閆子夜

(中鐵建大橋工程局集團第四工程有限公司，黑龍江 哈爾濱 150009)

0 前 言

在道路橋梁施工項目中，使用現(xiàn)代化先進的預(yù)應(yīng)力智能張拉施工技術(shù)，可以在很大程度幫助施工人員清晰掌握橋梁建設(shè)項目的結(jié)構(gòu)特點，高效探索出施工過程中所出現(xiàn)的各種問題，并結(jié)合實際問題制定出科學(xué)完善且具備針對性的優(yōu)化方案，以提升建設(shè)工程的整體經(jīng)濟效益[1]。鑒于此，本文對預(yù)應(yīng)力智能張拉施工技術(shù)展開研究分析，促進橋梁預(yù)應(yīng)力施工向著高質(zhì)量、高效益方向發(fā)展。

1 工程概況

國道丹阿公路橋梁建設(shè)項目以吉林省與黑龍江省交界處為起點，以東寧段作為終止點。起始段主要是舊路改造擴建至太平川。A2標(biāo)段的總長度為28.044 km，起止樁號為K42+000～K70+000，具體內(nèi)容見表1。

表1 梁體規(guī)格

2 施工方案

結(jié)合實際情況而言，傳統(tǒng)性的預(yù)應(yīng)力張拉施工均通過人工進行操作，但是人工操作的過程中存在諸多不可控影響因素，且張拉的過程中難以實現(xiàn)同步施工，實際預(yù)應(yīng)力與設(shè)計要求之間存在一定的差異。而預(yù)應(yīng)力智能張拉施工技術(shù)的出現(xiàn)則可以妥善應(yīng)對這些問題，通過對預(yù)應(yīng)力張拉過程中的智能化控制，有效消除人工操作帶來的誤差，且能夠提高張拉應(yīng)力、伸長量、停頓點以及持荷時間的精準(zhǔn)度，對整個張拉過程實現(xiàn)質(zhì)量管控[2]。

為妥善解決預(yù)應(yīng)力橋梁在壓漿過程中的不均勻、不密實問題，在經(jīng)過全面的權(quán)衡之后決定采用循環(huán)智能壓漿施工技術(shù)。相較之傳統(tǒng)的壓漿施工方法，循環(huán)智能壓漿施工方法借助智能化計算機系統(tǒng)來完成對整個壓漿作業(yè)的控制，智能壓漿管理系統(tǒng)具備循環(huán)排放空氣、自動攪拌、自動記錄施工數(shù)據(jù)、自動調(diào)節(jié)壓力、控制穩(wěn)壓時間等功能[3]。將智能張拉技術(shù)與智能壓漿技術(shù)相結(jié)合可以提高作業(yè)的精準(zhǔn)度，保證壓漿飽滿密實，進而延長橋梁的使用壽命。

3 智能張拉壓漿施工技術(shù)

3.1 智能張拉施工技術(shù)

3.1.1 智能張拉施工方法

當(dāng)橋梁梁體部位的混凝土強度達到設(shè)計要求的90%，且養(yǎng)護周期不低于7 d方可開始進行張拉?？紤]到張拉過程中可能會出現(xiàn)單根預(yù)應(yīng)力筋相互纏繞的情況，所以使用整束穿束施工工藝，以此妥善處理張拉過程中鋼絞線受力不均勻的問題。

預(yù)應(yīng)力智能張拉系統(tǒng)是利用計算機管理系統(tǒng)來自動化控制預(yù)應(yīng)力張拉整個過程，有效規(guī)避人為因素帶來的影響，可以在很大程度上提高預(yù)應(yīng)力張拉的整體質(zhì)量。智能張拉系統(tǒng)示意圖如圖1所示。

圖1 智能張拉系統(tǒng)示意圖

結(jié)合圖1中的信息來看，智能張拉系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成相對比較簡單，主要由主機、千斤頂、油泵三個主要部分共同構(gòu)成。智能張拉系統(tǒng)將應(yīng)力作為系統(tǒng)作業(yè)時的控制指標(biāo)，以鋼絞線的拉伸長度誤差作為校對指標(biāo)。智能張拉系統(tǒng)利用先進的傳感技術(shù)來獲取實際張拉過程中千斤頂?shù)倪\行壓力與鋼絞線的拉長數(shù)據(jù)，傳感器在獲取到信息數(shù)據(jù)后立即將這些數(shù)據(jù)傳輸給系統(tǒng)，由系統(tǒng)結(jié)合所接收到的數(shù)據(jù)不斷調(diào)整技術(shù)參數(shù)，以保證鋼絞線的拉長值滿足設(shè)計要求。

3.1.2 主要功能與特點

1)精確施加應(yīng)力。智能張拉系統(tǒng)可以提高張拉過程中預(yù)應(yīng)力值的精準(zhǔn)度，將誤差范圍精準(zhǔn)控制在±1%以內(nèi)，這一點比傳統(tǒng)張拉施工技術(shù)更為強大。

2)實現(xiàn)“雙控”。智能張拉系統(tǒng)裝有傳感器，傳感器會對鋼絞線的狀態(tài)數(shù)據(jù)進行實時采集，并將獲取到的數(shù)據(jù)傳輸給計算機，由智能張拉系統(tǒng)計算鋼絞線的伸長量，確保鋼絞線的偏差控制在合理范圍以內(nèi)。

3)對稱同步張拉。一臺計算機可以同時控制多臺千斤頂，實現(xiàn)了“多頂同步張拉”。

4)降低預(yù)應(yīng)力損失。對整個張拉過程實現(xiàn)智能化控制，不會受到人工操作、外部環(huán)境的影響；張拉應(yīng)力、伸長量、停頓點以及持荷時間等關(guān)鍵節(jié)點全部滿足施工規(guī)范要求，在最大程度上降低張拉過程中的預(yù)應(yīng)力損失。

5)自動生成報表。智能張拉系統(tǒng)可以自動生成張拉記錄，避免人為造假的可能性，還可以真實還原張拉作業(yè)過程。

6)遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。施工管理人員可以直接坐在計算機前方操作控制張拉作業(yè)，實現(xiàn)遠(yuǎn)程操控，在一定程度上提高了施工的效率。

3.1.3 智能張拉工作原理

智能張拉系統(tǒng)一般將應(yīng)力作為預(yù)應(yīng)力張拉的控制性指標(biāo)，將伸長量誤差作為其校正指標(biāo)，系統(tǒng)數(shù)據(jù)的采集主要通過傳感器技術(shù)實現(xiàn)，主要包括張拉設(shè)備的工作壓力、預(yù)應(yīng)力鋼絞線的伸長量等。傳感器采集數(shù)據(jù)后，系統(tǒng)將數(shù)據(jù)實時傳至系統(tǒng)主機，并由系統(tǒng)主機依照相關(guān)程控軟件系統(tǒng)進行分析和判斷，隨后將指令發(fā)送至張拉設(shè)備，實時調(diào)整變頻電機的工作參數(shù)，高精度實時調(diào)控油泵的電機轉(zhuǎn)速，從而實現(xiàn)進退油的自動化控制以及對預(yù)應(yīng)力加載速度和張拉力的實時精確控制，滿足施工要求，達到良好的施工效果，同時實時采集油壓與位移信息，自動生成預(yù)應(yīng)力張拉記錄表等。

此外，系統(tǒng)還能夠根據(jù)所預(yù)設(shè)的程序，由主機發(fā)出相應(yīng)的指令，對每臺張拉設(shè)備的每一個機械動作實現(xiàn)同步控制，自動完成整個張拉過程。全程無需人工干預(yù)，具有錯誤自動修正、數(shù)據(jù)同步、張拉校核等功能，智能化控制預(yù)應(yīng)力張拉全過程，真正實現(xiàn)了張拉的同步性控制。

3.2 智能壓漿施工技術(shù)

3.2.1 智能壓漿施工方法

智能壓漿系統(tǒng)中首次創(chuàng)新性提出“大循環(huán)”壓漿概念，這種施工工藝可以將預(yù)應(yīng)力管道內(nèi)部的空氣全部排出，提高漿液質(zhì)量，精準(zhǔn)地控制灌漿壓力與穩(wěn)壓時間，確保預(yù)應(yīng)力管道內(nèi)部的壓漿密度符合規(guī)范要求。

智能壓漿系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成較為簡單，主要由主機、檢測系統(tǒng)以及循環(huán)壓漿系統(tǒng)組成。漿液會在管道內(nèi)部反復(fù)循環(huán)以達到排出空氣的目的，同時檢測出管道是否存在堵塞現(xiàn)象，智能壓漿系統(tǒng)通過增大管道壓力來清理管道內(nèi)的雜質(zhì)。

預(yù)應(yīng)力管道兩側(cè)的進出口部位均裝置有高精準(zhǔn)度的傳感器，傳感器在智能壓漿系統(tǒng)運行過程中持續(xù)性檢測管道內(nèi)部的壓力、降壓的流量以及漿液的水膠比等技術(shù)參數(shù)，并將檢測到的數(shù)據(jù)傳輸給計算機進行判斷，控制系統(tǒng)結(jié)合判斷結(jié)果合理調(diào)整技術(shù)參數(shù)，以保證壓漿作業(yè)滿足設(shè)計及規(guī)范要求[4]。循環(huán)智能壓漿系統(tǒng)回路結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 循環(huán)智能壓漿系統(tǒng)回路結(jié)構(gòu)

3.2.2 主要功能與特點

1)持續(xù)性排放預(yù)應(yīng)力管道內(nèi)的空氣。預(yù)應(yīng)力管道內(nèi)部的漿液會從出漿口部位流入儲漿容器中，然后進入到進漿口，以此形成一個大循環(huán)，漿液在預(yù)應(yīng)力管道內(nèi)循環(huán)流動，智能壓漿系統(tǒng)可以通過不斷調(diào)整技術(shù)參數(shù)將管道內(nèi)的空氣全部排出，同時帶出部分雜質(zhì)。

2)三參數(shù)(壓力、水膠比、流量)控制。①合理調(diào)整技術(shù)參數(shù)，確保注漿壓力穩(wěn)定，智能壓漿系統(tǒng)會自動檢測預(yù)應(yīng)力管道內(nèi)的壓力損失，保證出漿口部位的壓力滿足規(guī)范要求；②對管道內(nèi)的漿液流量進行實時檢測，并計算出管道內(nèi)漿液的體積，檢測進、出漿口的流量，并計算出漿液的體積與水膠比；③一次壓注雙孔，有效提升施工效率；④提高制漿的速度，智能壓漿系統(tǒng)集成了高速制漿機，高速制漿機能夠高效率攪拌原材料，這種設(shè)備的運作效率可以達到1 420 r/min；⑤提高壓漿作業(yè)的規(guī)范性，實現(xiàn)遠(yuǎn)程操控功能，整個壓漿作業(yè)通過計算機遠(yuǎn)程操控，不會受到人為因素的影響，且智能壓漿系統(tǒng)可以自動記錄壓漿作業(yè)的施工記錄[5]；⑥智能壓漿系統(tǒng)的功能集成度相對較高，其將水膠比檢測儀、進漿檢測儀、儲漿容器集為一體，實際施工較為簡單，直接將壓漿管道進行連接即可，操作性不強，適用范圍比較廣泛。

4 結(jié)束語

本文以丹阿道路橋梁工程項目作為研究對象，對預(yù)應(yīng)力智能張拉施工技術(shù)在該項目中的運用展開全面、深入的研究分析，清晰闡述出預(yù)應(yīng)力智能張拉施工技術(shù)的各個技術(shù)關(guān)鍵點，總結(jié)出預(yù)應(yīng)力智能張拉施工技術(shù)的實際施工效果。結(jié)合實際情況而言，張拉施工過程中，施工人員必然會遇到各種各樣意想不到的突發(fā)狀況或困難，這就要求施工人員需要不斷優(yōu)化和創(chuàng)新施工技術(shù)，以此促進我國的道路橋梁工程建設(shè)行業(yè)獲得更進一步的發(fā)展。

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