郭建峰

（中鐵十二局集團(tuán)第七工程有限公司，長(zhǎng)沙410000）

1 工程概況

某高速公路路線(xiàn)總長(zhǎng)19.8km，沿線(xiàn)施工所用預(yù)制梁板總量1 385 片，其中，5m 和8m 的普通鋼筋混凝土空心板分別為95 片、333 片；10m、13m、16m、20m、35m 的預(yù)應(yīng)力混凝土空心板分別為413 片、156 片、68 片、268 片、52 片。預(yù)制箱梁為沿線(xiàn)重點(diǎn)施工內(nèi)容，采用智能張拉及壓漿技術(shù)。

2 智能張拉施工技術(shù)分析

2.1 智能張拉的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

智能張拉的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)包括：

1）智能張拉機(jī)配置簡(jiǎn)單，僅需準(zhǔn)備2 臺(tái)設(shè)備，降低了操作難度，且控制了所需成本。

2）配套的智能控制系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、作業(yè)精度較高，全程可較為平順地完成張拉作業(yè)。

3）智能張拉充分彰顯出自動(dòng)化特征，對(duì)速率的控制更加精細(xì)，可有效排除人工干擾問(wèn)題，經(jīng)過(guò)預(yù)應(yīng)力張拉后所得結(jié)果的精度有所保障。

4）智能張拉系統(tǒng)能夠根據(jù)實(shí)際施工需求高精度控制千斤頂，以保證施加的預(yù)應(yīng)力具有合理性，相較于傳統(tǒng)張拉方法的±1.5%誤差，在應(yīng)用智能張拉的方法后可減小至約±1%。

2.2 智能張拉設(shè)備的應(yīng)用特點(diǎn)

智能張拉設(shè)備可以按既定的程序自動(dòng)化完成張拉作業(yè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)預(yù)應(yīng)力值和伸長(zhǎng)量的雙重控制，保證兩項(xiàng)指標(biāo)的實(shí)際誤差均被控制在許可范圍內(nèi)[1]。計(jì)算機(jī)與千斤頂具有一對(duì)多的關(guān)系，即單臺(tái)計(jì)算機(jī)可控制多臺(tái)設(shè)備，形成協(xié)調(diào)作業(yè)的關(guān)系，提高張拉的同步性。在張拉施工前，能夠精準(zhǔn)控制加載速率、持荷時(shí)間等關(guān)鍵指標(biāo)，同時(shí)采集并完整記錄張拉期間的數(shù)據(jù)，而遠(yuǎn)程管理功能的應(yīng)用則突破了時(shí)間和空間的束縛。

2.3 預(yù)應(yīng)力管道施工

預(yù)應(yīng)力管道施工過(guò)程為：

1）將金屬波紋管作為預(yù)應(yīng)力管道的材料，對(duì)接后連接成整體，同時(shí)用膠帶密封，以避免外界雜物進(jìn)入管道。

2）通過(guò)焊接工藝的應(yīng)用將預(yù)應(yīng)力管道穩(wěn)定在底腹板箍筋處，底板和腹板分別按照直線(xiàn)段80cm、曲線(xiàn)段40cm 的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置定位鋼筋，考慮到波紋管曲線(xiàn)范圍內(nèi)的特殊性，于該處將間距減小至1m。

3）以設(shè)計(jì)坐標(biāo)為準(zhǔn)精準(zhǔn)安裝預(yù)應(yīng)力管道，保證所處位置具有合理性。澆筑前設(shè)置內(nèi)襯管，澆筑施工期間適當(dāng)抽動(dòng)內(nèi)襯管，通過(guò)此方式避免水泥漿混入管道內(nèi)。

4）預(yù)應(yīng)力錨墊板的設(shè)置采取的是穩(wěn)固于模板的方式，用膠帶處理二者間形成的接縫，提高嚴(yán)密性。

2.4 預(yù)應(yīng)力張拉

2.4.1 張拉前的準(zhǔn)備

張拉前的準(zhǔn)備工作包括：

1）檢測(cè)每批鋼絞線(xiàn)的彈性模量，詳細(xì)計(jì)算張拉的預(yù)應(yīng)力理論伸長(zhǎng)值。建立健全張拉作業(yè)組，技術(shù)培訓(xùn)考試合格后持證上崗。

2）張拉千斤頂?shù)膹埨?yīng)大于所施預(yù)應(yīng)力最大值的1.2～1.5 倍，使用前先測(cè)定摩阻系數(shù)f，試驗(yàn)次數(shù)不低于5 次，f＞1.05時(shí)此千斤頂不能使用。

3）檢驗(yàn)周期：新購(gòu)設(shè)備必須做檢驗(yàn)標(biāo)定，當(dāng)千斤頂和油壓表使用200 頻次時(shí)或使用6 個(gè)月，抑或千斤頂受瞬時(shí)猛烈沖擊（如在斷絲突然卸荷）以及千斤頂、油壓表修復(fù)后，要重新檢驗(yàn)標(biāo)定方可使用。

2.4.2 鋼絞線(xiàn)編束

為了保證各鋼絞線(xiàn)受力的均勻性，必須避免鋼絞線(xiàn)在穿束過(guò)程中互相纏繞的現(xiàn)象，采用整束梳編穿束工藝，將鋼絞線(xiàn)逐根首尾對(duì)應(yīng)編號(hào)（每根預(yù)應(yīng)力筋兩端的編號(hào)應(yīng)相同）、梳編、理順，每隔1～1.5m 捆綁一次，使其綁扎牢固、順直[2]。然后整束穿入管道，保證預(yù)應(yīng)力筋順直、不扭轉(zhuǎn)、相互平行。穿束前采用通孔器疏通預(yù)留管道，穿束安裝時(shí)嚴(yán)格控制每根預(yù)應(yīng)力筋的相對(duì)位置（兩端對(duì)應(yīng)、平行）。

2.4.3 張拉關(guān)鍵參數(shù)的控制

箱梁混凝土的實(shí)測(cè)強(qiáng)度滿(mǎn)足設(shè)計(jì)強(qiáng)度85%且不少于7d的要求后，才能進(jìn)入張拉施工環(huán)節(jié)。正彎矩和負(fù)彎矩均遵循的是對(duì)稱(chēng)張拉原則，但前者以整束張拉為宜，后者單根依次張拉到位。預(yù)應(yīng)力張拉期間以張拉力為判斷作業(yè)質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)，再通過(guò)伸長(zhǎng)量檢驗(yàn)。

張拉平臺(tái)是順利開(kāi)展張拉作業(yè)的基礎(chǔ)裝置，結(jié)構(gòu)組成包含3 個(gè)部分：（1）底盤(pán)，以10mm 厚的槽鋼為基礎(chǔ)材料，經(jīng)焊接后制作而得；（2）托盤(pán)，以80mm 的槽鋼為基礎(chǔ)材料，加工后制得滑動(dòng)槽；（3）支架，采用的是φ50mm 鋼管。在張拉平臺(tái)搭建完成后刷涂黑白油漆，掛設(shè)警示標(biāo)牌。

2.4.4 錨具、夾片的安裝

錨具、夾片的安裝過(guò)程為：

1）安裝作業(yè)前做全面的檢查，包含鋼架線(xiàn)、錨墊板及混凝土，若各方面均無(wú)誤則將錨具安裝到位。

2）將夾片放入鋼絞線(xiàn)錨具孔內(nèi)，用20mm 的鋼管敲擊以提高其密實(shí)性，期間加強(qiáng)對(duì)夾片和鋼絞線(xiàn)錨固情況的檢查，確保無(wú)誤。

3）按照先張拉墊板、后工具錨和夾片的方式依次安裝到位，且在安裝夾片前對(duì)其采取打蠟處理措施，以便在結(jié)束張拉后可快速拆除。

2.4.5 預(yù)應(yīng)力張拉

張拉程序?yàn)椋?→初應(yīng)力（0.15σk）→0.3σk→1.0σk（持荷5min）錨固（σk為控制應(yīng)力）。實(shí)際伸長(zhǎng)值的測(cè)量由智能張拉專(zhuān)用電腦自動(dòng)生成并存檔，以0～0.15σk作為應(yīng)力初調(diào)點(diǎn)，并以此量出油缸活塞伸長(zhǎng)值以及夾片的外露長(zhǎng)度，然后從0.15σk張拉到0.3σk，分別在0.3σk和1.0σk時(shí)量取相對(duì)應(yīng)值，根據(jù)此值與理論計(jì)算伸長(zhǎng)值進(jìn)行比較。伸長(zhǎng)值計(jì)算方法：

式中，ΔL1為從初應(yīng)力至最大張拉力間的實(shí)測(cè)伸長(zhǎng)值，mm；ΔL2為初應(yīng)力以下的推算伸長(zhǎng)值，mm。

夾片回縮量初次張拉完畢后，觀察夾片是否出現(xiàn)滑絲、脫錨現(xiàn)象，若出現(xiàn)必須補(bǔ)充應(yīng)力或進(jìn)行退錨處理，并取得監(jiān)理工程師認(rèn)可。在試?yán)?.3σk時(shí)觀察有無(wú)脫錨現(xiàn)象，以及千斤頂軸線(xiàn)方向和張拉方向是否與鋼絞線(xiàn)軸心方向成一條線(xiàn)。

3 智能壓漿施工技術(shù)分析

3.1 智能壓漿的作業(yè)特點(diǎn)

智能壓漿的作業(yè)特點(diǎn)包括：

1）管道內(nèi)的漿液按照先出漿口、后儲(chǔ)漿桶、再進(jìn)漿口泵入管道的流程依次轉(zhuǎn)移，由此形成大循環(huán)回路，在正確調(diào)整壓力和流量后，可以將殘留在管道內(nèi)的空氣通過(guò)出漿口排出，期間還可攜帶孔道內(nèi)殘留的雜質(zhì)。

2）自動(dòng)化檢測(cè)，從而確定管道壓力損失，以最低壓力要求為準(zhǔn)設(shè)置灌漿壓力值，此時(shí)盡管巖土存在壓力損失的情況，但依然可以保證灌漿壓力滿(mǎn)足要求。注漿后關(guān)閉出漿口，要求其在相對(duì)較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)壓力穩(wěn)定在0.5MPa 及其以上水平。

3）以配比為準(zhǔn)適時(shí)摻水，使水膠比維持在合理區(qū)間內(nèi)。預(yù)應(yīng)力管道施工中，以雙孔同步壓漿的方式較為合適，壓入點(diǎn)為較低的一孔，再由較高的孔流出，回流至儲(chǔ)漿桶內(nèi)。全程具有秩序性，且能夠?qū)崟r(shí)呈現(xiàn)壓力、溫度等方面的信息，以供施工人員對(duì)施工質(zhì)量做出判斷。

4）通過(guò)計(jì)算機(jī)程序的運(yùn)行自動(dòng)化調(diào)控灌漿作業(yè)，幾乎無(wú)須人為參與，由軟硬件的協(xié)同便可完成壓漿作業(yè)，控制水平較高，可以減少人為誤差所帶來(lái)的不良影響。

3.2 智能壓漿

智能壓漿設(shè)備為關(guān)鍵裝置，可提供自動(dòng)上料、自動(dòng)控壓等功能，攪拌運(yùn)行期間的轉(zhuǎn)速可達(dá)到1 020r/min，原材料的稱(chēng)量精度較高，可在±0.4%以?xún)?nèi)。智能壓漿設(shè)備不易受到外界因素的干擾，能夠連續(xù)完成壓漿作業(yè)，壓力維持相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)，正常工況下注漿量達(dá)到4.5m3/h，除了采取自動(dòng)控制模式外，也可根據(jù)需求切換為人工手動(dòng)的模式[3]。保壓范圍具有可調(diào)性，壓力表的穩(wěn)定性較好，無(wú)指針異常波動(dòng)的現(xiàn)象，總量程1.6MPa，覆蓋了絕大部分壓漿施工場(chǎng)景。

智能壓漿施工的主要流程為：

1）安裝壓漿管閥使其精準(zhǔn)就位于壓漿孔內(nèi)，同時(shí)在上一管道壓漿孔處連接出漿孔管道。

2）完成水泥漿的配制作業(yè)后轉(zhuǎn)至儲(chǔ)漿罐內(nèi)，再進(jìn)入灌漿泵，該處打出漿體的濃度與灌漿泵內(nèi)的濃度保持一致時(shí)關(guān)閉灌漿泵，在此基礎(chǔ)上連接高壓橡膠管，使其與孔道的灌漿管穩(wěn)定對(duì)接，正式進(jìn)入管道壓漿施工環(huán)節(jié)。

3）開(kāi)啟灌漿閥連續(xù)灌漿，隨著灌漿壓力的提高，當(dāng)該值達(dá)到約0.5MPa 時(shí)暫停加壓，穩(wěn)壓3min，在該階段內(nèi)通過(guò)壓力作用完成排氣泌水，切實(shí)提高管道內(nèi)部漿液的密實(shí)性，若無(wú)誤則關(guān)閉灌漿泵及灌漿閥門(mén)。

4）壓漿作業(yè)落實(shí)到位后拆除壓漿管閥，封堵壓漿孔。

5）拆除管路，全面清理灌漿泵等相關(guān)裝置，以免漿液在其中凝結(jié)。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在橋梁工程的預(yù)制箱梁施工中，智能張拉壓漿技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)突出，作為一項(xiàng)新型技術(shù)，其解決了傳統(tǒng)方式下壓漿作業(yè)人力資源投入大、控制精度偏低、質(zhì)量欠佳、成本高等問(wèn)題，總體來(lái)看具有可行性，值得被推廣至預(yù)制箱梁施工中。