智能张拉与循环压浆技术在鸭绿江桥上的应用及其温度适应性研究

李君　郑惟仁

【摘要】考虑到传统张拉和压浆技术的不足，依托鸭绿江大桥引桥预应力施工进行了智能张拉和循环压浆技术的应用及其温度适应性研究。应用和研究结果表明：预应力智能张拉和循环压浆技术在该地区具有一定的温度适应性，低温影响张拉和压浆质量，在合适的温度范围内张拉和压浆应用效果良好，具有一定的推广意义。

【关键词】预应力智能张拉；循环压浆；鸭绿江大桥；应用

1.引言

预应力张拉和压浆是保证预应力结构质量的关键环节[1]-[2]。传统的张拉和压浆技术由于人为因素影响，预应力有效值和压浆质量不能得到保证[3]。随着预应力技术的研究和发展，智能张拉和压浆技术逐渐成熟，并且得到了一定的推广和运用[4]。本文以湖南联智桥隧技术有限公司自主研发的智能张拉和压浆成套技术为基础，进行智能张拉和压浆技术在鸭绿江桥上的应用，同时初步探索温度对张拉和压浆有关技术指标影响，解决该项技术与地域环境适应性问题，提高该区域桥梁预应力张拉和压浆质量。

2.工程概况

中朝鸭绿江界河公路大桥为双塔斜拉桥，长3030.4米；两侧预留2米观光、检查和维修的人行道，主桥全宽为28.5米（不含布索区），引桥全宽为2×13.75米；主跨径636米，满足双向通航398米，净高30.5米。桥梁设计荷载采用公路—Ⅰ级。正桥采用桥孔布置86+229+636+229+86m的五跨双塔双索面钢箱梁斜拉桥，结构体系为五跨连续半漂浮体系。主跨636米的双塔双索面钢箱梁斜拉桥为东北地区跨度最大的斜拉桥。

该桥的桥塔及引桥均為预应力混凝土结构，它的核心即是预应力体系。为了确保该桥的工程质量，在桥梁的预应力张拉和压浆施工中全部采用由湖南联智桥隧技术有限公司自主研发的预应力智能张拉和压浆成套技术，并对该技术进行环境适应性研究。

3.预应力智能张拉与循环智能压浆成套技术工作原理

3.1预应力智能张拉技术工作原理

预应力智能张拉技术的核心是利用电脑控制系统控制整个张拉过程。张拉过程中严格按照规定的张拉力值进行张拉，通过对应力和伸长量进行“双控”，实时传递张拉数据，保证了张拉力值的准确性。具体的张拉控制系统如图1，控制原理如图2所示。

3.2循环智能压浆技术工作原理

循环智能压浆技术的核心是利用计算机控制材料的水胶比、灌浆压力和持压时间来控

制压浆技术参数。循环智能压浆技术结构图如图3所示，循环智能压浆工作原理图如图4所示。

3.3成套技术的应用情况

从2012年7月起，中朝鸭绿江大桥开始使用该成套技术，截止目前为止，中方引桥部分已完成440孔预应力孔道张拉压浆。主桥桥塔第一道横梁预应力已张拉完成，环向预应力靠近朝方已张拉260孔，靠中方已张拉230孔。目前，所有张拉压浆设备均运转正常。

统计440孔成套技术运用情况，以张拉控制力是否合格按记录的实际张拉力与张拉目标值进行比较，误差在±1.5%以内为合格；伸长值是否合格按实际张拉伸长值与理论计算值进行比较，误差在±6%以内为合格；持荷时间统计时达到规范要求的持荷时间为合格；水胶比在0.26～0.28之间为合格；压浆压力在0.3～0.7MPa为合格；持压时间3～5Min为合格。统计情况见表1。

从上表中可以看出，预应力张拉控制方面张拉控制应力精度100%合格；伸长量的合格率为94.8%，不合格孔数23孔，主要原因是张拉控制程序中没有设置专门的单端张拉工艺，采用特殊张拉方式进行张拉在张拉力方面没有问题，但是进行伸长量计算时计算公式不对，后经产家技术人员改进后此问题得以解决；持荷时间合格率达到99.5%，有两孔不合格，主要是持荷的时候出现断电，故持荷时间没有得以保证。

压浆质量控制方面，水胶比合格率为95.5%，有20孔没有记录，因冬季施工，环境温度过低，将设备自动加水的水泵冻坏，加水为人工称量加水；压浆压力合格率为94.5%，有24孔不合格，其中5孔是因为孔道漏浆未进行调压，11孔是因为设备的压力传感器损坏未准确监测到压浆压力，8孔是因为设备清洗不到位，管路堵塞致使检测的压力不准所致；持压时间合格率为92.7%，共32孔，其中24孔是因为系统未给出准确的压力值所致，余下8孔是在压浆过程中出现断电、漏浆所致。可见，预应力智能张拉与循环智能压浆技术和设备在中朝鸭绿江大桥上的应用，总体情况较好，很好的保证了预应力张拉与压浆的施工质量。

3.4成套技术的适应性研究

本文对不同气温下的智能张拉和压浆设备进行了气温适应性研究。在研究时以温度变化为研究变量，研究不同温度下，张拉和压浆机械的运转稳定性能（以出现张拉或者压浆机械故障为标准，如张拉进油、回油不稳定、张拉滑丝等故障）、压浆浆液的流动性、泌水性。现在实验中设置了一片箱梁10孔作为长期智能张拉和压浆基础实验研究，温度为一天当中实验时间段内温度值。

由表2可知，各个研究参数均受温度影响，当温度大于0℃时，浆液流动度和泌水率均能够满足压浆规范要求，张拉和压浆设备机械运转故障次数为0。但是当温度在-5℃时，浆液流动度和泌水率均超标，因而压浆质量得不到保证。而且出现张拉和压浆设备故障。可见，张拉和压浆成套设备对具有一定的温度适应性。在工程实际中需要控制好温度对张拉和压浆各项指标的影响，采用合理的措施，减少温度的影响。

4、结语

本文的基本结论如下：

（1）智能张拉和压浆循环智能压浆技术总体应用效果良好，提高了鸭绿江大桥预应力张拉和压浆质量，进而可以进行全线路段的智能张拉和压浆技术的推广。（2）智能张拉和压浆技术对温度具有一定的适应性，当温度在-5℃，浆液流动度和泌水率达不到规定要求，使得张拉和压浆质量将得不到保证。

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[J].交通科技与经济，2007，9（2）： 23-24.

[2]赵治国.后张法预应力砼桥梁施工技术应用研究[D].东北石油大学，2012.

[3]吕凤飞.预应力孔道真空压浆技术的实际应用[J].西部探矿工程，2005，17（B07）：351-352.