浅谈预应力砼桥梁智能张拉与真空压浆施工工艺

浅谈预应力砼桥梁智能张拉与真空压浆施工工艺

作者：宁小武

来源：《建筑工程技术与设计》2014年第09期

摘要：随着社会的不断发展，预应力桥施工工艺也在不断向前发展，对其施工年限的要求也在不断延长，这就成为所有预应力砼参与者共同克服的难题。而预应力智能张拉机和真空循环压浆机有效的提高了预应力工程耐久性，增加了预应力结构物的使用寿命。 关键词：预应力；智能张拉；真空压浆 一、前言

预应力砼桥梁如何能比传统结构更具耐久性，使用寿命更长，安全性能更好，成为预应力砼建设者们的共同面对的难题。传统的预应力张拉和压浆方式，人为操作的步骤较多，容易产生误差，有效应力难以满足设计，孔道压浆无法完全达到密实，影响预应力砼结构物的使用寿命和安全性。

预应力智能张拉和循环控制系统，在很大程度上改变了传统预应力张拉的不足。为了确保桥梁预应力施工质量符合设计和新规范要求，智能张拉实现了张拉全过程智能控制，真正做到了张拉施工质量管理的“实时跟踪、智能控制、及时纠错”；真空压浆保证了压浆的均匀性、密实度，有效的减缓了预应力钢绞线的腐蚀速度。在切实保障预应力张拉与压浆施工质量的同时，大大提高了施工管理水平和效率，保证了桥梁结构安全和耐久性。 二、工程概况

岢临高速公路LJ5标大桥共四座，其上部结构均为预应力混凝土先简支后连续箱梁，箱梁总量为324片，全部采用后张法施工。主梁采用C50砼，采用高强低松弛预应力钢绞线，其抗拉强度标准值fpk=1860MPa，直径为15.20mm，面积为139.0mm2，弹性模量

Ep=1.95×105MPa。预制箱梁正弯矩钢束采用15-3型、15-4型系列锚具及其配件，预应力管道采用圆形金属波纹管。压浆采用C50水泥浆液，水灰比在0.26-0.28之间，抽真空时（负压）控制在0.06-0.6MPA之间。压浆时，每一个工作班应制作留取不少于3组尺寸为40×40×160mm的试件，水泥强度达到40MPA以上才能进行吊装施工。 三、 智能张拉系统及工作原理

预应力智能张拉系统主要由预应力智能张拉仪、智能千斤顶、自带无线网卡的笔记本电脑、高压等组成。智能张拉系统操作简单，界面人性化，适应各种施工场地环境。借助智

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能张拉系统，可以自动读取梁板参数，智能计算张拉过程的压力值，无线控制油泵的进退油，位移传杆器测量伸长量，并实时无线采集油压与位移信息，自动生成预应力张拉记录表等功能。全程无需人工干预，且具有错误纠正、数据同步、张拉审核等张拉过程控制。通过计算机来控制张拉施工过程，完全改变了传统的通过人工来操纵油泵进行张拉操作，真正地实现了张拉的同步性控制。

启动“智能张拉系统平台界面，输入待进行张拉的梁体、千斤顶等相关信息，包括项目名称、施工单位、监理单位、各千斤顶线性关系、钢绞线物理性能等。并将智能张拉仪与计算机通过wifi进行连接。待各项准备工作做好后，启动张拉。张拉完成后数据自动生成，对整个张拉进度、延伸率、等过程进行全面掌控。如有不符合质量要求，系统将及时预警，并提供预应力张拉控制“平均张拉力”和“理论伸长量”分析指标，分析原因，及时积累数据，可还原张拉过程，积累工程经验，实现质量管理的严密性。 四、智能张拉施工工艺 1、设备安装

在张拉作业之前，相关技术人员和监理人员对构件进行检验，其检果符合质量标准要求方可进行。根据此设备的使用说明及要求，现场施工作业人员开始收编穿索、穿索、安装千斤顶（工作锚及夹片）等施工程序，具体安装程序如下：

⑴先安装工作锚板，限位板，再安装专用千斤顶，最后安装工具锚板。安装工作锚板时需注意与波纹管严格对中，工作锚板平面与管道垂直。夹片与锚圈锥孔不应粘附泥浆或其它杂物，且不允许锈蚀，若有轻微浮锈，应彻底清除，并打紧工具锚板处夹片。 ⑵连接千斤顶，接油表，接通油泵电源。

⑶开动油泵，将千斤顶活塞来回打出几次，以排出可能残存于千斤顶缸体中的空气。 2、智能张拉

⑴在计算机上启动智能张拉操作系统后，通过wifi与四台智能张拉仪进行连接。 ⑵智能张拉仪通过张拉操作系统控制专用千斤顶按预先系统编制的张拉顺序进行对称均衡张拉，张拉过程以控制应力为主，伸长量为辅。张拉顺序遵循均匀对称，偏心荷载小的原则，以确保结构及构件受力均匀，张拉过程中不产生扭转、侧弯，防止混凝土产生超应力、过大的附加应力与变形。此外，安排张拉顺序还应考虑到尽量减少张拉设备来回移动次数。 ⑶油泵供油给千斤顶张拉油缸，按三级加载过程依次上升油压，分级方式为10%（初应力即计算伸长值的起点），20%、100%。

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⑷张拉过程中智能张拉平台系统对每一级进行测量和记录，测量每一级张拉后的活塞伸长值的读数，并随时检查伸长值与计算值的偏差。

⑸张拉时，通过智能张拉系统控制好专用千斤顶加载速度，确保给油平稳，持荷稳定。加载至控制应力的10%、20%时分别持荷30S，达到100%控制应力时持荷5min，在持荷过程中出现卸压时，智能张拉仪会自动进油补拉，使得持荷过程中始终维持控制应力。

⑹张拉过程中，系统将自动校核测量数据，当实际伸长值与理论伸长值相差大于正负6%时系统将自动报警，停止张拉。待查明原因，排除问题后，方可进行下一步的工作；当张拉过程中出现两端伸长量差值超过3cm时，智能张拉仪会自动将伸长量过长一端暂停，等待另一端。当两端基本处理平衡再同时进行张拉。 五、真空压浆施工工艺 真空压浆施工原理图： 1、压浆的准备工作

⑴、封堵锚孔：锚具外面的预应力筋间隙应用棉花和水泥浆填塞，以免冒浆而损失灌浆压力。

⑵、冲洗孔道：孔道在压浆前应用压力水冲洗，排除孔内杂物，保证孔道畅通。冲冼后用空压机吹去孔内积水。

⑶、预应力钢绞线张拉后，尽早压浆，且应在48小时内完成。预应力孔道灌浆材料采用M50水泥浆，水灰比宜控制在0.26-0.28范围内，并符合相关规范要求。 2、压浆

⑴、关闭压浆端阀门，在抽真空端接上真空泵，抽真空度达到80%以上时，即可认为孔道系统密封可靠。否则，需找出泄漏的位置进行处理，必要时采取一定的措施，使其真空度达到80%以上。

⑵、水泥浆在压浆现场用小型砂浆拌合机拌制，初凝时间应大于5小时，且终凝时间应小于24小时。水泥浆搅拌结束至压入管道的时间间隔不应超过40分钟，压浆时梁体温度不应超过35℃。把拌好的水泥浆过筛后存放于储浆桶内，此时水泥浆低速搅拌（防止沉淀），并经常保持足够的数量，以使每根管道的压浆能一次连续灌注完成。

⑶、水泥浆拌制合格后，开启真空泵抽真空，至80%真空时再启动压浆泵，让水泥浆以合适的流速进入管道。

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⑷、当水泥浆达到抽真空端时，打开该端排废孔，直至排废孔排出的水泥浆畅通并与压浆端水泥浆稠度一致时，停止压浆，关闭排气阀。

⑸、开启压浆机，压力控制在0.5MPa左右，持压3～5min，关闭进浆口阀门，停止压浆。

⑹、移到下一管道，继续压浆，压浆完毕后，清洗设备。

压浆过程中，若发现孔道局部漏浆，堵塞不漏浆后，重新将管道冲洗干净后再重新压浆。 六、结束语

智能张拉技术具有张拉力到位，同步精确，自动控制张拉应力、加载速率、停顿点、持荷时间等要素，自动采集并校核伸长值误差，能够有效杜绝人为因素干扰。真空压浆施工工艺本身就有较高水平的质量控制，能够保证孔道压浆的均匀性，能够保证压浆饱满密实，从而减缓了预应力钢绞线的腐蚀速度。智能张拉与真空压浆施工工艺大大提升了预应力箱梁施工质量，而且真正意义上提高了张拉、压浆施工质量，保证桥梁预应力张拉施工质量符合规范和设计要求，有效提升桥梁结构耐久性。 参考文献

1、侯志辉；王伟哲；江阿兰 预应力混凝土连续箱梁的张拉与压浆施工控制[期刊论文] -交通科技与经济2007（02）

2、公路桥涵施工技术规范. （JTG/TF50-201）