一、工艺原理

1、智能张拉系统工艺原理

桥梁预应力智能张拉系统指一种预应力自动张拉设备及其计算机控制系统,主要由预应力智能张拉仪、智能千斤顶、自带无线网卡的笔记本电脑、高压油管等组成。其以应力为控制指标,伸长量误差作为校对指标,系统通过传感技术采集每台张拉设备(千斤顶)的工作压力和钢绞线的伸长值(含回缩量)等数据,实时将数据传输给系统主机进行分析判断,同时张拉设备(泵站)接收系统指令,实现张拉力及加载速度实时精确控制。系统还根据预设程序,由主机发出指令,同步控制每台设备的每一个机械动作,自动完成整个张拉过程。

桥梁预应力智能张拉压浆系统施工工法智能张拉系统工艺原理示意图

(1)预应力智能张拉仪

此设备为超高压动力输出装置,它的作用主要是为梁体的张拉装置(千斤顶)提供可靠、稳定的提升动力,具有提升、保压、回程等功能。该设备能够精准的实现程序设定的命令,通过无线通讯接口确保数据通讯的可靠交互。

桥梁预应力智能张拉压浆系统施工工法

桥梁预应力智能张拉压浆系统施工工法

智能张拉仪结构示意图

(2)智能千斤顶

采用新型密封件,高压自增强油缸强度,优化千斤顶结构尺寸,在保证千斤顶行程,油压不变的前提下,重量比常规穿心式千斤顶减轻30%~45%,使千斤顶的重量出力比达到0.6:1,同时千斤顶长度和外径减小,能减小预留钢绞线的长度,可广泛应用于先张法和后张法的预应力施工。自身附带电子位移传感器,用于千斤顶内缸伸长量的测试。具有精度高、误差小、量程大、移动平顺等特点;自身附带高精度压力传感器,能精准测量千斤顶输出的力值。

桥梁预应力智能张拉压浆系统施工工法

桥梁预应力智能张拉压浆系统施工工法

智能千斤顶及其尺寸(150T)示意图

2、智能大循环压浆系统工艺原理

大循环预应力管道智能压浆系统特指预应力自动压浆装置及其计算机控制系统,其主要技术原理如下:

系统由系统主机、测控系统、循环压浆系统组成。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。

在管道进、出浆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。

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,同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。

桥梁预应力智能张拉压浆系统施工工法预应力智能压浆系统结构示意图

二、智能张拉施工工艺流程及操作要点

1、智能张拉施工工艺

桥梁预应力智能张拉压浆系统施工工法智能张拉施工工艺流程图

2、智能张拉准备工作

(1)电线连接

由专业电工连接好三相电源(连接三根火线),接电箱中,一般数字2、4 、6位置代表火线,字母N代表零线。不应该剪断或拆除接线插头,连接电线以后,用试电笔检查电源是否正常。严禁带电状态下作电线连接操作。

请见电线连接示意图,其中2、4、6位置代表火线,N位置代表零线;右侧图指明仪器插头中连接火线的位置。靠近凹槽位置的一孔不连接电线。

桥梁预应力智能张拉压浆系统施工工法

桥梁预应力智能张拉压浆系统施工工法

电线连接示意图

(2)油管连接

连接好油管:仔细检查油嘴及接头是否有杂质,必须将其擦拭干净,确保进油管与回油管不被混淆。回油管在千斤顶的安装位置为张拉时千斤顶远离梁板的一段,即千斤顶安装了黑色安全阀的一端;油管连接处必须使用铜垫片以防止漏油。油管的保护弹簧应当靠近油嘴处以延长油管使用寿命。

桥梁预应力智能张拉压浆系统施工工法

桥梁预应力智能张拉压浆系统施工工法

油管连接位置示意图

(3)专用千斤顶、天线、数据线安装

安装好限位板以后,起吊专用千斤顶。千斤顶必须采用钢丝绳起吊以确保安全。起吊之后,安装好工具锚、工具夹片。工具夹片的安装必须符合《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T F50-2011)相关要求。工具夹片未起作用或未完全起作用都会导致最终伸长量误差偏大。然后连接张拉仪与千斤顶的数据线,张拉一孔完毕,不得拉扯该数据线用于移动千斤顶。为了使钢绞线受力均匀,应当采用梳编穿束工艺,接下来安装好仪器天线。

(4)千斤顶钢丝绳、仪器天线安装

桥梁预应力智能张拉压浆系统施工工法

桥梁预应力智能张拉压浆系统施工工法

千斤顶、仪器天线连接位置示意图

(5)数据线连接

桥梁预应力智能张拉压浆系统施工工法数据线连接位置示意图

(6)锚具安装

桥梁预应力智能张拉压浆系统施工工法

桥梁预应力智能张拉压浆系统施工工法

锚具安装示意图

安装完毕,计算机操作人员对以上安装步骤和部件进行检查。

3、张拉施工智能操作要点

(1)控制软件回到主界面,检查软件左下角的状态栏,显示正常,右上角的"张拉梁号"正确,"第1次"张拉为准备状态。

(2)再次检查确定梁板的两端千斤顶安装正确,然后启动梁板两端设备(按下绿色"油泵启动"按钮),启动设备,电机运转声音正常,平顺。仪器进行5分钟预热;温度低于10摄氏度时,进行15~30分钟预热。

(3)通知梁板两边工作人员,注意安全。点击控制软件的"开始张拉"按键,"第1次张拉施工"启动,此时密切注意在电脑上观测压力值和位移值是否正常,有异常立即点击"暂停张拉"并进行相关检查。电脑在张拉施工过程中严禁运行其他程序,操作人员时刻关注相关数值,严禁离开控制台。

(4)在张拉过程中应密切注意梁板两端设备和千斤顶的工作情况,注意安全,如有异常情况立即单击"暂停张拉"、按下张拉仪"急停指示"按钮,停止张拉,排除异常情况后,方可继续张拉。

(5)每一孔张拉完成后,设备自动退顶,保存数据,并自动跳到下一个张拉步骤,在下一个张拉步骤开始之前,计算机操作人员应再次检查锚具、千斤顶、限位板是否正确嵌套,数据连接线是否松动、被挤压,千斤顶是否压迫粗钢筋等。

4、张拉结束

(1)整片梁板张拉施工完成后依次关闭软件、电机、切断电源,拆卸千斤顶、油管。

(2)张拉系统所有设备在张拉完毕以后必须妥善保管,仪器、千斤顶都必须有良好的防晒、防水措施。

(3)定期维护。油量不足情况下应及时加注符合要求的抗磨液压油。每三个月更换一次液压油。

三、智能压浆施工工艺流程及操作要点

桥梁预应力智能张拉压浆系统施工工法智能压浆施工工艺流程图

1、管路连接与循环模式

(1)双孔循环模式:选择适当长度的高压管,分别将台车的进浆口与梁端的进浆口、台车的出浆口与梁端的返浆口、梁体另外一端两个出浆口连接。

桥梁预应力智能张拉压浆系统施工工法

桥梁预应力智能张拉压浆系统施工工法

智能压浆管路连接示意图

(2)单孔孔外循环模式:对于长度大于30m的预制梁或其他较长的预应力管道,宜采用单孔孔外循环压浆模式,连接方式如下图所示:进浆管、返浆管、压浆嘴通过三通连接,并在进浆嘴与返浆管上安装阀门,同时在预应力管道另外一端的出浆口安装出浆嘴及阀门。

桥梁预应力智能张拉压浆系统施工工法单孔孔外循环模式管路连接

(3)双孔交叉循环压浆模式:对于连续刚构梁桥(长度大于50m)宜采用双孔交叉循环压浆模式,连接方式如下图5.4.3所示:预应力智能压浆台车1与台车2同时工作,通过两侧预应力智能压浆台车内浆液的不断交换循环,解决了长管道循环排气的难题;循环结束后关闭阀2、阀2,开启阀门3、阀3',两侧智能压浆系统分别进行孔外循环与自动调压;压力调节至预设值后分别自动锁压,关闭阀1、阀1',保证进口压力达到规范要求值。

桥梁预应力智能张拉压浆系统施工工法双孔交叉循环压浆模式

2、压浆施工

(1)控制软件回到主界面,检查液晶显示框内数据是否跳动,右上角的"压浆梁号"正确,"第1次"压浆为准备状态。

(2)再次检查确定管路连接是否正确,然后启动"梁孔挤水"按钮,电磁阀启动,电机运转声音正常,平顺。通知梁板两边工作人员,注意安全。而后密切注意在电脑上压力值和流量值是否正常,有异常立即点击"暂停压浆"并进行相关检查。电脑在压浆施工过程中严禁运行其他程序,操作人员时刻关注相关数值,严禁离开控制台。

(3)在压浆过程中应密切注意智能压浆设备工作情况,注意安全,如有异常情况立即单击"暂停压浆"、按下智能压浆台车"急停"按钮,停止压浆,排除异常情况后,方可继续压浆。

(4)每一次压浆完成后,设备自动溢流,保存数据,并自动跳到下一个压浆步骤,在下一个压浆步骤开始之前,计算机操作人员应再次检查仪器是否正常等等。

(5)一次压浆完成以后,将进浆与返浆管对接,点击"清洗设备"进行管路冲洗,冲洗宜选择高流量低压力档进行,并直至返浆口与溢流口均流出清水5min以上为止。

3、压浆结束

(1)整片梁板压浆施工完成后依次关闭软件、电机、切断电源,拆下高压管。

(2)压浆系统所有设备在压浆完毕以后必须妥善保管,仪器都必须有良好的防晒、防水措施。

(3)定期维护。电动液压阀、电动调压阀、水胶比测试仪每使用1个月必须进行维护保养,清除里面浆液凝固后的沉淀。

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