预应力智能真空循环压浆系统在预应力工程中的应用
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智能张拉和注浆系统在预应力施工中的应用引言预应力施工是一种常用于加固和增强混凝土结构的方法。
在传统的预应力施工中,张拉和注浆工作需要人工操作,存在操作效率低、工作强度大以及施工质量不易保证等问题。
而智能张拉和注浆系统的出现解决了这些问题,为预应力施工带来了革命性的变化。
智能张拉系统的应用智能张拉系统利用计算机和传感器技术,对张拉力进行实时监测和控制,从而提高了工作效率和施工质量。
其主要应用包括:- 实时监测张拉力:智能张拉系统能够实时监测张拉过程中的力值变化,并通过传感器将数据反馈给计算机系统。
施工人员可以通过计算机界面直观地了解施工过程中的张拉情况,并及时调整张拉力,确保施工质量。
- 自动控制张拉力:通过预先设定的控制参数,智能张拉系统能够自动控制张拉设备的工作,从而保证施工过程中张拉力的稳定性和一致性。
这不仅提高了工作效率,还减少了人为操作错误的可能性,提高了施工质量。
智能注浆系统的应用智能注浆系统则通过自动控制和监测技术,提高了注浆工作的效率和质量。
其主要应用包括:- 实时监测注浆压力:智能注浆系统能够实时监测注浆压力,并根据设定的控制参数进行自动调节。
这样不仅可以保证注浆质量,还能及时发现可能的施工问题。
- 自动控制注浆流量:通过智能控制系统,施工人员可以设定注浆流量,并监测注浆流量的实际情况。
系统会自动根据设定的参数进行调节,确保注浆工作的连续性和一致性。
智能张拉和注浆系统的优势智能张拉和注浆系统的应用在预应力施工中具有以下优势:1. 提高工作效率:智能系统能够自动控制和监测施工过程,减少了人工操作的需求,提高了工作效率。
2. 提高施工质量:通过实时监测和自动控制,系统能够及时发现和纠正施工中可能出现的问题,保证施工质量。
3. 减少人为操作错误:智能系统的自动化功能减少了人为操作错误的可能性,提高了施工的准确性和一致性。
4. 降低工作强度:智能系统能够减少施工人员的工作强度和劳动强度,提高了工作的安全性和人体健康。
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。
智能张紧和压浆设备在预应力施工中的应用摘要本文介绍了智能张紧和压浆设备在预应力施工中的应用。
通过引入智能化技术,可以提高施工效率,并确保施工质量和工程安全。
本文详细介绍了智能张紧和压浆设备的工作原理和主要特点,并分析了其在预应力施工中的应用场景和优势。
通过了解和掌握这些信息,可以更好地应用智能张紧和压浆设备,提升预应力施工的效果和质量。
1. 引言随着社会的进步和科技的发展,智能化设备在各行各业中的应用越来越广泛。
在预应力施工领域,智能张紧和压浆设备的应用已经得到了越来越多的关注。
智能张紧和压浆设备通过引入自动化、智能化的控制系统,可以对预应力设施进行更加精确的控制和监测,从而提高施工效率和质量。
2. 智能张紧设备的工作原理和特点智能张紧设备主要由张紧机构、测量传感器和控制系统组成。
张紧机构通过施加预设的张紧力,使预应力钢束达到预设的受力状态。
测量传感器可以实时监测预应力钢束的受力情况,并反馈给控制系统。
控制系统根据传感器的反馈信息,实时调整张紧力,以达到预设的施工要求。
智能张紧设备具有以下特点:- 自动化控制:智能张紧设备通过控制系统,实现对张紧力的自动调整和控制,减少了人工操作的误差,提高了施工效率。
- 实时监测:测量传感器可以实时监测预应力钢束的受力情况,并将数据反馈给控制系统,用于调整张紧力。
这样可以及时发现和解决施工中的问题,确保施工质量。
- 数据记录和分析:智能张紧设备可以记录和保存施工过程中的数据,并进行分析和统计。
这对工程的后期评估和施工经验的积累非常重要。
3. 智能压浆设备的工作原理和特点智能压浆设备主要由压浆泵、测量传感器和控制系统组成。
压浆泵通过施加适量的浆液,将浆液压入预应力结构的孔隙中,以提高结构的密实度和耐久性。
测量传感器可以实时监测压浆压力和浆液流量,并反馈给控制系统。
控制系统根据传感器的反馈信息,及时调整压浆过程中的参数,确保浆液的均匀注入。
智能压浆设备具有以下特点:- 自动化控制:智能压浆设备通过控制系统,实现对压浆参数的自动调整和控制,减少了人工操作的误差,提高了施工效率。
现浇箱梁中预应力智能张拉、压浆技术的应用摘要:智能张拉、压浆技术是目前我国桥梁建筑中的关键技术,具有信息化、自动化、标准化、精细化、施工质量好、效率高等多重优势特点。
文章对于智能张拉与压浆的技术原理、工艺流程、操作要点等方面进行深入分析。
关键词:现浇箱梁;预应力智能张拉;智能压浆1、预应力智能张拉与压浆的工作原理1.1、预应力智能张拉预应力智能张拉系统为软硬件共同组成的完整系统,硬件方面有智能油泵和智能千斤顶等,软件方面配套的是控制系统,具有调控设备的能力。
系统采取双控标准,以应力为主要控制指标,通过伸长量检验张拉情况,在传感技术的支持下及时获取钢绞线的伸长量等具有指导意义的数据,汇总后完整传输给系统主机,经分析后向泵站发出指令,实现对变频电机工作参数的调整,维持油泵电机转速的合理性,张拉全程均处于可控状态。
根据张拉需求预设程序,主机发出指令后可调控各设备,使其做出特定的机械动作,全程均为程序化控制方式,可省去传统人工操作的麻烦,也消除了人为误差,保证了张拉作业的精准性。
压力传感器为重要检测装置,可获取千斤顶油缸的压力值,反馈给主机以便发出调控指令;位移传感器的作用在于采集伸长量信息,同时也将反馈给主机。
1.2、智能压浆智能压浆的实现建立在电脑技术的基础上,通过该技术提供的指导作用,相关设备按特定流程完成压浆上料作业,经过计量称重后将适量的材料转移至制浆机,再利用电机持续性搅拌,满足要求后启用储浆桶,使其保持低速运转的状态,浆料经过阀门后最终汇聚至储浆桶内。
压浆泵的各条管路都连接到位后,即可开启循环模式,使管内的空气与杂质能够被有效清理干净。
若出现压浆管道堵塞现象,此时加大压力冲孔后即可解决。
浆料进出口均配套了高精度传感器,可及时采集压浆的流量与压力信息,经计算机分析后发出调控指令。
各部分组件按照上述流程有序运行,可实现对压浆施工质量的有效控制,在密实度和饱满度方面都有较好的表现2、智能张拉、压浆技术的应用优势(1)其系统工作过程是利用计算机技术进行控制,并运用智能设备开展张拉施工,在张拉施工中完成自动控制工作。
真空辅助压浆在预应力工程中的应用分析摘要:真空辅助压浆施工技术是现代建筑工程中应用比较广泛的一种方法,对提高混凝土工程的整体稳定性、耐久性及安全性具有重要作用。
本文中主要对真空辅助压浆施工技术进行了分析,并且对施工过程中的关键控制点进行了探讨。
关键词:真空辅助压浆;混凝土结构;方法中图分类号:tu37 文献标识码:a 文章编号:真空辅助压浆技术主要是解决混凝土结构中压浆不密实的问题,特别是针对预应力结构的施工,在混凝土和预应力共同作用之下,一般的混凝土构件极易出现裂缝病害,通过利用真空辅助压浆技术可以有效的解决这一问题,并提高工程的施工效率,因此应用十分广泛。
1.真空辅助压浆工艺概述在现代建筑工程施工中,为了改善混凝土结构性能,避免裂缝的出现或扩大,真空辅助压浆技术便应运而生,这也是提高混凝土结构整体性能的有效方法。
1.1 预应力混凝土结构预应力混凝土的施工工艺是指利用混凝土与钢材的材料质量和功能优势,想办法在构件或者是混凝土结构承受使用的荷载之前,借助外力的推压,从而让构件将承受到的控应力抵消一部分走,甚至是呈现在压应力的状态下,如此便可以使钢筋混凝土的结构的质量保持良好,以免过早的产生裂缝。
最早开始施加的外力就是预应力,它是用来降低或者消除使用荷载时引起的混凝土拉应力,这样就可以把结构构件上的混凝土拉应力,维持在一个极小的幅度之内,促使混凝土结构凝固,延迟裂缝出现和开展。
最终实现结构构件的刚度够强,抗裂性能最佳,构建的承载力得到提升。
通常情况下,都是在构件承受外来荷载力之前,对构件的受拉区域内的钢筋混凝土施加一定的预应力,使得钢筋混凝土在施工中保持良好稳定的施工状态。
当构件在使用阶段时外荷载作用下产生了混凝土裂缝的时候,我们需要对裂缝进行限制,避免其再一步扩大和发展,从而达到提高构件抗裂度和刚度的目的。
1.2 真空辅助压浆工艺真空辅助压浆工艺在施工的过程中主要表现在灌入的水泥浆常常会出现气泡,当混合料硬化后,存集气泡会变为孔隙,成为自由水的聚集地。
智能循环压浆系统在预制T梁中的应用摘要:本文以介绍了智能循环压浆系统的工作原理,对比了预应力管道智能循环压浆与传统压浆的优点,推广智能循环压浆在预制T梁中的应用关键词:智能循环压浆预制T梁应用平兴高速公路第一合同段起点桩号为K1575+460,终点桩号为K1592+050,全长16.59Km。
全线采用设计速度为100Km/h的高速公路标准建设,路基宽度26m,双向4车道,桥涵设计汽车荷载等级采用公路-I级。
主要工程项目有桥梁21座,共有预制T梁588片。
本标段在主线路基上设置一座T梁预制场,全部为30mT梁,梁底宽50cm,梁顶宽215/207.5cm,梁高200cm,预应力管道压浆采用C50水泥浆,并采用循环智能压浆系统对张拉后的T梁预应力孔道进行压浆。
一、预应力孔道压浆的作用及其重要性1、预应力孔道压浆的作用:(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)。
(2)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。
2、预应力孔道压浆的重要性:预应力桥梁的钢绞线要充分发挥设计效果,抵消车辆和行人对桥面的压力,预应力管道的注浆质量效果是最重要因素之一。
达到设计要求的注浆质量可以使预应力钢绞线充分发挥作用;存在注浆质量缺陷时会出现锚头应力集中和随时间推移的预应力损失现象,且会改变梁体的设计受力状态,降低桥的承载力,从而影响桥梁的使用寿命。
预应力管道压浆密实性好坏对桥梁的耐久性具有重要影响,二、循环智能压浆技术工作原理循环智能压浆系统由制浆系统、压浆系统、测控系统、循环回路系统组成。
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。
预应力混凝土桥梁施工中真空压浆技术的应用分析【摘要】预应力混凝土桥梁施工中的真空压浆技术是一种先进的施工技术,通过对混凝土进行真空处理和压浆,确保了混凝土结构的坚固和耐久性。
本文从引言、正文和结论三个部分进行分析。
在介绍了真空压浆技术的背景、研究意义和研究目的。
接着在详细阐述了真空压浆技术的原理、在预应力混凝土桥梁施工中的应用、优势、施工步骤以及案例分析。
最后在结论部分总结了真空压浆技术在预应力混凝土桥梁施工中的重要性,展望了未来发展趋势。
通过本文的分析,可以更好地了解真空压浆技术在桥梁施工中的作用和价值,为相关领域的研究和实践提供参考和借鉴。
【关键词】预应力混凝土、桥梁施工、真空压浆技术、应用分析、原理、优势、施工步骤、案例分析、重要性、未来发展趋势、总结。
1. 引言1.1 背景介绍预应力混凝土是一种通过在混凝土中引入预压力来提高其承载能力和抗裂性能的技术,被广泛应用于桥梁等工程领域。
在预应力混凝土桥梁的施工过程中,为了保证预应力钢束与混凝土之间的粘结强度和充填密实性,必须对其进行压浆处理。
传统的压浆方法存在一些缺陷,例如压浆不均匀、充填不到位等问题,影响了预应力混凝土桥梁的使用寿命和安全性。
为了解决传统压浆方法存在的问题,真空压浆技术应运而生。
真空压浆技术利用真空的负压效应,将混凝土内部的空气和水分都抽出来,然后灌注压浆料,确保了预应力钢束与混凝土之间的牢固粘结。
这种先进的技术不仅提高了施工效率,还大大提高了预应力混凝土桥梁的质量和安全性。
基于以上背景,本文将深入探讨真空压浆技术在预应力混凝土桥梁施工中的应用情况,并分析其优势和重要性,旨在为工程施工实践提供有益的参考和借鉴。
1.2 研究意义预应力混凝土桥梁作为重要的基础设施之一,在现代城市建设中起着至关重要的作用。
预应力混凝土桥梁施工中真空压浆技术的应用分析具有重要的研究意义。
真空压浆技术可以有效改善预应力混凝土桥梁的施工质量,确保其结构稳固耐用。
预应力混凝土桥梁施工中真空压浆技术的应用分析1. 引言1.1 研究背景预应力混凝土结构广泛应用于桥梁工程中,其具有良好的承载性能和抗震性能。
在实际施工中,预应力混凝土桥梁结构中存在一些质量隐患,如空洞、砂眼等。
这些质量问题会直接影响桥梁的使用寿命和安全性,如何保证预应力混凝土桥梁的质量成为了工程建设中的一个重要问题。
传统的混凝土浇筑中,浆料在灌浆孔中充填的质量难以保证,存在浆体渗透性不足的情况。
为了解决这一问题,真空压浆技术应运而生。
真空压浆技术通过在浆体充填过程中制造负压环境,利用气体的压力差促使浆料充分渗透填充,从而提高了浆料的渗透性和粘结力,有效解决了传统浆料充填中存在的质量问题。
研究真空压浆技术在预应力混凝土桥梁施工中的应用具有重要的意义,可以提高桥梁结构的质量和安全性,为工程建设提供更加可靠的保障。
1.2 研究意义预应力混凝土桥梁施工中的真空压浆技术是一种新兴的施工技术,具有重要的研究意义。
真空压浆技术可以有效提高预应力混凝土结构的性能和耐久性。
通过真空压浆技术,可以保证浆料充分填充预应力筋束周围的空隙,提高浆料的渗透深度和粘结力,从而增强预应力混凝土结构的承载能力和耐久性。
真空压浆技术可以提高预应力混凝土结构的施工质量和工程安全。
在预应力混凝土桥梁施工中,浆料的充分渗透和完整填充预应力筋束周围的空隙对结构的安全性和可靠性至关重要。
真空压浆技术可以有效确保浆料的充分渗透和填充,提高施工质量和工程安全水平。
研究预应力混凝土桥梁施工中真空压浆技术的应用是具有重要的研究意义的。
2. 正文2.1 真空压浆技术的基本原理真空压浆技术的基本原理是利用负压作用下的吸附、膨胀、渗透和充填等力学效应,通过将浆料压入预应力混凝土构件中的空隙中,并在真空状态下使浆料充分渗透并填充构件的表面空隙,从而实现浆料与构件之间形成良好的粘结力。
在真空状态下,浆料的渗透能力得到提高,同时由于浆料内排除了空气,增加了浆料与混凝土之间的接触面积,提高了粘结性能。
预应力孔道真空压浆施工技术分析及应用摘要:为了提高后张预应力结构耐久性,降低全寿命周期成本,通过对传统压力灌浆缺陷的分析,论述了真空压浆的必要性,给出了真空压浆施工工艺,浆体一般配比及工程应用实例与施工注意事项。
该技术的应用保证了预应力混凝土结构施工的质量,可有效预防预应力筋锈蚀,能提高板梁使用寿命。
关键词: 预应力板梁真空压浆施工技术Abstract: In order to enhance the pre-stressed structure durability, reduces the total life cost. Through the defect analysis on the traditional pressure grouting method, the necessity of vacuum grouting was introduced as well as its construction technology, mixing proportion, application example, and construction precautions. The present technique provided the pre-stressed concrete structure construction quality and effectively prevented the pre-stress bar from corrosion. It could hereby enhance the service life.Key words: pre-stress force; plate beam; the vacuum presses grouting; construction technique随着我国预应力板梁的大量使用,对后张预应力孔道灌浆的常规方法已不能满足质量或大跨度要求.按新规范对结构设计要安全可靠、耐久适用的要求[1],采用真空辅助灌浆施工的工艺显得越来越重要,这就要求我们更加重视和掌握这项先进技术.1真空辅助灌浆的必要性在后张有粘结预应力混凝土结构中,预应力和混凝土之间的共同工作以及预应力筋防腐蚀是通过在预埋孔道中灌满水泥浆来实现的,另外,在预应力状态下为防止预应力筋发生滑丝及长期放置发生腐蚀,在一批预应力筋张拉完毕后,也要求立即对孔道灌浆。
预制T梁预应力管道真空智能循环压浆施工工法预制T梁预应力管道真空智能循环压浆施工工法一、前言预制T梁预应力管道真空智能循环压浆施工工法是一种先进的施工技术,结合了预制构件、预应力技术、管道施工和智能化技术,能够提高施工效率、质量和安全性。
本文将详细介绍该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析以及工程实例。
二、工法特点1. 预制T梁预应力管道真空智能循环压浆施工工法采用先进的预制构件,提高了施工效率和质量。
2. 通过预应力技术,施工后的管道具有更好的承载能力和抗变形性能。
3. 采用真空循环压浆施工工法,能够确保管道内部充满均匀的胶浆,提高了管道的密实性和耐久性。
4. 引入智能化技术,可以实现对施工过程的监控和控制,提高了施工的可靠性和自动化程度。
三、适应范围预制T梁预应力管道真空智能循环压浆施工工法广泛适用于各类道路、桥梁、隧道、地铁、排水系统等的管道施工。
尤其适用于对管道质量、强度和耐久性要求较高的工程。
四、工艺原理预制T梁预应力管道真空智能循环压浆施工工法通过预制构件、预应力技术、真空压浆技术和智能化技术相结合实现施工。
预制构件减少了现场加工工作,提高了施工效率和质量。
预应力技术使得施工后的管道具有更好的承载能力和变形控制能力。
真空压浆技术通过抽取管道内部空气形成负压,在循环压力的作用下,将胶浆充分填充到管道中,提高了密实性和耐久性。
智能化技术监控施工过程,实现施工的自动化和可靠性。
五、施工工艺 1. 预制构件的制作和运输:根据设计要求,预制T梁和管道构件,并进行质量检查。
然后,运输到现场准备施工。
2. 摆放预制构件:根据设计图纸,将预制构件摆放到施工位置,并进行准确的定位和连接。
3. 预应力张拉:通过预应力张拉设备对预制构件施加预应力,使其具有一定的预应力,提高管道的承载能力。
4. 真空抽气:利用真空泵对管道内部抽气,形成负压。
5. 循环压浆:将胶浆注入到管道入口,在负压作用下,胶浆充满整个管道,并形成密实的管道壁。
大循环智能压浆工艺在后张预应力管道压浆中的应用研究梁晓东陈康军徐有为刘德坤摘要:预应力孔道压浆质量决定预应力桥梁的安全性和耐久性,是桥梁生命的“保护神”。
传统压浆工艺不能完全保证压浆的密实性,本文提出采用大循环智能压浆工艺进行后张预应力管道压浆,该系统具有实时监测水胶比、实时测控灌浆压力、浆液流量以及远程监控等功能。
经过工程实际应用证明压浆效果很好,可取代传统压浆方式进行压浆。
关键词:预应力压浆智能循环Abstract: The security and the durability of prestressed bridge is related to the quality of the pipe grouting. But the traditional grouting can’t insure the quality of grouting. This paper introduces the big loop intelligent grouting system.This system can monitor the water-cement ratio,monitor and control grouting pressure and slurry flow every time.This Grouting method is proved that it can replace the traditional grouting method ,it works well in the Practical Projects.Keywords: prestress Grouting intelligent circulation前言1985年2月1日,英国威尔士的Ynys-Gwas桥在正常使用阶段、在没有受到任何外在冲击、在毫无征兆的情况下突然倒塌,此桥运营32年,并未达到设计使用年限。
真空压浆技术在预应力T梁中的应用韩壮龙2009-10-101、阿东西高速 W7-1预应力梁工程概况阿尔及利亚东西高速公路W7-1桥梁工程分为三类:主线高架桥共有8座,上部结构为28m、36m预应力混凝土简支T梁,其中28mT梁102片、36mT梁728片。
跨线PS桥9座,上部结构为28m先简支后连续预应力混凝土T梁(单端张拉,使用P型锚具),共计78片。
跨线现浇桥2座,上部结构为36+36m、30+50+30m预应力混凝土现浇箱梁。
根据相关规定,预应力体系孔道压浆均采用真空压浆法,其中孔道总长153410m,预应力孔道有φ内=55mm、φ内=65mm、φ内=90mm、φ内=100mm型圆形,压浆总量为510m3。
根据招标文件技术规范要求,所有预应力系统的管道压浆,均要求使用真空辅助压浆工艺。
2.真空辅助压浆原理及技术要求2.1真空辅助压浆原理在后张有黏结预应力混凝土结构中,预应力钢绞线和混凝土之间的共同工作以及预应力钢绞线的防腐蚀,是通过在预埋孔道中的水泥浆来实现的。
普通压浆法,即在0.5~1.0Mpa的压力下,将水灰比为0.4~0.45的水泥浆压入孔道。
这种做法容易发生水泥浆离析、干硬后收缩的现象,使孔道中产生孔隙而留下施工隐患。
真空辅助压浆是在压浆之前,先采用真空泵抽吸预应力孔道中的空气,使孔道内的真空度达到80%以上,然后在孔道的另一端用压浆机以0.7Mpa的正压力将水灰比为0.3~0.38的水泥浆压入预应力孔道。
由于孔道与灌浆机之间存在较大的正负压力差,使得孔道内的空气、水气绝大部分被消除,混在水泥浆中的气泡也能够容易溢出,减少孔隙和泌水现象。
在水泥浆中减小水灰比,减小了水泥浆的收缩,大大提高了孔道压浆的饱和密实度。
2.2技术要求整个预留孔道及孔道两端必须密封且孔道内保持畅通、无杂物;预留孔道所选用的管材必须具有一定的强度,与混凝土必须有可靠的黏结力,防止在孔道抽吸真空过程中管壁瘪凹;压浆所选用的水泥浆必须是添加外加剂后专门用来压浆的特种浆体。
预应力智能真空循环压浆系统在预应力工程中的应用文/招商局重庆交通科研设计院有限公司李文锋须民健在我国公路建设中,随着预应力技术越来越多的应用于工程中,预应力施工质量问题也越来越多地暴露出来。
而孔道压浆作为预应力施工质量的关键工序,目前绝大多数仍然由传统工艺和传统设备进行施工。
施工中因工艺设备、材料以及管理等方面的原因,存在工艺参数难以准确控制、施工工艺过程难以监管、施工效率低下、孔道压浆不密实等问题,导致出现孔道压浆密实度低、预应力筋的腐蚀和断裂等质量问题,极大危害桥梁的长期安全运营。
为解决预应力孔道压浆施工中存在的问题,压浆工艺和设备随着新技术的引入也在不断的更新。
压浆设备及工艺管理需要进行升级,完善过程管控,实现施工的全自动化,减少人为因素对施工质量的影响。
新的压浆工艺和设备的应用,逐渐代替部分人工施工,逐步改变施工管理模式,从压浆施工的全过程来保证孔道压浆的质量。
孔道压浆的作用在后张法预应力混凝土结构的施工中,当有粘结预应力结构施工完成张拉锚固后,需要在孔道中压入水泥浆形成粘结受力状态的孔道。
预应力孔道压浆是将水泥浆注入预留的预应力混凝土孔道中,使水泥浆充分包裹预应力筋。
根据预应力结构体系及预应力孔道的工作受力状态,预应力孔道压浆主要有三个目的:1.保护预应力钢筋不外露而遭锈蚀,保证预应力混凝土结构或构件的安全;2.使预应力钢材与混凝土有良好的粘结,保证它们之间预应力的有效传递,使预应力钢材与混凝土共同工作;3.消除预应力混凝土结构或构件在反复荷载作用下应力变化对锚具造成的疲劳破坏。
图1压浆不密实情况示意由上述压浆作用可知,孔道压浆质量直接影响预应力钢绞线的使用寿命和效率,甚至导致预应力筋断裂和桥梁垮塌。
当注浆不饱满时,孔道内存在空气和泌水,施加预应力后的钢绞线暴露于空气和水的酸性环境中,相比普通状态,其腐蚀速度将呈数量级的变化,威胁预应力结构的安全寿命和可靠性。
压浆质量的影响因素压浆质量的直接指标是孔道密实度。
对于压浆工艺及设备,虽然经过多年大规模的应用与发展,现在已经较为成熟。
但因压浆密实度的影响因素复杂,压浆时孔道的变化机理理论不清楚等原因,造成国内较多的预应力桥梁压浆出现质量问题。
结合现有文献和调查资料,统计出影响压浆质量的四大因素主要有材料、工艺设备、操作管理三个方面的问题。
1材料压浆材料一般采用水泥加压浆剂配比制浆。
实际现场施工中,水泥及压浆剂的质量控制分散,水泥浆的配比制作过程较为粗放,材料质量影响的环节多,容易导致制备的水泥浆性能难以达到要求的性能。
2工艺设备在压浆施工中,传统直接压浆工艺、真空辅助压浆工艺应用最为广泛。
现行的压浆工艺要求及设备要求,均参照《JTG/T F50-2011公路桥涵施工技术规范》进行。
但直接压浆工艺的工艺原理简单,工艺操作中的一些质量控制要求无法量化,孔道内部空气的排出程度也无法了解,所以实际的压浆效果无法保障。
而在国内引入真空压浆工艺后,真空辅助压浆工艺较好地提高了压浆质量,但因设备连接管路多及真空不易保证等问题,阻碍了真空辅助工艺在公路桥梁施工中的推广应用。
实际施工工艺中,一般多采用直接压浆工艺。
传统的压浆工艺中,采用的压浆设备一般由搅拌机、压浆泵、真空泵等设备组成。
制浆、压浆工艺过程依靠施工工人操作。
制拌浆液的水胶比控制难度大、工艺过程监管困难,压浆结束后清洗复杂繁琐,容易因清洗不净造成设备堵塞损坏。
采用传统工艺和设备,容易造成压浆质量问题。
图2压浆质量的影响因素3操作管理孔道压浆的浆液制拌时,因采用现场称量水、水泥及外加剂配制浆液,其计量准确性较低,难以精确控制浆液的水胶比、泌水率以及流动度等指标,易造成压浆后孔道浆体凝结收缩并形成较大的孔隙,影响孔道浆体的密实度。
因此,由于压浆工艺过程较为复杂、工序繁多,所以工艺过程的质量受施工工人的熟练程度与素质影响较大。
在当前施工大环境下,就需要管理部门提高各个方面的管理能力。
而对于管理过程来说,管理部门大多将预应力工程的质量控制重点放在预应力钢筋的张拉上,对于压浆质量的关注不够。
而施工过程也难以有效监管。
工后也没有有效的检测设备及手段进行定量检测。
所以管理部门仍然缺乏对压浆质量进行精细化管控的手段。
智能真空辅助循环压浆系统新工艺1真空辅助循环压浆工艺预应力孔道压浆的传统工艺为直接压浆工艺以及真空辅助压浆,但是直接压浆与真空辅助压浆存在从材料制备、过程管控等方面的问题,影响了工程建设的质量。
针对目前孔道压浆工艺,重庆交通科研设计院针对现有工艺存在的各种问题进行了大量深入的研究,综合考虑国内预应力施工需要和实际情况,结合传统直接压浆工艺与真空辅助压浆工艺的特点,提出真空加循环的压浆新工艺,并研制了智能真空循环压浆系统。
智能真空循环压浆系统采用独特的真空加循环的压浆工艺,其工艺原理如图3所示。
该工艺是通过管道将两个孔道连接,先将两孔道抽成一定的真空度,然后由压浆口将浆液通过上部管道流回设备储浆桶中,并使一定压力的浆液在设备与两个孔道中形成循环流动,持续循环设置的时间后关闭回浆口阀门,最后完成持荷及压浆。
图3智能真空循环压浆系统工艺原理在真空辅助压浆工艺中,抽真空和压浆均针对单孔道作业,效率较低且不能完全排出孔道内剩余空气,导致部分空气混入水泥浆中形成悬浮气泡,使浆液凝结后产生蜂窝状缺陷。
而真空辅助循环压浆工艺,能够抽出孔道内大部分空气,并使孔道与设备间形成循环回路,通过循环将内部空气排出孔道。
真空循环压浆工艺,结合了传统压浆工艺的优点,同时也克服了传统压浆工艺的一些问题,提高了压浆的施工效率以及施工质量。
2.智能真空循环压浆系统及操作流程智能真空循环压浆系统是在传统压浆工艺及设备的基础之上研制而成,其结合自动化技术,实现了工艺过程以自动化控制代替人工操作控制,自动完成称量、搅拌、抽真空、压浆全过程同时,针对压浆质量管理的问题,开发了实时测量记录系统,准确记录施工过程中的各个关键工艺参数的数值,从而改变了现有的管控模式。
考虑现场施工的便捷性,智能真空循环压浆系统结构设计一体化结构,将真空泵、上料搅拌机构、压浆泵、控制系统结合为一体,便于清洗维护。
该系统从功能划分上可分为上料搅拌系统、抽真空系统、压浆系统、控制系统四个功能模块。
图4DG-10智能真空压浆系统组成图1)上料搅拌系统上料搅拌系统完成自动上料、自动搅拌的工序,制成符合要求的浆液备压浆用。
上料搅拌系统由自动上料机构、高速搅拌机构、低速搅拌机构组成,实现浆液的自动搅拌制作。
在浆液的制拌过程中,系统能够根据设定的水胶比控制加入水量,实现自动均匀搅拌后的浆液的水胶比。
2)抽真空系统抽真空系统实现对密封预应力孔道进行抽真空的工艺处理。
抽真空操作中,系统会根据设定真空度值自动控制抽真空过程,并依靠声光提示等进行提示,完成人机交互及操作。
3)压浆系统压浆系统的功能主要是实现真空循环工艺的自动压浆过程,其构成包括压浆螺杆泵、测量传感器、控制阀以及连接管道等部件。
压浆泵采用连续工作方式的螺杆泵进行持续压浆,在孔道间形成循环压浆回路。
各个部件均满足《JTG/T F50-2011公路桥涵施工技术规范》的要求。
4)控制系统控制系统实现真空循环压浆工艺过程的自动化控制、参数测量、数据记录加密等功能,并通过触屏显示和操作相关过程,确保压浆工艺过程可控、数据安全。
控制系统由硬件部分和软件部分构成,控制硬件包括触屏、PLC、ARM控制器等相关电气控制部件。
设备的主要电子部件在选型设计时,考虑现场的复杂的电气环境和施工环境条件等因素,核心功能部件采用进口高质量产品,保证设备的稳定性和可靠性。
控制系统的软件部分依靠触屏和PC机分别操作,操作简单易懂。
压浆过程中,技术员设置设计水胶比等关键工艺参数后,施工过程中的工艺控制完全依靠设备自动完成,现场工人则需要完成管道拆装、制浆、异常处理等配合工作;压浆结束后,数据由技术员掌握,并通过系统软件自动生成报表,回溯查看施工过程等,能够提高施工效率和数据处理工作的效率。
梁片压浆质量切片对比试验为研究验证该工艺的实际效果,在国内某高速桥梁建设中,选取T梁作为预应力工艺对比的试验梁片。
试验中各个孔道使用相同压浆材料,分别采用传统直接压浆工艺设备、循环压浆设备以及真空循环压浆设备分别对试验梁对应孔道进行压浆施工。
施工完毕后,将梁片进行剖切并切开压浆孔道,直接观测压浆密实度情况。
图5试验梁梁型图试验选取标准40米5孔T梁作为试验梁片。
试验梁片的梁型示意图如上图所示,其上各孔编号分别为N1-N4,其编号对应的压浆工艺如表1所示:表1试验工艺孔道编号序号压浆工艺压浆设备构建编号1直接压浆工艺传统压浆设备N4孔2直接压浆工艺传统设备带监测系统N3孔3智能真空循环压浆智能真空循环压浆系统N2孔4循环压浆工艺大循环压浆设备N1b孔剖切试验梁能够直接验证采用各压浆工艺及设备的孔道压浆密实度,对比验证新设备新工艺的施工效果。
压浆孔道初凝后,将采用不同工艺及设备的压浆试验梁进行剖切,剖切位置从梁片端部开始切割。
切割的位置分别为距离梁片两端各1.5m、4m处,并切取T梁梁体中间部分长度为0.7m段出来。
图?为切割梁体的部分断面图和局部放大图。
图6梁端部1.5m处断面N4孔N3孔N2孔N1b孔图7梁端部1.5m处断面孔道局部密实度情况经过剖切对各孔道进行测量,中间部位0.7m梁体段各孔道压浆密实度都很好,而距端部1.5m处断面孔道的压浆密实度有较大差别。
通过切割梁体得到的断面密实度情况来看,智能真空循环压浆工艺及设备在整个孔道长度中,均完全饱满密实,能够较好的保证压浆密实度。
智能真空压浆系统的工程应用智能真空循环压浆系统已经广泛应用于重庆、四川、云南、贵州、福建、广东等在建工程中,在预制梁场、现浇梁、刚构桥等预应力结构件上面得以全面应用。
DG-10智能真空循环压浆系统操作简单便捷,稳定可靠,能够有效解决压浆施工过程中的工艺控制问题,改变了管理单位的管理工作模式,有利于提高压浆质量。
图8DG0-10智能真空压浆系统的工程应用孔道压浆施工作为桥梁预应力施工的关键工序,对预应力结构的长期可靠性有极大的影响。
而预应力智能真空循环压浆系统,结合了传统直接压浆和真空压浆工艺的优点,并采用循环工艺进行排气,通过切梁试验压浆密实度效果对比以及大规模的应用,DG-10智能真空循环压浆系统在设备性能、操作工艺、施工质量与施工效率上面有独特的优点。
系统自动化程度高,压浆的操作工艺过程能够由设备自动化和智能化控制,排除人为因素对施工质量的影响,在广泛的应用中,得到了用户极大地认可。