浅谈预应力智能张拉-压浆系统的应用体会
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浅谈预应力智能张拉\压浆系统的应用体会
摘要：本文根据104国道苍南灵溪至海城连接线公路工程项目的施工实践，结合预应力智能张拉、压浆系统在后张法预应力施工工艺中的应用情况，从推广该项新技术的角度较详细的介绍其应用体会，可供类似工程参考。
关键词：浅谈预应力智能张拉压浆应用体会
0前言
在预应力混凝土结构施工过程中,应按设计值控制有效预应力,有效预应力过小,桥梁结构易开裂而影响耐久性;有效预应力过大,预应力筋在承受使用荷载时,会经常处于高应力状态,混凝土徐变值也会增大,影响结果安全和使用功能。
故有效控制预应力是关键所在。
桥梁承载的，既有它自己的生命，更有从它身上迈向前程的人的生命。
据研究统计发现，众多“短命”桥梁出现垮塌事故正是出现了预应力施工质量问题：一是施加在钢绞线上的预应力偏离设计要求；二是孔道压浆不密实，无法有效保护预应力结构。
“短命”桥梁的屡屡出现，并不是预应力技术本身的问题，而是由于预应力施工中，在张拉和压浆这两道关键工序上出现了问题，没有建立有效预应力体系。
显然，桥梁“短命”问题所质疑的不是预应力，而是预应力施工的质量。
如何在施工中有效控制预应力施工质量，是工程人员们重视及不断努力解决的一大问题。
1智能张拉系统的应用
1.1智能张拉系统构成
智能张拉系统由程控主机、前端控制器、压力传感器、伸长量测量传感器、上拱度测量传感器等构成。
1.2智能张拉系统工作原理
主机由嵌入式工业计算机、触摸屏及专门的程控软件系统组成，可通过无线信号对一个或多个前端控制器进行测控。
主机按预设的张拉程序及相应参数指令一个或多个测控前端工作，根据前端回传的监测数据计算出测控指令，持续测控前端。
前端控制器监测千斤顶的工作拉力和钢绞线的伸长量（回缩量）等数据，并实时将数据传输给测控主机，并接收主机的测控指令，根据指令实时调整变频器的工作参数，从而实现高精度实时调控油泵电机的转速，实现张拉力及加载速度的实时精确控制。
1.3智能张拉系统工作流程
使用的智能张拉控制系统主要有安装了智能张拉系统平台的笔记本电脑、2台智能张拉仪和2个专用的穿心式千斤顶组成。
首先，在电脑上运行智能张拉程序平台软件，编辑好梁型，张拉顺序方式，控制应力，工程参数等基本数据，接着运用在预制梁现场，安装好千斤顶，用数据传感线连接好千斤顶与智能张拉仪，连接好电源，在电脑上输入梁号，选择好对应梁型，开始运行张拉，这样平台系统就通过笔记本无线控制反馈到智能张拉仪上，通过张拉仪上的油泵推动千斤顶，启动智能张拉系统张拉过程中，两端控制应力同步增加，钢绞线伸长量趋近相同，在电脑屏幕软件平台上直接可看到控制应力与位移的关系曲线。
当控制应力达到终张拉控制应力时，持荷300秒，在持荷的过程中系统会自动补张，维持终张拉控制应力，张拉结束后系统同步卸载，完成一个孔道的张拉全过程。
1.4智能张拉系统应用体会
智能张拉工艺，较之传统的张拉工艺有以下几个优点：
A自动同步：智能张拉系统通过同时控制两个千斤顶，真正实现同步张拉施工。
B张拉全过程应力精确控制：智能张拉由计算机控制油泵运行速率，张拉力的精度可达到1%。
C伸长量的精确量测：传统张拉采用人工钢尺测量，精度最高为1mm，而智能张拉系统通过传感器自动测量钢绞线伸长量，精度达到0.1mm，精确度大幅提高。
D自动控制张拉全过程：智能张拉系统自动控制整个张拉过程，确保加载速率均匀，油泵给油均匀，停顿点准确，持荷时间以及稳定性都得到了有效保证。
这里提出的一个可能的缺陷问题：这套系统关键的控制中心就是装有智能操作系统平台的笔记本电脑。
完全取决于其工作能力，但是大家都知道程序与电脑难免有时候会出现突发故障问题，造成短时间张拉记录出错等事件，随之造成数据的不稳定性，偏差于真实数据，如此希望程序开发有待进一步完善，解决突发的情况下数据采集的准确性。
2智能压浆系统的应用
2.1 智能压浆系统构成
智能压浆系统由系统主机、测控系统、循环压浆系统组成。
2.2 智能压浆系统工作原理
浆液在由预应力管道、制浆机、压浆泵组成的回路内持续循环以排净管道内空气，及时发现管道堵塞等情况，并通过加大压力进行冲孔，排出杂质，消除致压浆不密实的因素。
在管道进、出浆口分别设置精密传感器实时进行压力、流量与浆液水胶比等各个参数监测，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与流量的调整，保证预应力管道在施工技术规范要求的浆液质量、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口压力差在一定的时间内是否保持恒定，同时以流量来进行校核。
2.3 预应力孔道压浆在预应力结构中所起的作用
2.3.1 保护预应力筋免遭锈蚀，保证结构物的耐久性。
预应力筋在高预应力状态下更易锈蚀（约是普通状态下的6倍）预应力筋通过灰浆与周围混凝土结成整体，增加锚固的可靠性，提高结构的抗裂性和承载能力。
灌入孔道的水泥浆，既包裹预应力筋，又接触孔道壁，把预应力筋和孔道壁粘结起来，共同作用。
针对孔道压浆的重大作用，工程科研人员不断开发探索，研制了智能压浆系统。
该系统系统由制浆系统、压浆系统、测控系统组成。
2.4智能压浆系统应用体会
智能压浆工艺与传统压浆工艺进行比较，有着不少的优势特点：
2.4.1智能压浆机制浆时能够按施工配合比数量自动加水及加压浆料（多种优质水泥基材料和高性能外加剂优化配制而成），准确控制水胶比，保证水胶比符合要求。
比较传统压浆工艺，避免了人工加水加料引起的配比误差。
2.4.2智能压浆系统集成了高速制浆机，将压浆料和水进行高速搅拌，在不低于1000 r/min,其叶片的线速度不小于10m/s，最高线速度控制在20m/s情况下，实现高速制浆，规范了搅拌时间，大大提高了搅拌制浆能力。
2.4.3智能压浆机注浆过程能够准确监控压力，调节流量，掌握压浆动态
A精确调节和保持灌浆压力：自动实测管道压力损失，以满足规范最低压力值来设置灌浆压力值，保证沿途压力损失后管道内仍满足规范要求的最低压力值。
关闭出浆口后长时间内保持不低于0.5MPa的压力。
B当进、出浆口压力差保持稳定后，就可以判定管道已经充盈。
C通过进浆口调节阀对流量和压力大小进行调节。
D可以保持一个不小于0.5MPa的稳压期3~5min，期间持续补充浆液进入孔道，保证孔道密实。
2.4.4 智能压浆机将高速制浆机、储浆桶、压力测控仪、压浆泵集成于一体，系统集成度高，简单适用。
不过本项目购买的智能压浆机在使用过程中发现几处缺点不足之处：
A鉴于施工环境不好，这台机器的移动比较困难，原有设计的四个轮子，无法方便移动，要在便捷移动上再多加考虑。
B零部件密闭性太强，拆换损坏部件较为困难，在机器组合构造方便要简约化。
3结语
当下工程研究人员发明一套预应力智能张拉系统，并且在各地进行了大力推广。
温州市交通工程质量监督局于2012年10月30日召开现场会，向全市交通工程推广智能张拉、压浆系统。
借助在104国道苍南灵溪至海城连接线公路工程项目上后张法预应力梁板施工机会，首次一整套采用河南郑州聚能科技有限公司生产的设备来推行该项张拉、压浆的新技术，经一年来对该项新技术的推行和实践，智能张拉、压浆控制技术较传统工艺控制技术而言，科技应用比较成功，向标准化施工前进了一大步，直观的体现了质量控制的成果，突破性的保障了预应力结构的使用寿命，已具备推广的价值。
但针对其在实践应用方面出现的一系列问题，希望厂家同仁们努力改善，不断优化和巩固该项新工艺、新技术，更好地服务于质量控制和结构安全控制，造福人类。
参考文献：JTG/TF50一2011 «公路桥涵施工技术规范»中华人民共和国交通部人民交通出版社。
