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【摘要】大量预应力桥梁调查和检测证明，预应力桥梁质量隐患主要原因是预应力张拉施工工艺不规范和缺乏有效的压浆质量控制手段，管道压浆不密实，导致预应力筋锈蚀、梁板承受荷载能力下降、桥梁安全系数降低严重。本文就如何使梁板预应力管道压浆质量得以大幅提升，提供智能大循环压浆工艺如下。
【关键词】桥梁；上部机构；预应力；压浆；分析
Analysis of the principle of the bridge prestressed beam plate intelligent large circulation grouting system
Li Yan-an
（Shandong Huayuan Highway Survey and Design Co.， LtdWeifangShandong261041）
【Abstract】Shows that large prestressed bridge investigation and testing， the main reason is the quality problems of prestressed bridge prestressing construction technology and lacking of effective grouting quality control means， pipe grouting is not dense， resulting in corrosion， prestressed beam slab load bearing capacity decreased， bridge safety coefficient decreased seriously. In this paper， how to improve the quality of the grouting of the prestressed concrete beam and plate can be greatly improved.
【Key words】Bridge；Superstructure；Prestressed；Grouting mechanism；Analysis
1. 引言桥梁结构耐久性是影响桥梁安全、结构寿命的关键因素，上部结构的提前损坏，如出现早期下挠、开裂等病害，以及桥梁安全事故发生，是国内交通行业日益关注的问题。大量预应力桥梁调查和检测证明，预应力桥梁质量隐患主要原因是预应力张拉施工工艺不规范和缺乏有效的压浆质量控制手段，管道压浆不密实，导致预应力筋锈蚀、梁板承受荷载能力下降、桥梁安全系数降低严重。本文就如何使梁板预应力管道压浆质量得以大幅提升，提供智能大循环压浆工艺如下。
2. 技术原理系统由系统主机、测控系統、循环压浆系统组成。水泥浆液在由预应力管道、制浆机、压浆泵组成的回路中持续循环以排净管道内空气，及时发现管道堵塞，加大压力进行冲孔，排出杂质，消除导致压浆不密实的因素。在管道进出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的要求的浆液质量、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压力差在一定的时间内是否保持恒定。在预应力混凝土张拉完成后，采用快硬砂浆或快硬水泥对端头预应力筋与锚具间缝隙进行封堵时布置施工设备及机具。准备工作完成后，启动压浆系统进行压浆作业。
2.1智能压浆台车构成。
（1）高速制浆机。此设备将成品压浆料和水进行高速搅拌，制作可用于压浆用的浆液，其转速为1420r/min，叶片线速度大于10m/s。
（2）低速储浆桶。浆液在高速桶内配置好以后导流至此桶内低速搅拌（转速85 r/min）储存，以保持流动度和不因发热而改变性能（浆液一直处于高速搅拌状态则易发热导致水泥浆性能改变）。
（3）灰浆泵。此为动力输出装置，将低速储浆桶内浆液加压并输送至预应力管道内。
（4）水胶比测试仪用于测量搅拌桶内浆液的密度与水胶比。
（5）进浆测控仪。此设备包括压力测量装置、流量测量装置、进浆溢流阀，能准确测量管路中浆液的压力和流量，控制浆液的流向。
（6）返浆测控仪。此设备包括压力测量装置、流量测量装置、返浆阀、调压阀，能准确测量管路中浆液的压力和流量，进行系统的自动调压。
2.2设备无线连接。该系统采用局域网连接计算机与智能压浆台车，性能可靠，有效控制距离为200m。
2.3高压橡胶管。该设备为浆体的流动提供管路。需要现场连接的管路有吸浆管、进浆管、两孔对接管，可承受最大压力8MPa。
2.4系统特点。
（1）实时监测水胶比。系统水胶比测试仪实时检测浆液水胶比，当浆液水胶比超过规范要求时及时给出警示信息，浆液水胶比宜为0.26～0.28。
（2）精确控制压力。系统通过每次压浆时，实测管道压力损失，以出浆口满足规范最低压力值，满足沿途压力损失后管道仍满足规范要求的最低压力值。对水平或曲线管道，压浆压力宜为0.5～0.7MPa，关闭出浆后宜保持一个不小于0.5MPa的压力。
（3）实时监测流量、自动计算管道内浆液体积。系统智能测控仪可监测实时进浆、返浆流量及计算管道内浆液体积与充盈程度。
（4）浆液循环排气。对于曲线管道，一次过浆往往很难将管道内的空气完全带出，而采用大循环回路方式，将出浆口浆液导流至储浆桶，从而可以使浆液在管道内持续循环，通过调整泵排流量将管道内空气完全排出，同时通过浆液循环带出孔道内残留杂质。
（5）自动测试管道压力损失及自动调压。通过浆液持续循环实时测试管道进出口压力损失值，并自动调整灌浆以保证管路灌浆压力值满足规范的相应要求。
（6）智能分析处理数据。自动形成工程管理所需要的各种报表。
（7）能及时反馈数据，相关部门可以根据反馈数据及时下达指令。
（8）系统采用“傻瓜”式操作控制，软件界面友好，易于操作，可靠性高。
3. 结语一座大桥的使用寿命，固然与超载车辆超出设计数量有直接关系，但不能否认，预应力管道压浆不饱满、预应力筋锈蚀严重、预应力损耗严重、桥梁承载力下降，最终导致桥梁使用性劣化严重直至垮塌。正确使用智能大循环压浆设备，是解决预应力管道压浆不饱满的有效途径。
[文章编号]1619-2737（2017）04-28-707
[作者简介] 李延安，男，职称：高级工程师，1996年7月毕业于山东工业大学，2011年6月取得山东大学工程硕士，长期从事公路桥梁设计工作。
【关键词】桥梁；上部机构；预应力；压浆；分析
Analysis of the principle of the bridge prestressed beam plate intelligent large circulation grouting system
Li Yan-an
（Shandong Huayuan Highway Survey and Design Co.， LtdWeifangShandong261041）
【Abstract】Shows that large prestressed bridge investigation and testing， the main reason is the quality problems of prestressed bridge prestressing construction technology and lacking of effective grouting quality control means， pipe grouting is not dense， resulting in corrosion， prestressed beam slab load bearing capacity decreased， bridge safety coefficient decreased seriously. In this paper， how to improve the quality of the grouting of the prestressed concrete beam and plate can be greatly improved.
【Key words】Bridge；Superstructure；Prestressed；Grouting mechanism；Analysis
1. 引言桥梁结构耐久性是影响桥梁安全、结构寿命的关键因素，上部结构的提前损坏，如出现早期下挠、开裂等病害，以及桥梁安全事故发生，是国内交通行业日益关注的问题。大量预应力桥梁调查和检测证明，预应力桥梁质量隐患主要原因是预应力张拉施工工艺不规范和缺乏有效的压浆质量控制手段，管道压浆不密实，导致预应力筋锈蚀、梁板承受荷载能力下降、桥梁安全系数降低严重。本文就如何使梁板预应力管道压浆质量得以大幅提升，提供智能大循环压浆工艺如下。
2. 技术原理系统由系统主机、测控系統、循环压浆系统组成。水泥浆液在由预应力管道、制浆机、压浆泵组成的回路中持续循环以排净管道内空气，及时发现管道堵塞，加大压力进行冲孔，排出杂质，消除导致压浆不密实的因素。在管道进出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的要求的浆液质量、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压力差在一定的时间内是否保持恒定。在预应力混凝土张拉完成后，采用快硬砂浆或快硬水泥对端头预应力筋与锚具间缝隙进行封堵时布置施工设备及机具。准备工作完成后，启动压浆系统进行压浆作业。
2.1智能压浆台车构成。
（1）高速制浆机。此设备将成品压浆料和水进行高速搅拌，制作可用于压浆用的浆液，其转速为1420r/min，叶片线速度大于10m/s。
（2）低速储浆桶。浆液在高速桶内配置好以后导流至此桶内低速搅拌（转速85 r/min）储存，以保持流动度和不因发热而改变性能（浆液一直处于高速搅拌状态则易发热导致水泥浆性能改变）。
（3）灰浆泵。此为动力输出装置，将低速储浆桶内浆液加压并输送至预应力管道内。
（4）水胶比测试仪用于测量搅拌桶内浆液的密度与水胶比。
（5）进浆测控仪。此设备包括压力测量装置、流量测量装置、进浆溢流阀，能准确测量管路中浆液的压力和流量，控制浆液的流向。
（6）返浆测控仪。此设备包括压力测量装置、流量测量装置、返浆阀、调压阀，能准确测量管路中浆液的压力和流量，进行系统的自动调压。
2.2设备无线连接。该系统采用局域网连接计算机与智能压浆台车，性能可靠，有效控制距离为200m。
2.3高压橡胶管。该设备为浆体的流动提供管路。需要现场连接的管路有吸浆管、进浆管、两孔对接管，可承受最大压力8MPa。
2.4系统特点。
（1）实时监测水胶比。系统水胶比测试仪实时检测浆液水胶比，当浆液水胶比超过规范要求时及时给出警示信息，浆液水胶比宜为0.26～0.28。
（2）精确控制压力。系统通过每次压浆时，实测管道压力损失，以出浆口满足规范最低压力值，满足沿途压力损失后管道仍满足规范要求的最低压力值。对水平或曲线管道，压浆压力宜为0.5～0.7MPa，关闭出浆后宜保持一个不小于0.5MPa的压力。
（3）实时监测流量、自动计算管道内浆液体积。系统智能测控仪可监测实时进浆、返浆流量及计算管道内浆液体积与充盈程度。
（4）浆液循环排气。对于曲线管道，一次过浆往往很难将管道内的空气完全带出，而采用大循环回路方式，将出浆口浆液导流至储浆桶，从而可以使浆液在管道内持续循环，通过调整泵排流量将管道内空气完全排出，同时通过浆液循环带出孔道内残留杂质。
（5）自动测试管道压力损失及自动调压。通过浆液持续循环实时测试管道进出口压力损失值，并自动调整灌浆以保证管路灌浆压力值满足规范的相应要求。
（6）智能分析处理数据。自动形成工程管理所需要的各种报表。
（7）能及时反馈数据，相关部门可以根据反馈数据及时下达指令。
（8）系统采用“傻瓜”式操作控制，软件界面友好，易于操作，可靠性高。
3. 结语一座大桥的使用寿命，固然与超载车辆超出设计数量有直接关系，但不能否认，预应力管道压浆不饱满、预应力筋锈蚀严重、预应力损耗严重、桥梁承载力下降，最终导致桥梁使用性劣化严重直至垮塌。正确使用智能大循环压浆设备，是解决预应力管道压浆不饱满的有效途径。
[文章编号]1619-2737（2017）04-28-707
[作者简介] 李延安，男，职称：高级工程师，1996年7月毕业于山东工业大学，2011年6月取得山东大学工程硕士，长期从事公路桥梁设计工作。