预制箱梁工程中的智能张拉及压浆施工技术研究

肖密涛，程 东

(中建八局第二建设有限公司，山东 济南 250014)

0 前 言

桥梁道路的发展建设对于完善我国城市交通网络和促进经济发展具有积极的作用。随着交通运输业不断发展，对道路桥梁的建设标准和要求也在不断提升，而优化改进当前的施工工艺和技术成为许多建筑企业重点关注的课题。智能张拉和压浆技术作为现代化的新型技术，不仅能够极大提升工程建设的速度，而且有利于节约工程造价，实现现代化工程技术的有效进步。

1 智能张拉及压浆施工技术相关概念

1.1 智能张拉技术原理分析

从技术层面来看，智能张拉技术属于当前一种较为复杂的智能化系统工程，集合多种技术于一体，具体涵盖了如信息化处理、计算机技术、传感器和无限传感器技术等。而构成其技术成分的主要设备和配件包括计算机主机、控制程序、智能液压千斤顶、智能数控液压泵站、高压油管、压力传感器等[1]。通过利用这个多功能的系统可以高效实现预制箱梁预应力张拉的智能化处理，让其处理程序和方法更加自动化、规范化，极大提升了预制箱梁预应力施工的质量和效率，具体如图1所示。

图1 智能张拉系统

在实际操作智能张拉系统开展施工作业时，必须严格遵循“张拉应力”和“伸长量”的控制原则，控制指标以应力为准，辅助措施利用伸长量为参考，分析收集其中的误差值并将其作为校正的指标。然后通过传感器测量钢绞线的伸长量、千斤顶的实际荷载等其他数据信息并上传到计算机主机。当计算机主机接收到数据信息后开始分析处理，然后通过传感器向张拉设备发送控制指令，从而实现对张拉设备加载速度和张拉力的实时管控。当然，智能张拉系统也可以利用预设控制程序的方式来自动化管控张拉设备，通过软件程序预设好相关的控制和修正参数，然后实现自动化的张拉作业。

1.2 智能压浆技术原理分析

箱梁施工作业中，预应力管道压浆密实程度会直接影响到箱梁的整体质量。对此，严格把控预应力管道中的压浆质量，此时利用智能化的压浆系统来控制后续压浆质量，保证作业的准确性，同时进一步提升工程结构的安全性、稳定性。构成智能压浆系统的主要设备和配件包括计算机主机、控制程序、材料储备仓、搅拌桶、储浆桶、压降泵、传感器等。

通过计算机主控系统来控制压浆作业，首先测量进入高速制浆机中的材料重量，通过高速电机搅拌浆料，搅拌作业结束之后启动低速储浆桶并缓慢开始低速搅拌，保证浆料保持良好状态。然后连接检测仪器，检查压浆管路系统状况，保证性能稳定后开启智能压浆程序。压浆过程中，通过循环压降排除管路中的冗余气体，同时消除一些其他对压浆作业产生不良影响的因素，最后在管路进出口两端的位置安装压力传感器，监测浆液压力信息并上传到计算机主机，经过分析处理进出口端的压力差值来确定管路内的浆液是否密实，并且通过数据结果合理调整压浆管路的流量、压力。

2 智能张拉施工的作业要点和应用分析

2.1 智能张拉的应用优势

1)智能张拉机的配置较为简单，只需要两台设备配合操控，降低了整体的施工操作难度，成本控制更加精准。

2)对应配套的智能控制系统目前已经较为成熟，系统运行稳定，而且施工作业进度高，基本可以全程顺利完成张拉作业。

3)智能张拉系统已经充分满足自动化施工的特点，由控制系统精准高效、控制速率，降低了人为操控时可能出现的失误，经过预应力张拉后得到的结果可靠性较高。

4)智能张拉系统可以根据具体的施工需要高精度控制千斤顶，保证预应力更加合理准确，对比传统的张拉方法，智能张拉中的误差可以控制到±1%以内。

2.2 智能张拉设备的应用特点

智能张拉设备突出了其智能化、自动化的概念，其按照预设的程序自动化完成张拉作业，并且实时控制预应力值和伸长量，进而保证两项指标的合计误差控制在工程误差许可范围之内。计算机主机的控制系统具有一对多的控制关系，单台计算机可以控制数台设备，进而高效完成协同作业。相比于传统的张拉作业，进一步提升了张拉的同步性。智能张拉施工作业前可以精确控制加载速率等重要指标，并且利用计算机控制监测程序来完整记录张拉作业期间所产生的数据信息，进而利用远程传感器和远程控制系统来完成大范围的控制。

2.3 智能张拉施工及操作要点

开展预制箱梁智能张拉施工需要遵循完整严谨的基本工艺和流程。

2.3.1 前期准备工作

1)检验箱梁梁体龄期和强度，梁体龄期和强度的数值信息应符合张拉作业的基本条件需求。然后清理和检验孔道，并检验进场的预应力钢绞线、检验限位板和张拉锚具与夹片等张拉材料工具，检查与校对相应的张拉设备，核对编号及相关参数，对施工人员进行专项技术交底，然后布置张拉控制站点等。

2)预应力钢绞线梳编以及穿束检查，以防止钢绞线在作业时发生缠绕而影响到张拉受力。

3)安装布设连接用的电缆和油管。

4)安装工作锚和限位板。

5)布置张拉千斤顶和控制线路。

6)布置工作锚和夹片、防护板支护。

7)对设备进行调试，准备开始张拉作业。

2.3.2 具体的操作要点

1)技术人员先进入到预应力智能张拉控制系统中，明确具体任务目标，然后根据具体的施工要求来设置相应的任务指令和基本参数。收集张拉桥梁的相应参数信息并且上传到后台数据库中，再依据梁型的具体参数来调整张拉的力值信息。通过对张拉任务操作，结合张拉桥梁的编号来具体确定每一梁的额定伸长量、张拉力的数据[2]。

2)启动钢绞线张拉作业前拍照保存现场的具体信息，张拉钢束启动后进一步确认钢绞线的张拉力数值、持荷时间等，保证数值准确后才能正式开始张拉作业。

3)实际张拉作业中，实时对其中发生的压力值、位移值还有千斤顶的运作状态进行监测，防止发生异常情况。

4)张拉控制预应力情况稳定之后，将钢绞线锚固，锚固作业的前后过程中禁止对其进行抖动或者敲击。

5)等待张拉任务完成之后，系统会自动保存此次的任务数据和各类参数运行情况，在下一次张拉作业开展前，技术人员认真检查各项数据连接线路，并且确认锚具、限位板位置是否正确。

6)张拉作业完成后及时关闭设备电源、拆卸锚具等作业设备，保管好智能张拉设备。

3 智能压浆施工作业的作业要点和控制分析

3.1 智能压浆施工工艺的基本流程

首先展开前期的准备工作，主要是审批和检验水泥浆配比，之后检查清洁孔道，调试各类相关压浆设备，验收压浆材料，并连通各类设备的管线，与技术人员做好技术交底工作，最后布置好压浆控制站点。前期准备工作完成之后接通电源、搅拌配料，设备参数和运行状态调试完毕后开始压浆施工作业。

3.2 具体的操作要点

1)进入到智能压浆控制系统中，调整浆料的进出口压力传感器数值，将其进行校零。然后设置浆料的搅拌速率、配比参数、压浆压力等参数。

2)待具体的参数设置完毕后，施工人员准备开始压浆作业，确定压浆的总质量即可开启压浆作业的循环启动。

3)压浆正式开启后先确定和检查管路系统，保证其没有运行异常和其他不良状况。待浆料的进出口流量和压力稳定后进行保压[3]。

4)进行压浆作业时，监管人员实时监察压浆机是否有异常情况。出现问题停机处理。

5)压浆任务完成之后，系统会保存相应的参数设置和运行数据，留作下次施工作业的依据参考。待开展下一次施工作业时，施工人员首先检查设备运行状态是否良好。

6)压浆作业完毕之后，清洗作业使用的高速和低速搅拌桶，关闭设备电源，保管好相应的设备仪器。

4 结束语

智能张拉和压浆施工技术的广泛应用解决了以往箱梁施工中的实际问题，提升了工程建设的质量和效率。本文结合实际的施工作业流程，重点探究分析了智能张拉和压浆施工的操作要点和流程，以期为相关工作者提供参考。

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