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【摘 要】 预应力在桥梁施工中的应用是相当普遍的，而且桥梁预应力的张拉和压浆施工技术是桥梁预应力中对工序质量控制的重要组成，对梁体的质量有很大的影响。本文分别对桥梁智能张拉及智能压浆施工技术的原理以及其中的问题进行分析，并且提出相应的措施对其进行浅析。
【关键词】 桥梁预应力；智能张拉；压浆；施工技术
引言：
常熟至嘉兴高速公路昆山至吴江段地域位于苏州东南，线路跨越澄湖、白蚬湖、太浦河等众多河流和湖泊，多采用预应力桥梁结构设计，预应力关乎桥梁的生命，在传统的桥梁施工中，预应力张拉与压浆技术由于依靠工人经验操作，难以掌控施工质量，且存在偷工减料、人为篡改数据的风险，这就给桥梁结构安全及耐久性留下了严重的安全隐患。而智能张拉系统具有施工操作便捷性和质量控制可靠性的显著特点，在预应力桥梁中得到了越来越广泛的应用。注浆工艺从传统的压力注浆工艺、广泛应用的真空注浆工艺，到目前新的智能注浆工艺也不断革新，为了对智能张拉系统、智能压浆有更加全面的认识，在介绍其工作原理的基础上，对其在实体工程中的应用效果进行了系统评价。利用现代科技成果改进传统的预应力张拉工艺是预应力施工中亟待解决的问题。
一、智能张拉系统的工作原理
系统的构成包括多个器件，主要包括压力传感器、程控主机、上拱度测量传感器等。而各个器件的组成，又较为复杂且具有其特定的原理。如主机来讲，其组成包括负责程控的专门软件、触摸屏及工业计算机，其监控的实现依赖于无线信号对前端控制器的控制。在其实际控制过程当中，以响应参数指令为依据，来对相应的测控指令进行控制，并作用于测控前端。这一作用是持续的，从而保障了整个控制过程的持续性。又如前端控制器的监测内容主要包括钢纹线回缩量、钢纹线伸长量和千斤顶工作拉力等，后将所得的监测数据向测控主机进行实时的传递。测控指令作用于主机，并以变频器工作参数为依据，来油泵电机的工作转速进行实时、精确地调控。这样一来，就能够精确、实时地对加载速度与张力进行控制。
二、智能压浆系统组成及工作原理
对于智能压浆系统来说，通常情况下是由系统主机、测控系统、循环压浆系统共同组成，浆液通过持续循环进而排除由预应力管道、制浆机、压浆泵组成的回路内的空气，同时消除引发压浆不密实的各种因素；在管道进、出浆口分别反馈给系统主机，供其进行分析判断。根据主机指令，测控系统对压力与流量进行调整，在施工技术规范要求下，保证预应力管道完成压浆过程，同时确保压浆饱满和密实，在一定的时间内，进出浆口压力差是否恒定是判断主机管道充盈的依据。
三、张拉系统
（一）张拉系统中的问题
第一，表读数误差同表标定误差间存在较大的差距。第二，在读数环节，压力表难以保持稳定性。且对张拉力大小的确定需通过换算来完成，直观的张拉力概念没有形成。第三，在控制加压的过程中，分辨率偏低。加之较大的操作误差，难以确保对张拉力的准确把握。第四，对于拉伸长值的测量较为缓慢，加之读数中较大误差的存在，难以确保准确、及时的信息传递。第五，在标定压力表、油泵等时，需要较多的次数，不能够保持标定结果的持续稳定。第六，人工来就施工记录进行填写，真实性不能保障。总的来讲，张拉工艺的传统形式不但有着偏高的误差率、较低的效率，且难以实现对张拉控制应力和张拉伸长值的双重控制，施工质量难以得到根本保障。
（二）智能张拉系统的优化
桥梁预应力智能张拉系统主要组成部分有：系统控制平台，智能张拉仪，智能千斤顶（见图1）。
在施工中，由于传统的预应力张拉工艺受到人为操作影响，而导致误差大，张拉过程不规范，难以控制张拉质量，给工程留下安全隐患。但是智能预应力张拉相对于其有较大改进。1.操作简单，自动检测故障在进行操作之前，首先需要将基本的张拉箱梁参数输入至计算机，包括孔道、梁型、梁号等，并对标值与量值进行核对与校正。在具体的操作过程当中，通过简单的按键操作，不需要专业技术人员的参与，就可自动地完成张拉过程。而按键操作对于人员的素质要求不高，一般的普工就可实施操作。在张拉过程当中，一些问题的存在是可能出现的，如因操作错误导致的超张拉力或超形成、传感器故障等，这些问题均会显示出来。而负责显示故障的就是故障提示系统，且如不将故障解决，就不能开机，这对于准确、安全的使用都是极大的保障。2.自动控制操作，规范张拉过程系统自动控制张拉过程是在计算机的参与下完成的，相比于传统工艺，没有了人为因素的影响，且能够对应力中的持荷时间、加载速度、停顿点控制等参数实施自动化的控制。张拉过程得以规范，预应力的标准化设计得到满足。3.对称同步张拉。对称同步张拉。在传统的张拉工艺中，两端对称张拉不同步，结构受力不均，给桥梁安全留下隐患；而智能张拉技术则实现了同时同步对称张拉，完全符合《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50-2011）中“各千斤顶之间同步张拉力的允许误差为2%左右”的要求。4.数据记录真实准确。在传统的张拉工艺中，人工记录数据，质量隐患容易被掩盖；而智能张拉工艺实现了质量管理和远程监控功能，张拉过程及张拉要素等记录真实准确，质量责任水久追溯。
四、压浆系统
（一）压浆系统中的问题
不能将管道内的空气完全排出，在管道内存在气室或空气仓。材料质量及用量控制不严，为增加浆液流动性，施工中往往采用加水的方式，使得泌水率过大，两者共同作用，便形成了钢绞线锈蚀的环境#真空辅助压浆在理论上是可以完全排出管道内的空气，但由于封锚效果不佳，无法建立真空度；孔道的两端高差较大时，孔道最高点顶部仍会出现空洞；当孔道有倾角时，在倾角处浆液会产生先流現象。所以说，真空辅助压浆难以从根本上解决注浆的密实度问题。
（二）智能压浆技术的优化
采用大循环智能压浆技术，其灌浆过程由计算机实现精准控制，受人为、环境因素影响低，具有传统技术无可比拟的技术优势。1.浆液实现持续循环，可有效排除管内空气及杂质。管道内浆液从出浆口流至储浆桶，再从进浆口进入管道，形成的大循环回路使得浆液在管道内持续循环，通过调整压力和流量，使得管道内空气和杂质通过出浆口和钢绞线丝间空隙完全排出。2.准确调整和保持压力，实现流量调节。使用智能压浆技术，实现了实时自动测量并调整管道压力，使得管内压力损失后管道内仍具有满足规范要求的最低压力值；在稳压期间不间断的补充浆液进入孔道，保证压浆效果，提高压浆密实度；通过进、出浆口位置的压力差来判断管道的充盈度；通过进出口调竹阀对流量和压力人小进行调节。3.准确控制水胶比。在整个压浆过程中，由计算机精准控制，保证可按施工要求的配合比数量自动加水，准确调整加水量，从而保证水胶比符合规范中“浆液水胶比宜为0.26～0.28”这一要求。4.一次压注双孔，提高工效。在整个压浆过程中，实现了双孔同时进行压浆作业，将浆液从位置较低的一孔压入，从位置较高的一孔压出回流至储浆桶，既节约约劳动力，又可提高工作效率。
五、结束语
预应力智能张拉和压浆技术有力的保证了预应力张拉施工质量以及管道压浆密实度和传统张拉及压浆工艺相比。推广和应用桥梁预应力智能拉张与压浆技术共同作用，保证桥梁结构形成牢固有效的预应力体系，对于保证桥梁结构安全和耐久性，有利于降低桥梁结构全寿命周期成本，节约社会资源，具有很好的经济和社会效益。
参考文献：
[1]孟泽彬.桥梁预应力智能张拉与压浆技术研究[J].山西建筑，2013.
[2]张瑞斌.谈公路桥梁预应力智能张拉施工技术[J].山西建筑，2013.
[3]李良峰.预应力智能张拉法在公路桥梁建设中的应用[J].中华民居（下旬刊），2013.
【关键词】 桥梁预应力；智能张拉；压浆；施工技术
引言：
常熟至嘉兴高速公路昆山至吴江段地域位于苏州东南，线路跨越澄湖、白蚬湖、太浦河等众多河流和湖泊，多采用预应力桥梁结构设计，预应力关乎桥梁的生命，在传统的桥梁施工中，预应力张拉与压浆技术由于依靠工人经验操作，难以掌控施工质量，且存在偷工减料、人为篡改数据的风险，这就给桥梁结构安全及耐久性留下了严重的安全隐患。而智能张拉系统具有施工操作便捷性和质量控制可靠性的显著特点，在预应力桥梁中得到了越来越广泛的应用。注浆工艺从传统的压力注浆工艺、广泛应用的真空注浆工艺，到目前新的智能注浆工艺也不断革新，为了对智能张拉系统、智能压浆有更加全面的认识，在介绍其工作原理的基础上，对其在实体工程中的应用效果进行了系统评价。利用现代科技成果改进传统的预应力张拉工艺是预应力施工中亟待解决的问题。
一、智能张拉系统的工作原理
系统的构成包括多个器件，主要包括压力传感器、程控主机、上拱度测量传感器等。而各个器件的组成，又较为复杂且具有其特定的原理。如主机来讲，其组成包括负责程控的专门软件、触摸屏及工业计算机，其监控的实现依赖于无线信号对前端控制器的控制。在其实际控制过程当中，以响应参数指令为依据，来对相应的测控指令进行控制，并作用于测控前端。这一作用是持续的，从而保障了整个控制过程的持续性。又如前端控制器的监测内容主要包括钢纹线回缩量、钢纹线伸长量和千斤顶工作拉力等，后将所得的监测数据向测控主机进行实时的传递。测控指令作用于主机，并以变频器工作参数为依据，来油泵电机的工作转速进行实时、精确地调控。这样一来，就能够精确、实时地对加载速度与张力进行控制。
二、智能压浆系统组成及工作原理
对于智能压浆系统来说，通常情况下是由系统主机、测控系统、循环压浆系统共同组成，浆液通过持续循环进而排除由预应力管道、制浆机、压浆泵组成的回路内的空气，同时消除引发压浆不密实的各种因素；在管道进、出浆口分别反馈给系统主机，供其进行分析判断。根据主机指令，测控系统对压力与流量进行调整，在施工技术规范要求下，保证预应力管道完成压浆过程，同时确保压浆饱满和密实，在一定的时间内，进出浆口压力差是否恒定是判断主机管道充盈的依据。
三、张拉系统
（一）张拉系统中的问题
第一，表读数误差同表标定误差间存在较大的差距。第二，在读数环节，压力表难以保持稳定性。且对张拉力大小的确定需通过换算来完成，直观的张拉力概念没有形成。第三，在控制加压的过程中，分辨率偏低。加之较大的操作误差，难以确保对张拉力的准确把握。第四，对于拉伸长值的测量较为缓慢，加之读数中较大误差的存在，难以确保准确、及时的信息传递。第五，在标定压力表、油泵等时，需要较多的次数，不能够保持标定结果的持续稳定。第六，人工来就施工记录进行填写，真实性不能保障。总的来讲，张拉工艺的传统形式不但有着偏高的误差率、较低的效率，且难以实现对张拉控制应力和张拉伸长值的双重控制，施工质量难以得到根本保障。
（二）智能张拉系统的优化
桥梁预应力智能张拉系统主要组成部分有：系统控制平台，智能张拉仪，智能千斤顶（见图1）。
在施工中，由于传统的预应力张拉工艺受到人为操作影响，而导致误差大，张拉过程不规范，难以控制张拉质量，给工程留下安全隐患。但是智能预应力张拉相对于其有较大改进。1.操作简单，自动检测故障在进行操作之前，首先需要将基本的张拉箱梁参数输入至计算机，包括孔道、梁型、梁号等，并对标值与量值进行核对与校正。在具体的操作过程当中，通过简单的按键操作，不需要专业技术人员的参与，就可自动地完成张拉过程。而按键操作对于人员的素质要求不高，一般的普工就可实施操作。在张拉过程当中，一些问题的存在是可能出现的，如因操作错误导致的超张拉力或超形成、传感器故障等，这些问题均会显示出来。而负责显示故障的就是故障提示系统，且如不将故障解决，就不能开机，这对于准确、安全的使用都是极大的保障。2.自动控制操作，规范张拉过程系统自动控制张拉过程是在计算机的参与下完成的，相比于传统工艺，没有了人为因素的影响，且能够对应力中的持荷时间、加载速度、停顿点控制等参数实施自动化的控制。张拉过程得以规范，预应力的标准化设计得到满足。3.对称同步张拉。对称同步张拉。在传统的张拉工艺中，两端对称张拉不同步，结构受力不均，给桥梁安全留下隐患；而智能张拉技术则实现了同时同步对称张拉，完全符合《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50-2011）中“各千斤顶之间同步张拉力的允许误差为2%左右”的要求。4.数据记录真实准确。在传统的张拉工艺中，人工记录数据，质量隐患容易被掩盖；而智能张拉工艺实现了质量管理和远程监控功能，张拉过程及张拉要素等记录真实准确，质量责任水久追溯。
四、压浆系统
（一）压浆系统中的问题
不能将管道内的空气完全排出，在管道内存在气室或空气仓。材料质量及用量控制不严，为增加浆液流动性，施工中往往采用加水的方式，使得泌水率过大，两者共同作用，便形成了钢绞线锈蚀的环境#真空辅助压浆在理论上是可以完全排出管道内的空气，但由于封锚效果不佳，无法建立真空度；孔道的两端高差较大时，孔道最高点顶部仍会出现空洞；当孔道有倾角时，在倾角处浆液会产生先流現象。所以说，真空辅助压浆难以从根本上解决注浆的密实度问题。
（二）智能压浆技术的优化
采用大循环智能压浆技术，其灌浆过程由计算机实现精准控制，受人为、环境因素影响低，具有传统技术无可比拟的技术优势。1.浆液实现持续循环，可有效排除管内空气及杂质。管道内浆液从出浆口流至储浆桶，再从进浆口进入管道，形成的大循环回路使得浆液在管道内持续循环，通过调整压力和流量，使得管道内空气和杂质通过出浆口和钢绞线丝间空隙完全排出。2.准确调整和保持压力，实现流量调节。使用智能压浆技术，实现了实时自动测量并调整管道压力，使得管内压力损失后管道内仍具有满足规范要求的最低压力值；在稳压期间不间断的补充浆液进入孔道，保证压浆效果，提高压浆密实度；通过进、出浆口位置的压力差来判断管道的充盈度；通过进出口调竹阀对流量和压力人小进行调节。3.准确控制水胶比。在整个压浆过程中，由计算机精准控制，保证可按施工要求的配合比数量自动加水，准确调整加水量，从而保证水胶比符合规范中“浆液水胶比宜为0.26～0.28”这一要求。4.一次压注双孔，提高工效。在整个压浆过程中，实现了双孔同时进行压浆作业，将浆液从位置较低的一孔压入，从位置较高的一孔压出回流至储浆桶，既节约约劳动力，又可提高工作效率。
五、结束语
预应力智能张拉和压浆技术有力的保证了预应力张拉施工质量以及管道压浆密实度和传统张拉及压浆工艺相比。推广和应用桥梁预应力智能拉张与压浆技术共同作用，保证桥梁结构形成牢固有效的预应力体系，对于保证桥梁结构安全和耐久性，有利于降低桥梁结构全寿命周期成本，节约社会资源，具有很好的经济和社会效益。
参考文献：
[1]孟泽彬.桥梁预应力智能张拉与压浆技术研究[J].山西建筑，2013.
[2]张瑞斌.谈公路桥梁预应力智能张拉施工技术[J].山西建筑，2013.
[3]李良峰.预应力智能张拉法在公路桥梁建设中的应用[J].中华民居（下旬刊），2013.