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湖南永州市交通勘察设计院 湖南永州 425000
摘要：预应力压浆是保证预应力质量好坏的关键环节。基于传统压浆的缺陷，进行了预应力智能压浆技术在现浇箱梁中的应用研究，对比考察了智能压浆与传统压浆在压浆压力、压浆材料水胶比控制、压浆端口密实度等关键控制因素的效果，同时对现浇箱梁长孔道压浆技术方案进行了探索，确定适合长孔道压浆的技术方案。应用研究表明：智能压浆压浆较传统压浆能够合理的控制压浆压力大小、压浆材料的水灰比，而且压浆饱满密实。采用2台智能压浆设备进行2孔智能循环压浆能够解决长孔道压浆压力损失大、浆液流动度损失大的缺点。
关键词：智能压浆；传统压浆；压浆压力；水胶比；密实度
1.引言
后张预应力桥梁以其良好的受力性能和跨度能力大等特点被广泛运用到实际工程当中[1]-[2]。然而预应力在张拉之后的压浆工艺受到传统压浆工艺人为因素的影响，压浆质量往往不能得到保证，直接降低了桥梁结构的耐久性能[3]。因桥梁结构压浆不密实导致桥梁的事故屡见不鲜。国内外大量的研究者进行了压浆工艺的研究，安徽省公开了一种后张法的压浆工艺，该压浆工艺是在管道的两端安装相应的压力及流量监测仪器，进行半自动的压浆指标捕捉，使得压浆部分指标得到较好的监测。基于控压浆工艺，中铁十一局研究得到了一种真空压浆密封罩，较好的解决了压浆锚头密封的问题。随着压浆技术的发展，智能压浆技术应运而生并且得到了广泛的运用和发展[4]-[5]，通过控制压浆中的各项指标来使得压浆密实度得到较好的控制。本文依托现浇箱梁预应力压浆施工，进行了智能压浆技术的应用研究，对比考察了传统压浆和智能压浆的压浆效果，同时基于现浇箱梁中的长孔道难以压浆饱满的问题进行了智能循环压浆工艺的研究，旨在为智能压浆技术在其他地区的应用提供较好的依据和工艺借鉴。
2.预应力智能压浆技术
2.1智能压浆技术工作原理
智能压浆技术相对于传统压浆，最核心的特点是变人为控制指标为数控系统控制指标。能够较好的实现压浆水胶比、压力大小、压浆量、稳压时间、压浆质量的控制，并满足规范要求。该技术是通过带压的浆液在预应力孔道内持续循环，来带走孔道内的空气，并能够及时发现孔道堵塞等问题。其主要的构成系统有：系统控制主机、测控系统、循环压浆系统。智能张拉系统结构图如图1所示。
图1 预应力智能压浆系统系统结构图
2.2智能压浆技术的压浆工艺控制流程
智能压浆技术的压浆工艺控制流程如下图所示：
图2张拉控制系统结构图
2.3智能压浆质量控制要点
相对于传统压浆，智能压浆技术的质量控制要点如下：
（1）水胶比准确控制
压浆浆液的水胶比控制是保证压浆浆液质量的关键点。系统按照输入的水胶比自动控制加水量，保证浆液的水胶比满足要求。
（2）压力准确控制
在管道进出口安装了压浆测控仪，进行全过程的压力测试，并利用三缸活塞泵加压实现其稳压的过程。
（3）循环排除空气
采用带压循环的方式持续在管道内循环流动浆液，同时通过调整压浆压力和流量来排除管道内空隙和杂质。
（4）自动控制
系统集成了PLC控制系统，实现整个过程的自动化过程，同时压浆数据能够真实的保存。
（5）数据记录真实可靠，压浆过程可溯源回放
系统通过实时捕捉压力、流量等随时间变化的曲线，来真实记录整个压浆过程，并且这些曲线能够溯源回放。
（6）实现远程监控
通过无线电，能够实现压浆数据的远程传输，更加利于项目各方的管理。
3.智能压浆和传统张拉在现浇箱梁中的技术对比
3.1试验方法
某施工现场采用与4箱式现浇箱梁等比例的单箱式梁6孔预应力孔道进行智能压浆和传统压浆的对比试验研究。其中智能压浆和传统压浆试验分别为3孔，分别为关于箱式中轴对称，预应力孔道长30m左右。
3.2 压浆结果对比分析
（1）压浆断面饱满度
待压浆浆液达到一定强度后，采用破损的方法进行了梁体的切割试验，查看不同断面的压浆效果。其结果见下表1所示。
表1 智能压浆和传统压浆的压浆断面密实度统计
项目 断面总数 空洞断面数 压浆理论
体积（m3） 灌浆体积
（m3） 饱满度
传统压浆 7 6 0.54 0.39 72.2%
智能压浆 7 0 0.54 0.54 100%
从表1可知，智能压浆饱满度达到了100%，而传统压浆饱满度仅为72.2%，压浆效果较差。智能压浆效果较传统压浆效果好。
（2）压浆技术参数对比
表2 智能压浆和传统压浆的压浆技术参数对比
项目 水胶比 初始流动度 进浆口压力
大小（MPa） 压浆压力差 浆液自由泌
水率（3h）
传统压浆 0.27（精度低） 20s 1.2（平均值） 不能监测 0%
智能压浆 0.27 18s 0.7 0.15 0%
从表2可知，传统压浆初始流动度较规范值10～17s较大，尽管控制了水胶比，但是精度低，进浆口压浆压力大但是不稳定，平均值超过了1MPa，较规范值大，容易造成压爆管和梁。智能压浆可以严格控制水胶比，从而保证了浆液的初始流动度满足规范要求。而且压浆过程中，能够保证进浆口压力在0.5～0.7MPa，自动稳压，可监测压力损失。
对比试验表明，智能压浆通过多系统回路监控，实现了压浆过程中各项指标的精确控制，保证了压浆质量，比传统压浆各项功能均优越。
4.智能压浆在长孔道压浆中的工艺运用
4.1长孔道压浆技术难点
（1）压浆压力和浆液质量控制
长孔道管道收到管道摩擦和内壁粘性的影响，压浆压力损失大，浆液流动性减弱。因而影响压浆质量。
（2）浆液的制备
摘要：预应力压浆是保证预应力质量好坏的关键环节。基于传统压浆的缺陷，进行了预应力智能压浆技术在现浇箱梁中的应用研究，对比考察了智能压浆与传统压浆在压浆压力、压浆材料水胶比控制、压浆端口密实度等关键控制因素的效果，同时对现浇箱梁长孔道压浆技术方案进行了探索，确定适合长孔道压浆的技术方案。应用研究表明：智能压浆压浆较传统压浆能够合理的控制压浆压力大小、压浆材料的水灰比，而且压浆饱满密实。采用2台智能压浆设备进行2孔智能循环压浆能够解决长孔道压浆压力损失大、浆液流动度损失大的缺点。
关键词：智能压浆；传统压浆；压浆压力；水胶比；密实度
1.引言
后张预应力桥梁以其良好的受力性能和跨度能力大等特点被广泛运用到实际工程当中[1]-[2]。然而预应力在张拉之后的压浆工艺受到传统压浆工艺人为因素的影响，压浆质量往往不能得到保证，直接降低了桥梁结构的耐久性能[3]。因桥梁结构压浆不密实导致桥梁的事故屡见不鲜。国内外大量的研究者进行了压浆工艺的研究，安徽省公开了一种后张法的压浆工艺，该压浆工艺是在管道的两端安装相应的压力及流量监测仪器，进行半自动的压浆指标捕捉，使得压浆部分指标得到较好的监测。基于控压浆工艺，中铁十一局研究得到了一种真空压浆密封罩，较好的解决了压浆锚头密封的问题。随着压浆技术的发展，智能压浆技术应运而生并且得到了广泛的运用和发展[4]-[5]，通过控制压浆中的各项指标来使得压浆密实度得到较好的控制。本文依托现浇箱梁预应力压浆施工，进行了智能压浆技术的应用研究，对比考察了传统压浆和智能压浆的压浆效果，同时基于现浇箱梁中的长孔道难以压浆饱满的问题进行了智能循环压浆工艺的研究，旨在为智能压浆技术在其他地区的应用提供较好的依据和工艺借鉴。
2.预应力智能压浆技术
2.1智能压浆技术工作原理
智能压浆技术相对于传统压浆，最核心的特点是变人为控制指标为数控系统控制指标。能够较好的实现压浆水胶比、压力大小、压浆量、稳压时间、压浆质量的控制，并满足规范要求。该技术是通过带压的浆液在预应力孔道内持续循环，来带走孔道内的空气，并能够及时发现孔道堵塞等问题。其主要的构成系统有：系统控制主机、测控系统、循环压浆系统。智能张拉系统结构图如图1所示。
图1 预应力智能压浆系统系统结构图
2.2智能压浆技术的压浆工艺控制流程
智能压浆技术的压浆工艺控制流程如下图所示：
图2张拉控制系统结构图
2.3智能压浆质量控制要点
相对于传统压浆，智能压浆技术的质量控制要点如下：
（1）水胶比准确控制
压浆浆液的水胶比控制是保证压浆浆液质量的关键点。系统按照输入的水胶比自动控制加水量，保证浆液的水胶比满足要求。
（2）压力准确控制
在管道进出口安装了压浆测控仪，进行全过程的压力测试，并利用三缸活塞泵加压实现其稳压的过程。
（3）循环排除空气
采用带压循环的方式持续在管道内循环流动浆液，同时通过调整压浆压力和流量来排除管道内空隙和杂质。
（4）自动控制
系统集成了PLC控制系统，实现整个过程的自动化过程，同时压浆数据能够真实的保存。
（5）数据记录真实可靠，压浆过程可溯源回放
系统通过实时捕捉压力、流量等随时间变化的曲线，来真实记录整个压浆过程，并且这些曲线能够溯源回放。
（6）实现远程监控
通过无线电，能够实现压浆数据的远程传输，更加利于项目各方的管理。
3.智能压浆和传统张拉在现浇箱梁中的技术对比
3.1试验方法
某施工现场采用与4箱式现浇箱梁等比例的单箱式梁6孔预应力孔道进行智能压浆和传统压浆的对比试验研究。其中智能压浆和传统压浆试验分别为3孔，分别为关于箱式中轴对称，预应力孔道长30m左右。
3.2 压浆结果对比分析
（1）压浆断面饱满度
待压浆浆液达到一定强度后，采用破损的方法进行了梁体的切割试验，查看不同断面的压浆效果。其结果见下表1所示。
表1 智能压浆和传统压浆的压浆断面密实度统计
项目 断面总数 空洞断面数 压浆理论
体积（m3） 灌浆体积
（m3） 饱满度
传统压浆 7 6 0.54 0.39 72.2%
智能压浆 7 0 0.54 0.54 100%
从表1可知，智能压浆饱满度达到了100%，而传统压浆饱满度仅为72.2%，压浆效果较差。智能压浆效果较传统压浆效果好。
（2）压浆技术参数对比
表2 智能压浆和传统压浆的压浆技术参数对比
项目 水胶比 初始流动度 进浆口压力
大小（MPa） 压浆压力差 浆液自由泌
水率（3h）
传统压浆 0.27（精度低） 20s 1.2（平均值） 不能监测 0%
智能压浆 0.27 18s 0.7 0.15 0%
从表2可知，传统压浆初始流动度较规范值10～17s较大，尽管控制了水胶比，但是精度低，进浆口压浆压力大但是不稳定，平均值超过了1MPa，较规范值大，容易造成压爆管和梁。智能压浆可以严格控制水胶比，从而保证了浆液的初始流动度满足规范要求。而且压浆过程中，能够保证进浆口压力在0.5～0.7MPa，自动稳压，可监测压力损失。
对比试验表明，智能压浆通过多系统回路监控，实现了压浆过程中各项指标的精确控制，保证了压浆质量，比传统压浆各项功能均优越。
4.智能压浆在长孔道压浆中的工艺运用
4.1长孔道压浆技术难点
（1）压浆压力和浆液质量控制
长孔道管道收到管道摩擦和内壁粘性的影响，压浆压力损失大，浆液流动性减弱。因而影响压浆质量。
（2）浆液的制备