中圖分類號 TU711 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 2096-8949（2025）08-0059-03

0 引言

在橋梁工程建設(shè)中，預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用極為廣泛，其施工質(zhì)量直接影響著橋梁的耐久性與安全。傳統(tǒng)的壓槳工藝主要依靠人工進行，存在壓漿不飽滿和漿液離析等缺陷，進而導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力筋銹蝕，嚴重影響橋梁的服役壽命[。智能壓漿技術(shù)通過先進的計算機控制技術(shù)及傳感器監(jiān)控手段，對壓漿過程進行精確控制與實時監(jiān)控，有效提高壓漿質(zhì)量。但智能壓漿工藝參數(shù)眾多，各參數(shù)對充填性和耐久性的影響機理尚不清晰。對其影響機制進行深入研究，對優(yōu)化智能壓漿工藝，保證橋梁工程質(zhì)量具有重要意義，基于此，該文以云蘭高速公路土建16標(biāo)標(biāo)段建設(shè)為例展開研究。

1 工程概況

云蘭高速公路土建16標(biāo)標(biāo)段起自 K1 5 7 + 4 3 0 ，全長 3 . 5 k m 。該項目包含多座橋梁，其中主線橋長 2 2 8 0 m ，匝道橋 分部設(shè)梁場1座，共24根，其中 4 0 m 預(yù)制臺22根， 3 0 m 預(yù)制臺12根，承擔(dān)該標(biāo)段6座橋共640根T梁，其中 4 0 m 梁450根， 3 0 m T 梁190根。在橋梁施工中，采用智能化壓漿技術(shù)，保證預(yù)應(yīng)力施工的質(zhì)量。開展智能壓漿施工過程監(jiān)測與數(shù)據(jù)分析，深入了解預(yù)應(yīng)力孔道在不同工藝參數(shù)下的壓漿效應(yīng)，揭示其對孔道充填性和耐久性的影響機理。

2智能壓漿工藝原理與流程

智能壓漿技術(shù)的核心思想是采用計算機系統(tǒng)來精確控制壓漿全過程，在進、出漿口安裝精密壓力傳感器，實時監(jiān)控壓漿過程壓力的變化，并將數(shù)據(jù)反饋給主機。系統(tǒng)主機按照預(yù)先設(shè)定的工藝參數(shù)，并結(jié)合現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)，對壓漿裝置的工作狀態(tài)進行自動調(diào)節(jié)，以保證壓漿過程在壓力、流量等方面的穩(wěn)定。

壓漿前，需要調(diào)試智能壓漿設(shè)備，并設(shè)定相關(guān)參數(shù)，保證設(shè)備正常工作，各項參數(shù)滿足設(shè)計要求。同時，清理并檢查預(yù)應(yīng)力管線，確保管線暢通。壓漿啟動后，先啟動制漿系統(tǒng)，按預(yù)先設(shè)定的水膠比配制漿液，配制成漿后，用壓漿泵將漿液緩慢注入預(yù)應(yīng)力管線。壓漿過程中，對進漿口及出漿口的壓力、流量等參數(shù)的實時監(jiān)測，根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)，對壓漿泵的工作狀態(tài)進行自動調(diào)節(jié)，使壓漿壓力與速度處于合理范圍[2。當(dāng)出漿口流出的漿液濃度與進槳口一致，且沒有氣泡出現(xiàn)時，進入保壓階段，維持一定的壓力及時間，以保證漿液能完全充填管路。壓力保持完畢后，關(guān)閉壓漿裝置，結(jié)束壓漿工作。通過智能化控制，使整個過程達到自動化、精確化，從而有效地提高漿的質(zhì)量。

3智能壓漿工藝參數(shù)分析

3.1主要工藝參數(shù)

智能壓漿工藝的主要參數(shù)包括壓漿壓力、壓漿速度、漿液水膠比和保壓時間。壓漿壓力是保證壓漿順利填滿預(yù)應(yīng)力孔道、排空氣體及雜質(zhì)的重要參數(shù)。適當(dāng)?shù)膲簼{壓力能使孔道內(nèi)的漿液均勻分布，從而保證孔道的充滿性。云蘭高速公路壓漿施工中，壓漿壓力是根據(jù)管線的長度、高度和漿液性質(zhì)來確定的，為了適應(yīng)不同的施工情況，一般都是在一個范圍內(nèi)波動[3]。

壓漿速率決定著壓漿速度的快慢。壓漿速率過高會使管內(nèi)空氣不能及時排出，在管內(nèi)形成空氣間隙，從而影響樁型；但是，如果壓漿速率過低，將導(dǎo)致施工工期延長，效率下降。在實際施工中，應(yīng)根據(jù)管線狀況及漿液流動性對壓漿速率進行合理調(diào)整，以保證壓漿過程的高效率、高質(zhì)量、高可靠性。

水泥漿的水膠比例對其流動性能、凝結(jié)時間及強度都有直接的影響。水膠比過高時，水泥槳太稀，易產(chǎn)生離析、泌水，孔道中產(chǎn)生孔洞，影響孔的充滿性和耐久性；水膠比過小會使?jié){液流動性差，孔道內(nèi)流動困難，從而影響漿液的質(zhì)量。因此，準確控制水泥漿料的水膠比對智能壓漿質(zhì)量至關(guān)重要。

保壓時間是壓漿工藝的重要參數(shù)，它能使槳液在壓力作用下充分充滿孔道內(nèi)微小空隙，從而提高漿液的密實程度。保壓時間過短，槳體不能充分充填孔道，導(dǎo)致孔道充滿度下降；如果保壓時間過長，可能會造成漿液失水過多，從而影響與預(yù)應(yīng)力筋之間的黏結(jié)。在實際施工中，應(yīng)根據(jù)漿液性質(zhì)及孔道狀況，對保壓時間進行合理選擇。

3.2參數(shù)設(shè)定依據(jù)及影響因素

壓漿壓力的確定主要是根據(jù)預(yù)應(yīng)力管的長度、高度、彎曲度和壓漿體的性質(zhì)等因素來確定。對于較長、較高或彎曲度較大的管線，為保證漿液的順利通過，需加大漿液的壓漿壓力；另外，漿液的稠度和黏度對漿液的要求也有一定的影響。結(jié)合云蘭高速公路工程實踐，通過對管線的實測與分析，結(jié)合壓漿試驗資料，確定了合理的壓漿壓力范圍，并提出了相應(yīng)的壓槳方案。同時，施工環(huán)境中的溫度、濕度等也會影響灌漿壓力，不同季節(jié)、不同氣候條件下應(yīng)適當(dāng)調(diào)整灌漿壓力。

在確定壓漿速度時，應(yīng)綜合考慮管路條件及漿液流動性。對于管徑較大、長度較短且較為平滑的管線，可適當(dāng)提高壓漿速率；但對于管徑較小、長度較長或彎道較多的管線，應(yīng)適當(dāng)降低壓漿速率。漿液的流動性能與水膠比、摻合料用量等有密切的關(guān)系，流動性好的漿液可適當(dāng)提高壓漿速率，反之則應(yīng)適當(dāng)減小。另外，施工進度、設(shè)備性能等都會影響到壓漿速度的設(shè)置，在保證壓漿質(zhì)量的同時，要盡可能地滿足施工進度的要求。

漿液的水膠比是根據(jù)設(shè)計要求確定的，包括流動度，凝結(jié)時間，強度等。不同的工程需要不同的泥槳性質(zhì)，所以水膠比的設(shè)定也不同[4。結(jié)合云蘭高速公路工程的橋梁結(jié)構(gòu)特點及設(shè)計要求，進行了大量試驗，確定了適宜的水膠比范圍，并對其進行了試驗研究。同時，水泥品種、細度、外加劑活性等原材料質(zhì)量波動也會對水泥槳的性能產(chǎn)生影響，從而需要相應(yīng)地調(diào)整水膠比。

保壓時間的確定主要是根據(jù)壓漿的凝固時間及孔的密實度要求來確定的。一般情況下，漿液凝固時間越短，保壓時間越短；但在對孔道致密度要求較高的區(qū)域，應(yīng)適當(dāng)延長保壓時間。另外，施工環(huán)境溫度也是影響水泥漿體凝結(jié)時間的重要因素，高溫條件下，漿液凝結(jié)速率加快，應(yīng)相應(yīng)地縮短保壓時間；如果溫度較低，應(yīng)適當(dāng)延長保壓時間。在實際施工過程中，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場的具體情況，合理地調(diào)整保壓時間。

4智能壓漿工藝參數(shù)對橋梁預(yù)應(yīng)力孔道飽滿度及耐久性的影響機制

4.1壓漿壓力

該文以云蘭高速公路為工程背景，對不同長度和曲率的預(yù)應(yīng)力管對壓漿壓力對孔道充填性的影響進行了試驗研究。選取30個管段，按長度、曲率分成3組，每組10個，施加不同的壓漿壓力，根據(jù)前期經(jīng)驗和理論計算確定，并在規(guī)范允許的范圍內(nèi)波動。在試驗過程中，利用高精度壓力傳感器實時監(jiān)控灌漿壓力，并利用超聲波測試裝置檢測灌漿孔的充滿度。根據(jù)孔道中壓漿的實際充注量與理論充注量之比，其值越接近1，則說明孔道充滿度越高。具體測試數(shù)據(jù)如下表1所示。

從耐久性的角度出發(fā)，通過云蘭高速公路運營一段時期后，對不同壓槳壓力下的孔穴進行抽樣檢測，以確定不同壓漿壓力下的孔穴。采用鉆孔取芯的方法，對預(yù)應(yīng)力鋼筋與混凝土之間的黏結(jié)狀況進行了觀測，并對鋼筋銹蝕情況進行了檢測。腐蝕程度分為三個級別：輕腐蝕，腐蝕面積不超過 5 % ；中度腐蝕，腐蝕面積不超過 5 % 嚴重腐蝕，腐蝕面積不超過 1 5 % 。

4.2 壓漿速度

以云蘭高速公路工程為研究對象，選取40個相同規(guī)格的預(yù)應(yīng)力管線，隨機分成4組10個斷面，設(shè)置不同壓漿速率，開展試驗研究。用流量傳感器實時監(jiān)控壓漿速率。

壓漿時，采用壓力傳感器實時監(jiān)控漿液壓力，保證漿液壓力穩(wěn)定在合理的范圍內(nèi)。在壓漿結(jié)束后，采用電磁感應(yīng)測試裝置檢測壓漿充填情況，分析壓漿過程中的電磁信號變化，確定壓漿充填情況，進而計算壓漿充填情況。具體測試數(shù)據(jù)見下表2。

通過開展不同壓漿速率下孔道耐久性能研究，揭示壓漿速率對預(yù)應(yīng)力孔道耐久性的影響規(guī)律。評價指標(biāo)為預(yù)應(yīng)力筋銹蝕電位、碳化深度和孔道強度損失率等。用線性極化電阻法測定腐蝕電位，用酚酞試劑測定碳化深度，用壓漿法測定漿液的強度損失率。具體測試數(shù)據(jù)見下表3。

4.3 漿液水膠比

壓漿水膠比對橋梁預(yù)應(yīng)力孔充水性能及耐久性有較大影響。水膠比過大時，雖有良好的流動性，但易產(chǎn)生離析、泌水[5]。云蘭高速公路智能壓漿施工中，漿液水膠比過高，壓漿結(jié)束后，漿液中水分逐漸沉淀，孔道底部形成積水，孔道上部固體顆粒沉降，造成孔道內(nèi)漿液分布不均，產(chǎn)生空洞、分層等缺陷，嚴重影響孔道充滿度。這些孔洞、脫層將導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力筋與注漿體之間的黏結(jié)強度降低，導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力傳遞不均，進而影響橋梁的承載力及穩(wěn)定性。

云蘭高速公路經(jīng)過一段時間的施工，采用不同水膠比漿液壓漿后，對其孔內(nèi)的耐久性進行了測試。對預(yù)應(yīng)力筋的腐蝕、孔內(nèi)壓槳收縮及與混凝土黏結(jié)強度進行了測試。通過觀察預(yù)應(yīng)力筋材表面的銹斑，測量其腐蝕深度，對其進行評價；通過測定灌漿前后漿液體積的變化，計算出漿液收縮率；用拉拔試驗測定了黏結(jié)強度。具體測試數(shù)據(jù)見下表4。

4.4 保壓時間

在云蘭高速公路項目的智能壓漿施工中，若保壓時間過短，雖然在壓漿結(jié)束時孔道表面看似已被漿液填滿，但實際上內(nèi)部可能存在一些未被完全填充的細微空隙。這些細微空隙在長期使用過程中，會逐漸擴大，影響預(yù)應(yīng)力筋與漿液的黏結(jié)性能，降低預(yù)應(yīng)力的傳遞效率，進而影響橋梁結(jié)構(gòu)的承載能力和耐久性。云蘭高速公路運營一段時間后，對不同保壓時間下孔道的耐久性進行測試，研究保壓時間對預(yù)應(yīng)力孔道耐久性的影響。測試內(nèi)容包括：預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力松弛率，孔內(nèi)壓漿防滲性能，黏結(jié)耐久性等。應(yīng)力松弛率是通過測定一定時期內(nèi)預(yù)應(yīng)力筋的應(yīng)力變化得到的；防滲性能通過水壓試驗得到，并記錄一定水壓條件下孔內(nèi)滲流情況；黏結(jié)耐久性是通過模擬預(yù)應(yīng)力筋和壓漿體在長期荷載下黏結(jié)性能的變化來評價的。具體測試數(shù)據(jù)見下表5。

5結(jié)語

將智能壓槳技術(shù)應(yīng)用于橋梁工程，是改善預(yù)應(yīng)力孔道壓漿質(zhì)量的有效途徑。試驗結(jié)果表明：壓漿壓力、壓漿速率、水膠比、保壓時間等工藝參數(shù)對預(yù)應(yīng)力孔道的充填性和耐久性有重要影響。在工程實踐中，應(yīng)根據(jù)工程特點與需求，結(jié)合原材料特性，準確設(shè)置并嚴格控制各工藝參數(shù)，以保證預(yù)應(yīng)力孔道壓漿飽滿密實，提升橋梁結(jié)構(gòu)耐久性與安全性。隨著科技的不斷進步與研究的不斷深入，智能壓漿技術(shù)也將得到進一步優(yōu)化與完善，為我國橋梁工程建設(shè)的高質(zhì)量發(fā)展提供更加有力的支撐。

參考文獻

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