预应力智能张拉、压浆工艺.ppt

让中国桥梁更安全让中国桥梁更安全 预应力智能张拉、压浆工艺预应力智能张拉、压浆工艺1 危害桥梁安全的原因危害桥梁安全的原因对桥梁“短命”的质疑原因一：预应力张拉不合格原因二：管道压浆不密实原因三：预应力施工质量通病2 7月15日，通车仅14年钱塘江三桥塌了，3 7月14日，建成不到12年的武夷山公馆大桥垮了，4 7月11日，建于1997年的盐城通榆河大桥坍塌.5 人民网24小时滚动新闻5天内，3座大桥相继发生坍塌事故一座大桥垮了，可能有“偶然”因素。但如果本该百年寿命的大桥频频“短命”，则需要追问。事实上，更需科学拷问的是，超载究竟是“元凶”还是压死骆驼的“最后一根草”？为什么经过专业设计和严格施工的桥梁会如此弱不禁风？为什么由先进材料建成的桥梁竟如此“短命”？就一座大桥的垮塌来说，不论设计、建设还是事故调查与测量，必须有实实在在的科学依据与专业论证过程。大桥大桥“偶然垮塌偶然垮塌”，只怕会此起彼伏，只怕会此起彼伏6 杭州通报钱江三桥事故调查结果能满足正常使用杭州通报钱江三桥事故调查结果能满足正常使用 2011-11-0510:01:25新华社调查报告称，工程施工由十家单位承建，整个工程无分包和转包现象。但主桥箱梁施工存在竖向预应力部分损失、管道竖向预应力部分损失、管道压浆不饱满压浆不饱满、接缝处错台、麻面及裂纹等质量缺陷。个别工序存在监理不够到位现象，部分质量评定与工程实际有偏差。调查组分析得出，事故的主要原因为超限超载货车对空心板梁产生的荷载效应超过空心板梁的承载能力。此前报道，据中国新闻周刊获得的一份当年杭州钱江三桥建设工程交工验收报告显示，主桥箱梁施工存在过分强行合拢，预应力张拉、压浆工艺不够规范预应力张拉、压浆工艺不够规范，砼蜂窝较多、多处漏水、内外错台较大；主桥预应力结构中箱梁腹板有较多斜向和竖向裂缝，裂缝最宽已达0.58毫米，裂缝最长为4.3米。7 2004年6月10日早晨7时许，辽宁省盘锦市田庄台大桥突然发生垮塌。专家组认定，该桥在超限车辆长期作用下，内部预应力严重受损。重载冲击力使大桥第9孔悬臂端预应力结构瞬间脆性断裂、坍塌。生生命命！8 湖南某高速公路通车10年左右对预应力空心板桥梁进行了加固。9 病害案例病害案例美国加州ParrotsFerryBridge（主跨195m）跨中明显下挠。此处明显下挠10 原因一：预应力张拉不合格原因一：预应力张拉不合格 在使用的预应力桥梁中发现，有相当数量的在使用的预应力桥梁中发现，有相当数量的箱梁在顶板、腹板、底板、横隔板以及齿块等箱梁在顶板、腹板、底板、横隔板以及齿块等部位出现了各种不同形式的裂缝，其中箱梁腹部位出现了各种不同形式的裂缝，其中箱梁腹板裂缝最为普遍和严重。板裂缝最为普遍和严重。11 病害案例病害案例对长沙环线月亮岛大桥（主跨796.0m预应力混凝土箱梁）进行检测：每跨箱梁内腹板存在裂缝，共发现裂缝194条，裂缝宽度大部分在0.1mm0.5mm，裂缝长度在0.3m3.0m。与桥梁行车方向夹角为3060。12 病害案例病害案例对某高速公路25mT梁进行静载试验：理论计算挠度14.276mm，实测值16.121mm，超出要求。腹板裂缝加载前0.01mm,加载后0.3mm。13 有效预应力偏小有效预应力偏小，预应力度不足，结构过早出现，预应力度不足，结构过早出现裂缝，下挠超限。裂缝，下挠超限。有效预应力偏大有效预应力偏大，可能导致预应力筋安全储备不，可能导致预应力筋安全储备不足，结构过大变形或裂纹，甚至脆性破坏。足，结构过大变形或裂纹，甚至脆性破坏。有效预应力精度不够有效预应力精度不够14 1、施加张拉力不准确。、施加张拉力不准确。2、张拉过程中预应力的损失过大、张拉过程中预应力的损失过大预应力钢筋与管道壁间摩擦引起的应力损失；预应力钢筋与管道壁间摩擦引起的应力损失；锚具变形、预应力筋回缩和接缝压缩引起的应锚具变形、预应力筋回缩和接缝压缩引起的应力损失；力损失；弹性压缩引起的应力损失；弹性压缩引起的应力损失；预应力筋松弛引起的应力损失；预应力筋松弛引起的应力损失；混凝土收缩和徐变引起的应力损失。混凝土收缩和徐变引起的应力损失。主要原因主要原因15 有效预应力检测实例有效预应力检测实例16 概念：概念：孔道内各绞线受力不均匀和同一断面各孔道受孔道内各绞线受力不均匀和同一断面各孔道受力不均。力不均。有效预应力不均匀有效预应力不均匀将导致预应力筋的早期疲劳，危及将导致预应力筋的早期疲劳，危及桥梁使用寿命。有效预应力大的钢筋承受了本应该所桥梁使用寿命。有效预应力大的钢筋承受了本应该所有预应力筋承受的力，这样有效预应力大的钢筋在使有预应力筋承受的力，这样有效预应力大的钢筋在使用阶段逐渐屈服，梁体也随之下挠。用阶段逐渐屈服，梁体也随之下挠。原因：原因：钢绞线在孔道内相互缠绕，是导致有效预应力钢绞线在孔道内相互缠绕，是导致有效预应力不均匀大的根本原因。不均匀大的根本原因。有效预应力不均匀度大有效预应力不均匀度大17 不均度过大检测案例 经检测发现问题、进行整改，采取规范的施工工艺进行整束穿束后，经检测发现问题、进行整改，采取规范的施工工艺进行整束穿束后，预应力施工质量有了明显的改观，同束索力不均匀度完全合格。预应力施工质量有了明显的改观，同束索力不均匀度完全合格。18 有效预应力不均匀度检测实例有效预应力不均匀度检测实例19 如果预应力施工不当，梁体内如果预应力施工不当，梁体内不能建不能建立有效的预应力立有效的预应力，在混凝土徐变的共同作，在混凝土徐变的共同作用下，梁体必将发生严重的下挠。挠度过用下，梁体必将发生严重的下挠。挠度过大不但会使跨中主梁下凹，破坏桥面的铺大不但会使跨中主梁下凹，破坏桥面的铺装层，影响桥梁的使用寿命和行车舒适性，装层，影响桥梁的使用寿命和行车舒适性，甚至危及高速行车时的安全。甚至危及高速行车时的安全。20 u保保护护预预应应力力筋筋免免遭遭锈锈蚀蚀，保保证证结结构构物物的的耐耐久久性性。预预应应力力筋筋在在高高应应力力状状态态下下更更易易锈锈蚀蚀（约是普通状态下的（约是普通状态下的6倍倍)；预应力孔道压浆不密实将导致钢绞线锈蚀。预应力孔道压浆不密实将导致钢绞线锈蚀。u预预应应力力筋筋通通过过灰灰浆浆与与周周围围混混凝凝土土结结成成整整体体，增增加加锚锚固固的的可可靠靠性性，提提高高结结构构的的抗抗裂裂性性和和承承载载能能力力。灌灌入入孔孔道道的的水水泥泥浆浆，既既包包裹裹预预应应力力筋筋，又又接接触触孔孔道道壁壁，把把预预应应力力筋筋和和孔孔道道壁壁粘粘结起来，共同作用。结起来，共同作用。原因二：管道压浆不密实原因二：管道压浆不密实21 国内某大桥运行仅10年后，主桥箱梁腹板开裂，中间三跨跨中底板横向贯穿开裂，跨中下挠严重。大桥最终于2005年拆除。22 管道压浆不饱满管道压浆不饱满危桥拆除：预应力管道压浆缺陷危桥拆除：预应力管道压浆缺陷23 预应力管道压浆不密实将严重影响结构的预应力管道压浆不密实将严重影响结构的耐久性，使得桥梁结构可能在毫无征兆的情况耐久性，使得桥梁结构可能在毫无征兆的情况下突然坍塌。下突然坍塌。19851985年年2 2月月1 1日，英国威尔士的日，英国威尔士的Ynys-GwasYnys-Gwas桥在正桥在正常使用阶段、在没有受到任何外在冲击、在毫无征兆常使用阶段、在没有受到任何外在冲击、在毫无征兆的情况下突然倒塌，引起人们对灌浆质量的重视，必的情况下突然倒塌，引起人们对灌浆质量的重视，必须重新审视预应力桥梁的孔道灌浆问题。曾于须重新审视预应力桥梁的孔道灌浆问题。曾于19921992年年9 9月发布紧急通知，由于后张法预应力体系在压浆方月发布紧急通知，由于后张法预应力体系在压浆方法上不能确保其安全性，在安全性得不到保证之前，法上不能确保其安全性，在安全性得不到保证之前，英国不得使用压浆的后张法预应力结构。英国不得使用压浆的后张法预应力结构。24 该桥由该桥由9根根I形纵梁和边箱梁组成，倒塌时形纵梁和边箱梁组成，倒塌时9根梁根梁全部破坏。事后英国运输与道路研究实验室对该桥全部破坏。事后英国运输与道路研究实验室对该桥的倒塌原因做了进一步的调查。在的倒塌原因做了进一步的调查。在24根纵向预应力根纵向预应力孔道中，孔道中，有有4根孔道存在根孔道存在较大的孔隙较大的孔隙，使钢绞线暴露，使钢绞线暴露在空气中，另有在空气中，另有2根管道在根管道在一定长度内中空一定长度内中空，钢绞线，钢绞线完全没有水泥浆的包裹，而且完全没有水泥浆的包裹，而且最大的孔隙通常出现最大的孔隙通常出现在曲线管道的锚固端在曲线管道的锚固端。在检查的。在检查的14根横向预应力孔根横向预应力孔道中，道中，3根孔道存在钢绞线束暴露在空气中的大空隙，根孔道存在钢绞线束暴露在空气中的大空隙，另外另外3根孔道几乎全部是空的根孔道几乎全部是空的。25 孔道压浆不密实主要原因：孔道压浆不密实主要原因：1、管道堵塞；、管道堵塞；2、浆液质量差，水胶比大，泌水；、浆液质量差，水胶比大，泌水；3、压浆工艺不能保证管道充盈。、压浆工艺不能保证管道充盈。26 波纹管破裂波纹管破裂 波纹管接长不符合要求波纹管接长不符合要求27 管道与锚具处没有接好管道与锚具处没有接好 管道有拐点，穿索容易损坏。管道有拐点，穿索容易损坏。28 压浆管安装位置不对压浆管安装位置不对29 由于管道压浆不密实，预应力筋失去有由于管道压浆不密实，预应力筋失去有效保护而锈蚀导致预应力失效，梁体产生效保护而锈蚀导致预应力失效，梁体产生裂缝，特别是纵向预应力损失过大引起下裂缝，特别是纵向预应力损失过大引起下挠和裂缝的进一步发展，当发展到一定程挠和裂缝的进一步发展，当发展到一定程度，由量变转为质变，使梁体发生结构性度，由量变转为质变，使梁体发生结构性破坏。破坏。30 原因三：预应力施工质量通病原因三：预应力施工质量通病 预应力施工质量通病主要体现在：断丝、滑预应力施工质量通病主要体现在：断丝、滑丝；锚下开裂、下陷；张拉强度和时间失控；锚丝；锚下开裂、下陷；张拉强度和时间失控；锚夹具质量差；绞线在孔道内缠绕；多穿或少穿绞夹具质量差；绞线在孔道内缠绕；多穿或少穿绞线；砼质量、材料质量问题；张拉、压浆作业不线；砼质量、材料质量问题；张拉、压浆作业不规范等等方面。规范等等方面。有问题并不可怕，可怕的是这些问题被隐瞒，有问题并不可怕，可怕的是这些问题被隐瞒，将给结构留下了很大质量、安全隐患。将给结构留下了很大质量、安全隐患。31 1、断丝和滑丝断丝和滑丝 造成断丝和滑丝的原因造成断丝和滑丝的原因预应力钢筋表面或锚具夹片预应力钢筋表面或锚具夹片生锈生锈或有或有油污油污；夹片丝距过小夹片丝距过小硬度不够硬度不够。预应力筋预应力筋安装不规范安装不规范，张拉中预应力筋受力不均，张拉中预应力筋受力不均张拉力过大，失控；张拉力过大，失控；锚具锚具发散锥度尺寸不够；发散锥度尺寸不够；锚垫板锚垫板安装安装倾斜不与管道倾斜不与管道垂直垂直；张拉机具（特别是限位板）与锚具张拉机具（特别是限位板）与锚具不配套不配套造成夹片咬伤造成夹片咬伤钢束或者锚具夹片硬度过大。钢束或者锚具夹片硬度过大。32 钢绞线断丝钢绞线断丝原因：一根钢绞线没有原因：一根钢绞线没有正确装上工具夹片正确装上工具夹片33 钢绞线表面浮锈或水泥浆，张拉前要清理；钢绞线表面浮锈或水泥浆，张拉前要清理；锚具与夹片安装后没有及时张拉，造成生锈锚固不牢。锚具与夹片安装后没有及时张拉，造成生锈锚固不牢。34 2、锚垫板下陷和破裂，锚后混凝土局部开裂锚垫板下陷和破裂，锚后混凝土局部开裂锚垫板后砼不密实或者有空洞，引桥锚垫板下陷，甚至破裂。锚垫板后砼不密实或者有空洞，引桥锚垫板下陷，甚至破裂。35 锚垫板后弹簧螺旋筋过小，且没有紧贴锚垫板，锚垫板承力不够，开裂。锚垫板后弹簧螺旋筋过小，且没有紧贴锚垫板，锚垫板承力不够，开裂。36 锚板没有安装在锚垫板的限位圈内，张拉锚板倾斜锚板没有安装在锚垫板的限位圈内，张拉锚板倾斜37 3、张拉强度与张拉时间失控张拉强度与张拉时间失控为了加快工期，构件砼采用早强剂或提高混凝土配置比强为了加快工期，构件砼采用早强剂或提高混凝土配置比强度，一般度，一般34天混凝土强度就能达到设计强度的天混凝土强度就能达到设计强度的80%以上，以上，有的甚至达到有的甚至达到95%以上，结果梁体混凝土浇筑以上，结果梁体混凝土浇筑34天后即开天后即开始张拉。在此龄期内混凝土的始张拉。在此龄期内混凝土的收缩和徐变并未完成收缩和徐变并未完成，随着，随着龄期的增加所引起的预应力损失过大，且会导致张拉后梁龄期的增加所引起的预应力损失过大，且会导致张拉后梁体反拱度过大。体反拱度过大。用标养砼试件强度代替结构实际强度，用标养砼试件强度代替结构实际强度，张拉强度张拉强度没有达到没有达到要求。要求。38 4、钢绞线穿束时没有梳编，导致绞线在管道内钢绞线穿束时没有梳编，导致绞线在管道内相互缠绕打绞导致单索张拉力不均匀。有的甚至相互缠绕打绞导致单索张拉力不均匀。有的甚至少穿或多穿钢绞线。少穿或多穿钢绞线。5、材料质量问题：材料质量问题：主要材料，如钢绞线、锚、夹具、水泥及外主要材料，如钢绞线、锚、夹具、水泥及外加剂、波纹管、压浆材料等未按规定频率送检，加剂、波纹管、压浆材料等未按规定频率送检，导致质量失控，埋下了结构质量隐患。导致质量失控，埋下了结构质量隐患。39 1）最终成型的预应力孔道线形与设计线形相差较大。）最终成型的预应力孔道线形与设计线形相差较大。2）在现场加工时，采用了加热、焊接或电弧切割等错）在现场加工时，采用了加热、焊接或电弧切割等错误方法，造成张拉时钢绞线脆性断裂。误方法，造成张拉时钢绞线脆性断裂。3）张拉机具质量较差，未按规定标定和使用。千斤顶、）张拉机具质量较差，未按规定标定和使用。千斤顶、压力表和油泵应当是一个完整的张拉施力系统，必须压力表和油泵应当是一个完整的张拉施力系统，必须现场整体标定，实际上却是分割标定现场整体标定，实际上却是分割标定只标定千斤只标定千斤顶与压力表，往往导致张拉张拉力偏大或偏小。顶与压力表，往往导致张拉张拉力偏大或偏小。4）张拉实际伸长值超出理论计算范围，预拱度达不到）张拉实际伸长值超出理论计算范围，预拱度达不到或者超过理论计算值。或者超过理论计算值。6、其他常见问题：、其他常见问题：40 5）张拉顺序未按设计要求进行操作，构件受力严重不）张拉顺序未按设计要求进行操作，构件受力严重不对称，造成构件在张拉后发生扭曲变形、侧向弯曲或对称，造成构件在张拉后发生扭曲变形、侧向弯曲或翘曲。张拉加载速度、停顿点、持荷时间随意性大。翘曲。张拉加载速度、停顿点、持荷时间随意性大。6）混凝土和浆液质量问题。混凝土原材料（特别是集）混凝土和浆液质量问题。混凝土原材料（特别是集料）质量不稳定，为了保证砼强度，工地不得不加大料）质量不稳定，为了保证砼强度，工地不得不加大水泥用量，导致结构混凝土裂缝增多。为了提高流动水泥用量，导致结构混凝土裂缝增多。为了提高流动度，加水导致水胶比过大。度，加水导致水胶比过大。7）钢筋保护层厚度不够，底板或顶板厚度失控。）钢筋保护层厚度不够，底板或顶板厚度失控。8）张拉和压浆记录混乱、失真。）张拉和压浆记录混乱、失真。41 病害案例病害案例在对某高速公路进行单片梁板静载试验时，外观检测时发现的钢筋保护层厚度严重不够，部分钢筋露筋。42 43 预应力张拉质量差预应力张拉质量差施工质量通病施工质量通病管道压浆不饱满管道压浆不饱满结构生命受损结构生命受损预应力不合格预应力不合格钢绞线锈蚀钢绞线锈蚀留下质量隐患留下质量隐患44 世界桥梁垮塌趋势世界桥梁垮塌趋势45 让中国桥梁更安全让中国桥梁更安全1梳编穿束工艺2智能张拉技术3循环智能压浆工艺46 梳编穿束不当会严重影响梳编穿束不当会严重影响各绞线受力的均匀性各绞线受力的均匀性1、钢绞线梳编穿束工艺钢绞线梳编穿束工艺47 为了避免单根穿束引起的绞线相互缠绕，导致张拉时绞线受力严重不均，应采用整束穿束系统进行穿束，此工艺已在工程中得到应用，对多索、长索效果更加明显，示意如下：1.梳束板（或锚具）2.钢绞线3.扎丝4.绑扎胶带5.牵引螺塞锚具1锚具248 梳编穿束工艺现场培训梳编穿束工艺现场培训49 钢绞线和锚具编号钢绞线和锚具编号50 梳束梳束51 整束穿束整束穿束52 施工单位采用梳编穿束工艺，在熟练掌施工单位采用梳编穿束工艺，在熟练掌握后不仅不会耽误工期，还能大大提高工握后不仅不会耽误工期，还能大大提高工作效率，并消除各根绞线受力不均引起的作效率，并消除各根绞线受力不均引起的滑丝、断丝等事故，是保证有效预应力均滑丝、断丝等事故，是保证有效预应力均匀度的根本措施。匀度的根本措施。53 2、预应力智能张拉技术、预应力智能张拉技术（1）传统张拉之特点（2）智能张拉技术概要（3）传统张拉与智能张拉之比较（4）智能张拉系统应用效果54 桥梁预应力传统张拉工艺的特点：桥梁预应力传统张拉工艺的特点：可概括为可概括为:1、人工手动驱动油泵、人工手动驱动油泵;2、根据压力表读数控制张拉力、根据压力表读数控制张拉力;3、待压力表读数达到预定值时，用钢尺人工、待压力表读数达到预定值时，用钢尺人工测量张拉伸长值测量张拉伸长值;4、人工记录张拉数据。、人工记录张拉数据。55 56 通过对通过对1200多片简支梁和七座连续刚构多片简支梁和七座连续刚构梁桥的预应力检测数据分析，这种传统的张梁桥的预应力检测数据分析，这种传统的张拉工艺存在如下主要问题：拉工艺存在如下主要问题：1、张拉力控制误差过大张拉力控制误差过大,达达15%；2、绞线伸长值测量不及时、准确，未能实现绞线伸长值测量不及时、准确，未能实现 张拉力和伸长值的双重同步控制；张拉力和伸长值的双重同步控制；3、张拉过程很不规范张拉过程很不规范,预应力损失大；预应力损失大；4、两端对称张拉不同步两端对称张拉不同步,结构受力不均；结构受力不均；5、人工记录数据，质量隐患被掩盖。人工记录数据，质量隐患被掩盖。57 可见，传统的预应力张拉工艺人为操作误可见，传统的预应力张拉工艺人为操作误差大，张拉过程不规范，难以掌握和控制张差大，张拉过程不规范，难以掌握和控制张拉质量拉质量。因此，充分利用现代科技成果，特别是信因此，充分利用现代科技成果，特别是信息技术，改进传统的预应力张拉工艺是目前预息技术，改进传统的预应力张拉工艺是目前预应力混凝土施工中迫切需要解决的问题。应力混凝土施工中迫切需要解决的问题。58 系统结构图系统结构图59 桥梁预应力智能张拉系统主要组成部分有：桥梁预应力智能张拉系统主要组成部分有：1 智能张拉系统平台智能张拉系统平台2 LZ5903LZ5903智能张拉仪智能张拉仪3 智能千斤顶智能千斤顶60 智能张拉仪智能张拉仪张拉系统控制平台张拉系统控制平台智能千斤顶智能千斤顶61 智能张拉系统主要功能特点智能张拉系统主要功能特点 精确施加应力精确施加应力 系统能精确控制施加的预应力力值，将误差范围由传统系统能精确控制施加的预应力力值，将误差范围由传统张拉的张拉的15缩小到缩小到1。（2011版桥涵施工技术规范版桥涵施工技术规范7.12.2 第第2款规定款规定“张拉力控制应力的精度宜为张拉力控制应力的精度宜为1.5”）及时校核伸长量，实现及时校核伸长量，实现“双控双控”实时采集钢绞线伸长量，自动计算伸长量，及时校核伸实时采集钢绞线伸长量，自动计算伸长量，及时校核伸长量是否在长量是否在6%范围内，实现应力与伸长量同步范围内，实现应力与伸长量同步“双控双控”。对称同步张拉对称同步张拉 一台计算机控制两台或多台千斤顶同时、同步对称张拉，一台计算机控制两台或多台千斤顶同时、同步对称张拉，实现实现“多顶同步张拉多顶同步张拉”工艺工艺。（规范（规范7.12.2 第第1款规定款规定“各千斤各千斤顶之间同步张拉力的允许误差为顶之间同步张拉力的允许误差为2）62 智能张拉系统主要功能特点智能张拉系统主要功能特点 智能控制张拉过程，减少预应力损失智能控制张拉过程，减少预应力损失 张拉程序智能控制，不受人为、环境因素影响；停顿张拉程序智能控制，不受人为、环境因素影响；停顿点、加载速率、持荷时间等张拉过程要素完全符合桥梁设点、加载速率、持荷时间等张拉过程要素完全符合桥梁设计和施工技术规范要求计和施工技术规范要求。（规范规定持荷时间为（规范规定持荷时间为5分钟）分钟）最大限度减少了张拉过程的预应力损失。最大限度减少了张拉过程的预应力损失。质量管理和远程监控功能质量管理和远程监控功能 可实现质量远程监控，张拉过程真实记录，真实掌握质可实现质量远程监控，张拉过程真实记录，真实掌握质量状况，质量责任永久追溯。量状况，质量责任永久追溯。63 张拉过程再现，张拉加载力、伸长量、加载速率、停顿点、张拉过程再现，张拉加载力、伸长量、加载速率、停顿点、持荷时间等张拉要素真实记录，一览无余，永久追溯。持荷时间等张拉要素真实记录，一览无余，永久追溯。64 一键完成张拉一键完成张拉！65 技术经济比较表技术经济比较表 智能压浆与传统张拉之比较智能压浆与传统张拉之比较66 技术经济比较表技术经济比较表67 6868 传统张拉与智能张拉比对试验传统张拉与智能张拉比对试验 压力传感器压力传感器传感器显示传感器显示游标卡尺测量伸长量游标卡尺测量伸长量电脑显示电脑显示69 70 表表1 工程实体试验张拉力精度对比分析工程实体试验张拉力精度对比分析71 表表2 位移传感器与游标卡尺测量伸长量准确度分析位移传感器与游标卡尺测量伸长量准确度分析72 表表3 智能张拉与传统张拉同步性对比分析（张拉力）智能张拉与传统张拉同步性对比分析（张拉力）73 智能张拉系统应用效果智能张拉系统应用效果智能张拉技术应用效果智能张拉技术应用效果.doc 74 3、大循环智能压浆工艺、大循环智能压浆工艺 预应力智能张拉技术有力地保证了预应力预应力智能张拉技术有力地保证了预应力张拉施工质量。张拉施工质量。然而再好的张拉技术也必须在管道压浆密然而再好的张拉技术也必须在管道压浆密实的条件下才能保证结构的耐久性。实的条件下才能保证结构的耐久性。张拉质量张拉质量+压浆质量压浆质量 桥梁安全、耐久桥梁安全、耐久75 2011版公路桥涵施工技术规范：版公路桥涵施工技术规范：将压浆质量提高到了前所未有的高度。将压浆质量提高到了前所未有的高度。总的目标：总的目标：“低水胶比、高流动度、零泌水率低水胶比、高流动度、零泌水率”。从两个方面来保证目标的实现：从两个方面来保证目标的实现：1、对压浆材料提出了严格的技术要求；、对压浆材料提出了严格的技术要求；2、采用先进的压浆工艺、采用先进的压浆工艺76 普通压浆工艺普通压浆工艺真空压浆工艺真空压浆工艺位于梁底部的两根管位于梁底部的两根管位于梁顶部的两根管位于梁顶部的两根管77 工程实践证明：工程实践证明：真空压浆工艺明显优于普通压浆工艺，但是，真真空压浆工艺明显优于普通压浆工艺，但是，真空压浆存在以下缺陷：空压浆存在以下缺陷：孔道的两端高差较大时，孔道最高点顶部仍会孔道的两端高差较大时，孔道最高点顶部仍会出现空洞；出现空洞；孔道有倾角时，在倾角处浆液会产生先流现象；孔道有倾角时，在倾角处浆液会产生先流现象；真空负压不易实现。真空负压不易实现。78 解决之道：解决之道：1、采用专用压浆材料或压浆剂、采用专用压浆材料或压浆剂2、采用大循环智能压浆工艺、采用大循环智能压浆工艺浆液持续进出循环，排空空气浆液持续进出循环，排空空气压力控制，流量校核，保证压入管道内浆压力控制，流量校核，保证压入管道内浆液的充盈度液的充盈度实时检测浆液水胶比是否符合要求实时检测浆液水胶比是否符合要求79 系统结构图系统结构图80 压浆现场压浆现场81 主要系统功能特点主要系统功能特点u浆液满管路浆液满管路持续循环持续循环排除管道内空气排除管道内空气管道内浆液从出浆口导流至储浆桶，再从进浆口泵入管道内浆液从出浆口导流至储浆桶，再从进浆口泵入管道，形成大循环回路，浆液在管道内持续循环，通过调管道，形成大循环回路，浆液在管道内持续循环，通过调整压力和流量，将管道内空气通过出浆口和钢绞线丝间空整压力和流量，将管道内空气通过出浆口和钢绞线丝间空隙完全排出，还可带出孔道内残留杂质。隙完全排出，还可带出孔道内残留杂质。气泡排出气泡排出82 u三参数（压力、水胶比、流量）控制。三参数（压力、水胶比、流量）控制。（1）精确调节和保持灌浆压力）精确调节和保持灌浆压力 自动实测管道压力损失，以出浆口满足规范最低压力值自动实测管道压力损失，以出浆口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。的压力。（2011版桥涵施工技术规范版桥涵施工技术规范7.9.8条规定条规定“对对水平或曲线管道，压浆压力宜为水平或曲线管道，压浆压力宜为0.5 0.7MPa关闭出浆口关闭出浆口后宜保持一个不小于后宜保持一个不小于0.5MPa的稳压期的稳压期35min）当进、出浆当进、出浆口压力差保持稳定后，判定管道充盈。口压力差保持稳定后，判定管道充盈。（2）实时监测流量、自动计算管道内浆液体积）实时监测流量、自动计算管道内浆液体积实时监测进浆、返浆流量及计算管道内浆液体积与充盈实时监测进浆、返浆流量及计算管道内浆液体积与充盈程度程度。（3）实时监测水胶比）实时监测水胶比水胶比测试仪可实时监测浆液水胶比，当实测水胶比超水胶比测试仪可实时监测浆液水胶比，当实测水胶比超过规范要求时及时给出警示信息。过规范要求时及时给出警示信息。（2011版桥涵施工技术规版桥涵施工技术规范范7.9.3条规定条规定“浆液水胶比宜为浆液水胶比宜为0.260.28）83 一次压注双孔，提高工效一次压注双孔，提高工效对于跨径对于跨径50m内的预制梁，单孔长度小于内的预制梁，单孔长度小于55m的预应的预应力管道均可双孔同时压浆，从位置较低的一孔压入，从位力管道均可双孔同时压浆，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，节约劳动力，提高工效置较高的一孔压出回流至储浆桶，节约劳动力，提高工效100%。循环回路循环回路出浆口出浆口进浆口进浆口84 u实现高速制浆实现高速制浆系统集成了高速制浆机，该设备将水泥、压浆剂和系统集成了高速制浆机，该设备将水泥、压浆剂和水进行高速搅拌，其转速为水进行高速搅拌，其转速为1420r/min,叶片线速度叶片线速度10m/s，能完全满足规范要求。，能完全满足规范要求。（2011版桥涵施工技版桥涵施工技术规范术规范7.9.4条规定条规定“搅拌机的转速应不低于搅拌机的转速应不低于1000 r/min,其叶片的线速度不宜小于其叶片的线速度不宜小于10m/s。）。）压浆完成后出浆口压浆完成后出浆口85 u规范压浆过程，实现远程监控规范压浆过程，实现远程监控灌浆过程由计算机程序控制，不受人为因素影响，灌浆过程由计算机程序控制，不受人为因素影响，准确监测到浆液的水胶比、灌浆压力、稳压时间、流量准确监测到浆液的水胶比、灌浆压力、稳压时间、流量及充盈度各个指标，自动记录，并打印报表。无线传输及充盈度各个指标，自动记录，并打印报表。无线传输将数据实时反馈至相关部门，实现预应力管道压浆的远将数据实时反馈至相关部门，实现预应力管道压浆的远程监控。程监控。86 u系统集成度高，简单适用系统集成度高，简单适用 系系统统将将高高速速制制浆浆机机、储储浆浆桶桶、水水胶胶比比测测试试仪仪、进进浆浆测测控控仪仪、返返浆浆测测控控仪仪、压压浆浆泵泵集集成成于于一一体体，现现场场使使用用只只须须将将进进浆浆管管、返返浆浆管管与与预预应应力力管管道道对对接接，无无需需增增加加管管道道长长度度，即即可可进进行行压压浆浆施施工工。操操作作十十分分简简单单，适适用用于于各各种结构的管道压浆。种结构的管道压浆。87 管道截面压浆密实度对比管道截面压浆密实度对比88 技术经济比较表技术经济比较表89 技术经济比较表（续）技术经济比较表（续）90 交通运输部工程质量监督局李彦武局长认为：“精确、稳定、可控、自动、安全”，值得推广，要加强宣传推广。91 系统推广用情况系统推广用情况 截止到目前，系统已经在湖南省截止到目前，系统已经在湖南省30条高速条高速公路，全国公路，全国13省区市相继采用智能张拉、压浆省区市相继采用智能张拉、压浆系统，已逐渐成为预应力施工工艺技术发展的系统，已逐渐成为预应力施工工艺技术发展的新趋势。新趋势。92 93 94 桥梁公司举办桥梁施工预应力智能张拉施工技术培训桥梁公司举办桥梁施工预应力智能张拉施工技术培训2011-6-3011:25:07铁路建设报特约通讯员：赖俊陈继贾欢乐阅读620次月日，集团公司首例桥梁预应力智能张拉施工技术现场培训，在桥梁公司张花高速青坪大桥号墩墩顶举行，此次培训内容主要为悬臂浇筑中号块纵向预应力智能张拉施工技术。95 经济效益分析经济效益分析 传统张拉需要两端各传统张拉需要两端各1人操作油泵、各人操作油泵、各1人人量测伸长量、各量测伸长量、各1人记录张拉数据，共需人记录张拉数据，共需6人同人同时作业。智能张拉只需时作业。智能张拉只需1人操作电脑，人操作电脑，1人照看人照看张拉现场，共可张拉现场，共可2人可完成张拉。节约人可完成张拉。节约4人，效人，效益可观。按益可观。按4人每月工资、费用人每月工资、费用2万元计算，按万元计算，按2年工期计算，可节约人力成本年工期计算，可节约人力成本48万元。万元。96 传统压浆工艺必须采用高性能压浆剂，以一传统压浆工艺必须采用高性能压浆剂，以一个梁场个梁场500片梁计片梁计,需增加费用需增加费用70万元。万元。智能压浆工艺不依赖特殊压浆材料，可采用智能压浆工艺不依赖特殊压浆材料，可采用普通压浆剂改善浆液性能，可节约材料费用普通压浆剂改善浆液性能，可节约材料费用40万万元。元。由于实现双孔同时压浆，提高工效由于实现双孔同时压浆，提高工效100%，节省人工节省人工50%，经济效益明显。，经济效益明显。97 和传统张拉与压浆相比，预应力智能张拉、和传统张拉与压浆相比，预应力智能张拉、压浆系统配套使用后，能让混凝土构件形成牢固压浆系统配套使用后，能让混凝土构件形成牢固的有效预应力体系，显著延长预应力结构生命，的有效预应力体系，显著延长预应力结构生命，保证桥梁结构安全和耐久性，有利于保障人民生保证桥梁结构安全和耐久性，有利于保障人民生命财产安全，降低桥梁全寿命周期成本。命财产安全，降低桥梁全寿命周期成本。98 “十二五十二五”期间，全国高速公路通车里程将达期间，全国高速公路通车里程将达到到8.3万公里，公路桥梁建设规模巨大。以湖南万公里，公路桥梁建设规模巨大。以湖南省为例，其在建高速公路桥梁长度就达到了省为例，其在建高速公路桥梁长度就达到了800公里，投资约公里，投资约900亿元。若消除预应力张拉不合亿元。若消除预应力张拉不合格和管道压浆不密实导致的桥梁病害，以延长结格和管道压浆不密实导致的桥梁病害，以延长结构使用寿命构使用寿命10%来估算，可节约后期桥梁养护和来估算，可节约后期桥梁养护和加固资金投入约加固资金投入约90亿元，全国交通行业若推广使亿元，全国交通行业若推广使用，发挥的经济效益将有数千亿元之巨，如果推用，发挥的经济效益将有数千亿元之巨，如果推广至高铁、市政等其他行业，产生在经济效益难广至高铁、市政等其他行业，产生在经济效益难以估量。以估量。99 课题已被交通运输部纳入了由部公路课题已被交通运输部纳入了由部公路科研院和部质量监督总站牵头承担的科研院和部质量监督总站牵头承担的公路工程施工质量安全智能控制与远公路工程施工质量安全智能控制与远程监控科研课题的一部分继续进行深程监控科研课题的一部分继续进行深入研究。入研究。100 结结 语语 坚持钢绞线梳编穿束工艺，采用智坚持钢绞线梳编穿束工艺，采用智能张拉技术和循环压浆工艺，推进精细能张拉技术和循环压浆工艺，推进精细化施工，是在现行技术条件下保证桥梁化施工，是在现行技术条件下保证桥梁结构的设计预应力度，防止预应力桥梁结构的设计预应力度，防止预应力桥梁开裂和超限下挠，保证桥梁结构的安全开裂和超限下挠，保证桥梁结构的安全和耐久性的最佳途径。和耐久性的最佳途径。101