罗谦 彭飞

摘 要：面向目前工程领域的预应力桥梁质量隐患问题，本文详细介绍了预应力智能张拉系统、桥梁预应力智能压浆系统，结合在后张法预应力工艺中的应用情况，从推广该项技术的角度较详细的介绍其施工控制，并以沪昆高铁新晃进站公路B1合同段沙湾大桥为例说明了施工实践流程，可供类似工程参考。

关键词：T梁;预应力;智能张拉、压浆;施工控制

中图分类号：U445.4 文献标识码：A

0 引言

桥梁承载着重要的交通功能，结合我国桥梁工程的实际施工及使用现状可知，桥梁结构易出现结构变形，开裂等问题[1]。大量在役的预应力桥梁调查和检测结果表明，相当部分的预应力桥梁质量隐患来源于预应力张拉施工不规范、压浆不饱满和缺乏有效的质量控制手段。传统的预应力张拉控制方法由于受到监测手段的限制，其同步精度根本无法保证。张拉中停顿时间不充分，使得预应力筋回缩、锚具变形等原因引起的预应力损失十分大，严重影响有效预应力的建立。如何严格控制有效预应力的大小及其不均匀度，确保桥梁预应力张拉施工质量符合设计和规范要求，是解决当前因施工不当而造成桥梁预应力病害问题的最有效、最直接的方法，具有重大的现实意义。本文依托沪昆高铁新晃进站公路B1标段沙湾大桥工程，实行桥梁预应力智能张拉、压浆施工技术，对预应力张拉、压浆实时全程跟踪、智能控制、及时纠错。基本上消除了人工张拉中测量精度较低，容易引发人员伤害安全事故存在的问题，压浆不饱满、减少环境与人为等因素的影响，切实有效的控制锚下预应力的大小，改进施工工艺和规范张拉过程，提高预应力施工质量，保证了桥梁结构安全和耐久性，降低了桥梁全寿命周期成本。

1 工程概况

沙湾大桥属沪昆高铁新晃进站公路，中心桩号K0+395，桥长447.34 m，本桥上部为6*30+5*40+2*30后张预应力砼简支T梁构造，T梁共104片，桥面净宽15 m+2×2（人行道），T梁梁高2 m～2.5 m。预应力采用底松驰高强钢绞线，抗拉标准值1 860 MPa，张拉控制应力0.75ƒpk，单股张拉控制力193.9 kN。预应力钢束编号为N1～N5，根数分别为内主梁8、7、7、7、8根，外主梁9、8、8、8、8根，张拉顺序为100%N1→100%N2→100%N5、第二次张拉100N3→100%N4，张拉时两端对称、均匀张拉，采用张拉力和引伸量双控。

2 理论与技术基础

2.1 智能张拉系统

桥梁预应力张拉智能控制系统主要组成部分有：智能张拉系统平台、智能张拉仪和专用千斤顶组成。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，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、张拉申核等张拉过程控制，核心是在预应力张拉控制和施工技术总结的基础上，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[2]，图1为双束张拉系统示意图。

施工单位根据系统预先设定的不同账号、角色和使用权限，通过智能张拉系统平台，输入申请张拉的梁板编号，即可提取張拉要素，在填写相关信息之后，提交张拉申请，系统将通过计算系统自动计算张拉力和伸长值控制值，一切张拉准备就绪，经由监理单位审核批准后，施工单位启动“张拉施工控制”智能张拉系统平台界面。由智能张拉系统输出液压油量控制信息，通过专用千斤顶液压终端来达到智能控制张拉的目的。张拉完成后数据自动上传，通过智能张拉平台系统，施工单位、监理、业主可以根据预先设定的用户权限登录平台系统，对整个张拉进度、延伸率、起拱度等过程进行全面控制了解。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，还可原张拉过程，积累工程经验。同时，该智能张拉系统与传统张拉方式相比，能够使业主、监理、施工单位、检测单位在同一个平台上进行交互，而交互的媒介是通过互联网，因而突破了地域的限制，实现质量管理的严密性[3]。

2.2 桥梁预应力智能压浆系统

循环智能压浆系统由制浆系统、压浆系统、测控系统、循环回路系统组成。浆液在由预应力管道、制浆机、压浆泵组成的回路内持续循环以排净管道内空气，及时发现管道堵塞等情况，并通过加大压力进行冲孔，排出杂质，消除致压浆不密实的因素[4]。智能压浆系统具有施工操作便捷和质量控制可靠的显著特点，在预应力桥梁施工中得到了越来越广泛的应用。

在管道进、出浆口分别设置精密传感器实时监测压力，并实时反馈给系统主机进行分析判断，测控系统根据主机指令进行压力的调整，保证预应力管道在施工技术规范要求的浆液质量、压力大小、稳压时间等重要指标约束下完成压浆过程，确保压浆饱满和密实。主机判断管道充盈的依据为进出浆口压力差在一定的时间内是否保持恒定。

系统将高速制浆机、储浆桶、进浆测控仪、返浆测控仪、压浆泵集成于一体，现场使用只须将进浆管、返浆管与预应力管道对接，无需增加管道长度，即可进行压浆施工。操作十分简单，利于推广。

3 智能张拉施工工艺

3.1 张拉设备安装

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，其检验结果符合质量标准要求方可进行张拉。经平台系统监理单位审核批准后，张拉控制系统才能启动。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：

（1）安装限位板，限位板有止口与锚板定位;

（2）安装专用千斤顶，千斤顶止口应对准限位板;

（3）安装工具锚，应与前端张拉端锚具对正，使孔位排列一致，不得使钢绞线在千斤顶的穿心孔发生交叉，以免张拉时出现失锚事故，工具锚夹片均匀涂退锚灵;

（4）连千斤顶油管，接油表，接油泵电源;

（5）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。

3.2 智能张拉

（1）启动张拉智能平台系统后，现场操作人员、监理员现场摄像，由现场操作人员启动张拉程序;

智能张拉平台系统发出信号，传递给智能张拉仪张拉系统，通过张拉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;

（2）油泵供油给千斤顶张拉油缸，按四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%、50%、100%;

（3）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;

（4）张拉时，通过智能张拉系统平台和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;

（5）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。

4 结束语

通过在沪昆高铁新晃进站公路B1标段沙湾大桥共104片T梁施工中，推广运用T梁预应力智能张拉、压浆施工工艺及施工控制方案，从已完工的104片梁板张拉、压浆数据结果显示，施工效果明显，最高延伸量误差在3%以内，实际伸长量与理论伸长量相差不到1 mm。基本杜绝了人工对张拉施工的影响，保证了桥梁预应力的质量，压浆完成后24小时检查压浆口均非常饱满，杜绝了传统压浆的一般病害。

参考文献：

[1]王丹.智能张拉和智能压浆系统在桥梁建设中的运用分析[J].江西建材，2017（12）：182.

[2]廖满平，丁学正，温向峰.公路预制箱梁预应力智能张拉及压浆施工技术[J].施工技术，2016（1）：343-346.

[3]宗爱荣.桥梁工程施工中预应力管道压浆工艺控制[J].科学家，2017（17）：180-181.

[4]郭瑞军.预应力智能张拉仪在公路工程中的应用[J].山西建筑，2014（14）：217-218.