浅谈现浇箱梁预应力智能张拉施工技术
时间：2023-03-10 10:40:06 来源：千叶帆 本文已影响人
洪永欣
（福建砼路工程建设有限公司，福建 厦门 361000）
在我国经济的发展中，特别是随着城市交通日益发达，对桥梁施工过程中桥梁外观要求、施工质量、各项技术及效率提出更高的标准。预应力张拉施工在桥梁工程中能够保证桥梁的在荷载作用下受力安全，而智能张拉施工工艺主要在预应力张拉时通过计算机软件进行控制以及指导，可以大幅降低人工失误率与工程建设成本，提高常能效率，同时有效确保了预应力的施加。因此，分析现浇箱梁预应力智能张拉技术有着重要的意义。
本工程为厦门海沧隧道本岛端接线工程，起始点为海沧隧道出口端，上跨粮食专用线至枋钟路。该交通枢纽项目主要是为厦门第二西通道、第二东通道及成功大道提供交通转换，主要工程有新建主线桥1 座、5 座匝道桥及拆除2 座匝道桥，项目位置如图1 所示。
图1 项目位置
本工程主线桥左右幅 1～2、5、7～9 联为标准单箱双室梁，3～4 联为加宽渐变段，为单箱4 室过渡段加宽，梁高全部为1.8 m，其同第6 联钢箱梁之间衔接的位置逐渐从1.8 m 转变为2.0 m，腹板的厚度范围是0.45～0.65 m，翼缘板长度、端部厚度以及根部厚度分别为2.5 m、0.18 m 和0.5 m。跨径分别为28 m、30 m、35 m。其中，单箱两室断面如图2 所示。
图2 单箱两室断面
2.1 工艺流程简述
为确保在整体现浇箱梁预应力智能张拉过程中形成更为良好的施工效果，需要先明确相应的工艺流程，了解张拉施工过程的具体内容，才能够为后续施工作业做好充足准备。在张拉施工整体过程中，各种工具设备的安装搭建是最基础的。首先，需要正确安装工作锚，保障其在施工中达到良好的应用效果，并在其中穿入钢绞线安装夹片，从而使工作锚具与锚垫之间形成紧密衔接的效果，保障后续张拉施工质量。其次，使限位板与工作锚之间处于紧密贴合状态，避免在后续现浇箱梁时，由于出现缝隙造成水泥渗漏。最后，搭设千斤顶支架，随后起吊千斤顶，并在其中穿入钢绞线，使千斤顶与限位板二者处于相对统一的高度状态，随后以准确的接口位置确保与限位板进行有效的对接安装[1]。
2.2 智能张拉准备
现浇箱梁预应力智能张拉设计是施工建设中重要的环节，对桥梁工程施工建设有着重要影响。本文列举的工程案例就主要采取以下方式对现浇箱梁预应力进行智能施工设计[2]。
开展智能张拉施工，首先，需要应用智能系统，借助计算机网络使用专业应用软件，完成施工程序的设定，包括统计箱梁有关参数内容，使用计算机信息技术计算桥梁工程相关参数与统计设备型号。其次，建立完全的数据库，对其中涉及的波纹管、钢绞线以及钢筋等各项信息进行整合，对数量、长度、种类以及编号等进行智能化设定。在智能张拉系统中完成有关施工参数的设计，对张拉应力条件以及梁型等进行科学合理的分析，从而可以借助数据进行参考，便于后续施工获取更为有效且具有应用价值的信息内容。合理设置施工所需的箱梁张拉力以及伸长量，并对梁片信息数据进行界定。图3 为智能张拉技术的运行原理。
图3 智能张拉技术的运行原理
通过控制智能张拉系统与泵站进行配合，使用千斤顶完成张拉处理，并及时检验张拉过程中锚杆以及锚件的状态表现。借助智能计算机完成张拉施工，可以有效降低人力成本投入，与此同时，也能够达到更为精准且有效的施工操作。在施工过程中，通过对各项参数的自动设定以及全过程跟踪整合，对施工各项信息内容进行全面监测，确保在每一施工环节对应任务点进行拍照记录，可以使张拉力筋在施工中处于良好工作状态。在应用过程中，专业技术人员观察智能张拉机显示器数值，并对预应力与拉力系数进行计算与登记。感受到张拉系统启动运转之后，需要借助智能张拉系统对其参数位置进行观测，使用数字技术对桥梁进行建模处理，确保达到稳定状态后开展相应的锚固工作，则能够完成有效的预应力智能张拉施工。
图4 为本工程更换智能张拉系统后所生成的应力参数与前期人工张拉应力的对比。
图4 张拉应力对比
另外在桥梁施工准备中，应优化设计现浇箱梁预应力智能压浆设备，技术人员可通过仪表系数对浆料配比系数进行控制。在此过程中，需要对管线线路进行安全检查，保证其运行状态稳定，对压力的精准控制也极其重要。由于智能设备操作方式较为简单，机器设备采取自动放料与上水操作，能减轻技术人员的工作压力，对现浇箱梁预应力智能张拉设计极为有效[3]。
2.3 施工关键点
2.3.1 波纹管施工
根据对以往箱梁预应力张拉施工的工艺流程的研究判断，其首要环节是完成波纹管的安装定位。具体施工流程如下：①加工波纹管，根据施工图的相关内容完成波纹管的安装。②实施必要的固定处理，由于波纹管在该施工环节中的特殊性要求，要使用定位钢筋对其进行加固，否则将会影响后续施工的可行性。③完成波纹管施工环节之后，需要使用聚氯乙烯（polyvinyl chloride, PVC）塑料套管进行二次加工处理[4]。
要求根据不同工程内容，结合本工程的实际状况，按照设计图纸中的内容，严格实施标准化操作，利用钢筋对波纹管进行固定，否则将会引发波纹管在后续施工中出现位移等变化问题，造成与钢筋的冲突。若需移动钢筋位置，则需确保波纹管始终处于稳定状态，避免对钢筋造成影响，且稍微改动设计图纸，避免与原始设计图之间出现不符问题。同时，由于现浇箱梁的施工特性，需要使用混凝土进行浇筑，为了避免对波纹管造成影响，需要同步使用PVC 管道进行重叠安装设计，进而确保PVC 管对波纹管起到一定的保护作用，并在波纹管管道内部也形成良好的防护效果。
2.3.2 钢绞线施工
在钢绞线穿束施工环节，需要做好防缠绕处理，为确保更好的施工效果，需要对钢绞线进行梳理，避免钢绞线之间存在差异性的张拉力参数状态。与此同时，所使用的千斤顶要标注张拉力参数，需要尽可能适应钢绞线的张拉数量，确保二者处于相一致的状态，才能够顺利完成智能张拉施工。由于使用智能张拉系统，需要对相应参数进行适应性智能设定，若发现千斤顶张拉力与实际钢绞线的张拉力之间出现参数不符的问题，则会导致无法启动智能张拉设备开展相应的施工。
2.4 管道压浆及封锚
梁体压浆均采用智能循环压浆，智能压浆设备如图5 所示，压浆采用专用管道压浆料。使用智能张拉设备完成全部张拉后，及时进行孔道压浆。在正式进行压浆之前，工作人员需要通过高压水枪彻底将存在于管道中的杂质清除，并对钢绞线实施全面检查，确保其不存在滑丝以及断丝等问题，随后才能够进行压浆操作，智能压浆机压浆如图6 所示。
图5 智能压浆设备
图6 智能压浆机压浆
压浆后，将梁端冲洗干净，进行凿毛，焊接封端钢筋，立封端模板，浇筑与箱梁体同等强度的封端混凝土，最后做好混凝土浇筑、养护工作。
厦门海沧隧道本岛端接线工程应用现浇箱梁预应力智能张拉施工技术，预应力施工采用一个电脑主机控制4 个千斤顶方案，从左右腹板钢绞线纵向对称张拉平衡，预应力施加更稳定，缩短了整联的张拉时间，可以提前压浆，压浆采用智能压浆机，从而能有效预防预应力因施工时间过长造成的损失。
现代城市高速发展，要求提高桥梁的施工总体质量，提高桥梁安全性和整体美观效果，完善施工标准。智能张拉施工技术运用越来越广泛，使得桥梁工程施工的规范化成为可能，智能张拉施工预应力的质量将会取得质的飞跃，从而将大幅提高城市桥梁的施工质量,延长桥梁使用寿命。
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