调用存储好的参数），根据将要注 ⑩对钢铰线、夹片、锚具等检查合格，油表、千斤顶等通过 标定，并推出回归方程，分别计算出１０％、２０％、１００％、张拉控 制应力所对应的表面读数。千斤顶标定有效日期为１个月，且 交 通 工 浆的孑Ｌ道编号启动注浆程序，注浆系统自动开始注浆。当进、出 浆口压力差保持稳定后，判定管道充盈；实时监测进浆、返浆流 量及计算管道内浆液体积与充盈程度；系统根据测定的压力、 流量的情况实时进行调整直至达到规范要求，自动生成注浆质 横向张拉不超过５００次张拉作业或纵向张拉不超过２００次张 拉作业。０．４级油表标订周期可为１个月。千斤顶、油表在发生 故障，更换零件后均须重新校定。 ４．２智能张拉的优势 检报告，提示注浆完成，人工更换孔道进行下一孑Ｌ道的注浆。系 统回路结构图如下图所示。 程 研 究 与 应 用 智能张拉方式张拉力与实测力值相对误差均值在１％以 内，保证率不低于９５％。而传统张拉方式的张拉力相对误差均 值分别为３．１１％（试验室试验）和４．６８％（工程实体试验）。数据 表明智能张拉设备在保证张拉力精度及张拉工艺稳定性上具 有明显的优势。 在进行预应力张拉时，传统张拉需要２人同时操作油泵，２ 人测量伸长量，２人记录，同时共需要６人作业。张拉完后还要 计算伸长量和整理原始数据，填写张拉记录表格。智能张拉则 系统回路结构图 只需要１人操作电脑，程序自动计算伸长量、填写张拉记录表。 系统通过计算机程序控制整个预应力张拉过程，具有精确施加 张拉力、准确测量伸长量并及时校核伸长量，真正实现预应力 张拉的“双控”，可以实现“多顶同步”操作，自动控制加载速率、 停顿点、持荷时间等要素。数据可无线传输，操作简便快捷。在 大型预制场，单人可同时操作电脑控制多台张拉设备对多个梁 ６结语 成套的设备操作流程简单，经过１～３ｄ的短暂培训指导， 工人和技术人员即可熟练的掌握运用，缩短了磨合周期，大幅 体进行张拉作业，可以大幅提高施工效率。 度的提高了施工进度。智能张拉系统和大循环智能压浆在施工 中的应用，从而使张拉、压浆过程控制自动化、成果数字化，进 一５大循环智能压浆工艺 ５．１检查设备及连接、输入注浆参数 检查设备是否处于完好状态，将进浆管连接到注浆嘴、返 步提高预应力施工质量，使设计与实际偏差减小，对提高桥 梁结构的安全性和耐久性效果显著。 安 徽 参考文献 ［１］ＹｒＧ ＴＦ５０—２０１ ｌ，公路桥涵施工技术规范［ｓ１．北京：人民交通出版社， ２０１１． 浆管连接到出浆嘴；根据计算结果在主机上输入各孔（具体两 孔）注浆参数。 ５．２制备水泥浆 建 筑 ［２ 郑磊．２］后张法梁板预应力智能张拉系统应用简述ｌＪ１．科技风，２０１２ （２）． 原材料进行称量，其精确度控制在±１．０％以内，拌和机启动后 ＿ 现场制浆采用高速搅拌机，水泥浆拌合时严格按配合比对 ［３３］ 梁晓东，吴涛，刘德坤．预应力智能张拉与传统张拉的比对试验研究 ｆＪ］＿公路，２０１２（４）．
