湖南永州市交通勘察設(shè)計(jì)院 湖南永州 425000

摘要：預(yù)應(yīng)力壓漿是保證預(yù)應(yīng)力質(zhì)量好壞的關(guān)鍵環(huán)節(jié)?；趥鹘y(tǒng)壓漿的缺陷，進(jìn)行了預(yù)應(yīng)力智能壓漿技術(shù)在現(xiàn)澆箱梁中的應(yīng)用研究，對(duì)比考察了智能壓漿與傳統(tǒng)壓漿在壓漿壓力、壓漿材料水膠比控制、壓漿端口密實(shí)度等關(guān)鍵控制因素的效果，同時(shí)對(duì)現(xiàn)澆箱梁長(zhǎng)孔道壓漿技術(shù)方案進(jìn)行了探索，確定適合長(zhǎng)孔道壓漿的技術(shù)方案。應(yīng)用研究表明：智能壓漿壓漿較傳統(tǒng)壓漿能夠合理的控制壓漿壓力大小、壓漿材料的水灰比，而且壓漿飽滿密實(shí)。采用2臺(tái)智能壓漿設(shè)備進(jìn)行2孔智能循環(huán)壓漿能夠解決長(zhǎng)孔道壓漿壓力損失大、漿液流動(dòng)度損失大的缺點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：智能壓漿；傳統(tǒng)壓漿；壓漿壓力；水膠比；密實(shí)度

1.引言

后張預(yù)應(yīng)力橋梁以其良好的受力性能和跨度能力大等特點(diǎn)被廣泛運(yùn)用到實(shí)際工程當(dāng)中[1]-[2]。然而預(yù)應(yīng)力在張拉之后的壓漿工藝受到傳統(tǒng)壓漿工藝人為因素的影響，壓漿質(zhì)量往往不能得到保證，直接降低了橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性能[3]。因橋梁結(jié)構(gòu)壓漿不密實(shí)導(dǎo)致橋梁的事故屢見不鮮。國(guó)內(nèi)外大量的研究者進(jìn)行了壓漿工藝的研究，安徽省公開了一種后張法的壓漿工藝，該壓漿工藝是在管道的兩端安裝相應(yīng)的壓力及流量監(jiān)測(cè)儀器，進(jìn)行半自動(dòng)的壓漿指標(biāo)捕捉，使得壓漿部分指標(biāo)得到較好的監(jiān)測(cè)?；诳貕簼{工藝，中鐵十一局研究得到了一種真空壓漿密封罩，較好的解決了壓漿錨頭密封的問題。隨著壓漿技術(shù)的發(fā)展，智能壓漿技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生并且得到了廣泛的運(yùn)用和發(fā)展[4]-[5]，通過控制壓漿中的各項(xiàng)指標(biāo)來使得壓漿密實(shí)度得到較好的控制。本文依托現(xiàn)澆箱梁預(yù)應(yīng)力壓漿施工，進(jìn)行了智能壓漿技術(shù)的應(yīng)用研究，對(duì)比考察了傳統(tǒng)壓漿和智能壓漿的壓漿效果，同時(shí)基于現(xiàn)澆箱梁中的長(zhǎng)孔道難以壓漿飽滿的問題進(jìn)行了智能循環(huán)壓漿工藝的研究，旨在為智能壓漿技術(shù)在其他地區(qū)的應(yīng)用提供較好的依據(jù)和工藝借鑒。

2.預(yù)應(yīng)力智能壓漿技術(shù)

2.1智能壓漿技術(shù)工作原理

智能壓漿技術(shù)相對(duì)于傳統(tǒng)壓漿，最核心的特點(diǎn)是變?nèi)藶榭刂浦笜?biāo)為數(shù)控系統(tǒng)控制指標(biāo)。能夠較好的實(shí)現(xiàn)壓漿水膠比、壓力大小、壓漿量、穩(wěn)壓時(shí)間、壓漿質(zhì)量的控制，并滿足規(guī)范要求。該技術(shù)是通過帶壓的漿液在預(yù)應(yīng)力孔道內(nèi)持續(xù)循環(huán)，來帶走孔道內(nèi)的空氣，并能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)孔道堵塞等問題。其主要的構(gòu)成系統(tǒng)有：系統(tǒng)控制主機(jī)、測(cè)控系統(tǒng)、循環(huán)壓漿系統(tǒng)。智能張拉系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 預(yù)應(yīng)力智能壓漿系統(tǒng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2.2智能壓漿技術(shù)的壓漿工藝控制流程

智能壓漿技術(shù)的壓漿工藝控制流程如下圖所示：

圖2張拉控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2.3智能壓漿質(zhì)量控制要點(diǎn)

相對(duì)于傳統(tǒng)壓漿，智能壓漿技術(shù)的質(zhì)量控制要點(diǎn)如下：

（1）水膠比準(zhǔn)確控制

壓漿漿液的水膠比控制是保證壓漿漿液質(zhì)量的關(guān)鍵點(diǎn)。系統(tǒng)按照輸入的水膠比自動(dòng)控制加水量，保證漿液的水膠比滿足要求。

（2）壓力準(zhǔn)確控制

在管道進(jìn)出口安裝了壓漿測(cè)控儀，進(jìn)行全過程的壓力測(cè)試，并利用三缸活塞泵加壓實(shí)現(xiàn)其穩(wěn)壓的過程。

（3）循環(huán)排除空氣

采用帶壓循環(huán)的方式持續(xù)在管道內(nèi)循環(huán)流動(dòng)漿液，同時(shí)通過調(diào)整壓漿壓力和流量來排除管道內(nèi)空隙和雜質(zhì)。

（4）自動(dòng)控制

系統(tǒng)集成了PLC控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)過程的自動(dòng)化過程，同時(shí)壓漿數(shù)據(jù)能夠真實(shí)的保存。

（5）數(shù)據(jù)記錄真實(shí)可靠，壓漿過程可溯源回放

系統(tǒng)通過實(shí)時(shí)捕捉壓力、流量等隨時(shí)間變化的曲線，來真實(shí)記錄整個(gè)壓漿過程，并且這些曲線能夠溯源回放。

（6）實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控

通過無線電，能夠?qū)崿F(xiàn)壓漿數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸，更加利于項(xiàng)目各方的管理。

3.智能壓漿和傳統(tǒng)張拉在現(xiàn)澆箱梁中的技術(shù)對(duì)比

3.1試驗(yàn)方法

某施工現(xiàn)場(chǎng)采用與4箱式現(xiàn)澆箱梁等比例的單箱式梁6孔預(yù)應(yīng)力孔道進(jìn)行智能壓漿和傳統(tǒng)壓漿的對(duì)比試驗(yàn)研究。其中智能壓漿和傳統(tǒng)壓漿試驗(yàn)分別為3孔，分別為關(guān)于箱式中軸對(duì)稱，預(yù)應(yīng)力孔道長(zhǎng)30m左右。

3.2 壓漿結(jié)果對(duì)比分析

（1）壓漿斷面飽滿度

待壓漿漿液達(dá)到一定強(qiáng)度后，采用破損的方法進(jìn)行了梁體的切割試驗(yàn)，查看不同斷面的壓漿效果。其結(jié)果見下表1所示。

表1 智能壓漿和傳統(tǒng)壓漿的壓漿斷面密實(shí)度統(tǒng)計(jì)

項(xiàng)目斷面總數(shù)空洞斷面數(shù)壓漿理論

體積（m3）灌漿體積

（m3）飽滿度

傳統(tǒng)壓漿760.540.3972.2%

智能壓漿700.540.54100%

從表1可知，智能壓漿飽滿度達(dá)到了100%，而傳統(tǒng)壓漿飽滿度僅為72.2%，壓漿效果較差。智能壓漿效果較傳統(tǒng)壓漿效果好。

（2）壓漿技術(shù)參數(shù)對(duì)比

表2 智能壓漿和傳統(tǒng)壓漿的壓漿技術(shù)參數(shù)對(duì)比

項(xiàng)目水膠比初始流動(dòng)度進(jìn)漿口壓力

大?。∕Pa）壓漿壓力差漿液自由泌

水率（3h）

傳統(tǒng)壓漿0.27（精度低）20s1.2（平均值）不能監(jiān)測(cè)0%

智能壓漿0.2718s0.70.150%

從表2可知，傳統(tǒng)壓漿初始流動(dòng)度較規(guī)范值10～17s較大，盡管控制了水膠比，但是精度低，進(jìn)漿口壓漿壓力大但是不穩(wěn)定，平均值超過了1MPa，較規(guī)范值大，容易造成壓爆管和梁。智能壓漿可以嚴(yán)格控制水膠比，從而保證了漿液的初始流動(dòng)度滿足規(guī)范要求。而且壓漿過程中，能夠保證進(jìn)漿口壓力在0.5～0.7MPa，自動(dòng)穩(wěn)壓，可監(jiān)測(cè)壓力損失。

對(duì)比試驗(yàn)表明，智能壓漿通過多系統(tǒng)回路監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)了壓漿過程中各項(xiàng)指標(biāo)的精確控制，保證了壓漿質(zhì)量，比傳統(tǒng)壓漿各項(xiàng)功能均優(yōu)越。

4.智能壓漿在長(zhǎng)孔道壓漿中的工藝運(yùn)用

4.1長(zhǎng)孔道壓漿技術(shù)難點(diǎn)

（1）壓漿壓力和漿液質(zhì)量控制

長(zhǎng)孔道管道收到管道摩擦和內(nèi)壁粘性的影響，壓漿壓力損失大，漿液流動(dòng)性減弱。因而影響壓漿質(zhì)量。

（2）漿液的制備