1湖南南聯聯智智橋橋隧隧技技術術有有限限公公司司2013年1月月橋梁梁預預應應力力施施工工智智能能化化成成套套安安全全技技術術及及方方案案27月15日，通通車僅僅14年錢塘塘江三三橋引引橋塌塌了…….7月14日，建建成不不到12年的武武夷山山公館館大橋橋垮了了，7月11日，建建于1997年的鹽鹽城通通榆河河大橋橋坍塌塌，3國內某某竣工工于1994年的三三索面面獨塔塔斜拉拉橋,曾為為交通通部85科技攻攻關項項目，，設計計使用用壽命命為50年，2011年12月，該該橋被被爆破破拆除除4縱向主主梁切切片照照片5縱向主主梁預預應力力管道道壓漿漿嚴重重不飽飽滿，，50%孔道鋼鋼束完完全未未被水水泥漿漿包裹裹，30%孔道存存在部部分空空洞。。6某施工工單位位將一一片存存在裂裂縫的的T梁準備備進行行架設設安裝裝7大橋““偶然然垮塌塌”，，只怕怕會此此起彼彼伏…超載究究竟是是“元元兇””?還是壓壓死駱駱駝的的“最最后一一根草草”？？82.內因：：預應力力不合合格壓漿不不飽滿滿施工質質量通通病環境因因素1.外因軸重增增加車輛超超載危害橋橋梁安安全的的原因因9內因一一：預預應力力張拉拉質量量不合合格有效預預應力力偏小小，預應力力度不不足，，結構構過早早出現現裂縫縫，下下撓超超限。。有效預預應力力偏大大，可能導導致預預應力力筋安安全儲儲備不不足，，結構構過大大變形形或裂裂紋，，甚至至脆性性破壞壞。有效預預應力力不均均勻，，將導致致預應應力筋筋的早早期疲疲勞，，危及及橋梁梁使用用壽命命。101、施加加張拉拉力不不準確確。2、張拉拉過程程中預預應力力的損損失過過大預應力力鋼筋筋與管管道壁壁間摩摩擦引引起的的應力力損失失；錨具變變形、、預應應力筋筋回縮縮和接接縫壓壓縮引引起的的應力力損失失；彈性壓壓縮引引起的的應力力損失失；預應力力筋松松弛引引起的的應力力損失失；混凝土土收縮縮和徐徐變引引起的的應力力損失失。損失程程度與與張拉拉過程程是否否規范范有關關。▲不合格格的主主要原原因11不能保保護預預應力力筋免免遭銹銹蝕，不能能保證證結構構物的的耐久久性。。預應應力筋筋在高高應力力狀態態下更更易銹銹蝕不能預預應力力筋通通過灰灰漿與與周圍圍混凝凝土結結成整整體，，不能能增加加錨固固的可可靠性性，不能提提高結結構的的抗裂裂性和和承載載能力力。灌入孔孔道的的水泥泥漿，，既包包裹預預應力力筋，，又接接觸孔孔道壁壁，把把預應應力筋筋和孔孔道壁壁粘結結起來來，共共同作作用。。內因二二：管管道壓壓漿不不密實實（約是是普通通狀態態下的的6倍);12國內某某大橋橋運行行僅10年后，，主橋橋箱梁梁腹板板開裂裂，中中間三三跨跨跨中底底板橫橫向貫貫穿開開裂，，跨中中下撓撓嚴重重。大大橋最最終于于2005年拆除除。13管道壓壓漿不不飽滿滿危橋拆拆除：：預應應力管管道壓壓漿缺缺陷14預應力力管道道壓漿漿不密密實將將嚴重重影響響結構構的耐耐久性性，使使得橋橋梁結結構可可能在在毫無無征兆兆的情情況下下突然然坍塌塌。1985年2月1日，英英國威威爾士士的Ynys-Gwas橋在正正常使使用階階段、、在沒沒有受受到任任何外外在沖沖擊、、在毫毫無征征兆的的情況況下突突然倒倒塌，，引起起人們們對灌灌漿質質量的的重視視，必必須重重新審審視預預應力力橋梁梁的孔孔道灌灌漿問問題。。曾于于1992年9月發布布緊急通通知，由于于后張張法預預應力力體系系在壓壓漿方方法上上不能能確保保其安安全性性，在在安全全性得得不到到保證證之前前，英英國不不得使使用壓壓漿的的后張張法預預應力力結構構。15▲孔孔道壓壓漿不不密實實主要要原因因：1、管道道堵塞塞，壓壓漿過過程不不規范范；2、漿液液質量量差，，水膠膠比大大，泌泌水；；3、壓漿漿工藝藝不能能保證證管道道充盈盈。16內因三三：預預應力力施工工質量量通病病預應力力施工工質量量通病病主要要體現現在：：斷絲絲、滑滑絲；；錨下下開裂裂、下下陷；；張拉拉強度度和時時間失失控；；錨夾夾具質質量差差；絞絞線在在孔道道內纏纏繞；；多穿穿或少少穿絞絞線；；砼質質量、、材料料質量量問題題。有問題題并不不可怕怕，可可怕的的是這這些問問題被被隱瞞瞞，將將給結結構留留下了了很大大質量量、安安全隱隱患。。17結構受受損橋梁垮垮塌預應力力不合合格鋼絞線線銹蝕蝕留下質質量隱隱患18在橋梁梁的安安全耐耐久性性方面面：目前的現狀狀是橋愈修修愈多、愈愈修愈大，，但橋梁的的使用壽命命卻愈來愈愈短。據統計2007～2011年五年內，，全國共有有37座橋梁垮塌塌，平均每每年有7.4座橋梁垮塌塌。其中13座在建橋梁梁發生事故故，致使182人喪生，177人受傷，在在這37座橋梁中有有60%的橋齡不足足20年，特別別是2011年七月份不不到十天時時間內連續續跨了4座橋，有些些橋梁壽命還還不足12年，引起了全全國震驚。。19如何讓中國國橋梁更安安全？…20梳編穿束工工藝智能張拉技技術循環智能壓壓漿工藝預應力孔道道專用壓漿漿劑張拉壓漿遠遠程監控系系統成套技術解解決方案21梳編穿束不不當會嚴重重影響各絞線受力力的均勻性性1、鋼絞絞線梳編穿穿束工藝22梳編穿束工工藝現場培培訓23鋼絞線和錨錨具編號24梳束25整束穿束26安放工作錨錨現場27采用梳編穿穿束工藝，，在熟練掌掌握后不僅僅不會耽誤誤工期，還還能大大提提高工作效效率。282、預應力智智能張拉技技術預應力智能能張拉工藝藝是指采用用計算機、、通信、控控制、液壓壓等先進技技術對預應應力整個張張拉過程進進行控制，，不受人為為因素干擾擾，不需要要進行人工工開泵，人人工測量的的預應力張張拉工藝。。其中預應力力智能張拉拉系統以張張拉力控制制為主，伸伸長量誤差差為校對指指標。29▲橋梁預應力力傳統張拉拉工藝的特特點：可概括為:1、人工手動動驅動油泵泵;2、根據壓力力表讀數控控制張拉力力;3、待壓力表表讀數達到到預定值時時，用鋼尺尺人工測量量張拉伸長長值;4、人工記錄錄張拉數據據。3031通過對1200多片簡支梁梁和七座連連續剛構梁梁橋的預應應力檢測數數據分析，，傳統張拉拉工藝存在在如下主要要問題：1、張拉力力控制誤差差過大,達±10%；2、絞線伸長值值測量不及及時、準確確，未能實實現張拉力和伸伸長值的雙雙重同步控控制；3、張拉過程很很不規范,預應力損失失大；4、兩端對對稱張拉不不同步,結構受力不不均；5、人工記記錄數據，，質量隱患患被掩蓋；；6、施工過過程存在人人身安全隱隱患。32人工測量伸伸長值，存存在安全隱隱患33系統結構圖圖智能張拉技技術概要34智能張拉儀儀張拉系統控控制平臺智能千斤頂頂35▲主要要研究成果果及技術特特點◆精確施施加應力系統能精確確控制施加加的預應力力力值，將將誤差范圍圍由傳統張張拉的±10％縮小到±1％。（2011版橋涵施工工技術規范范7.12.2第2款規定“張張拉力控制制應力的精精度宜為±1.5％”）◆及時校校核伸長量量，實現““雙控”實時采集鋼鋼絞線伸長長量，自動動計算伸長長量，及時時校核伸長長量是否在在±6%范圍內，實實現應力與與伸長量同同步“雙控控”。◆對稱同同步張拉一臺計算機機控制兩臺臺或多臺千千斤頂同時時、同步對對稱張拉，，實現“多多頂同步張張拉”工藝藝。（規范7.12.2第1款規定“各各千斤頂之之間同步張張拉力的允允許誤差為為±2％）3636伸長量校核核張拉力控制制張拉力精確確控制、同同步控制，，伸長量校校核。同步控制374頂同步對稱稱張拉，應應用于箱梁梁、連續剛剛構等結構構。38◆智能控控制張拉過過程，減少少預應力損損失張拉程序智智能控制，，不受人為為、環境因因素影響；；停頓點、、加載速率率、持荷時時間、卸載載速率等張張拉過程要要素完全符符合橋梁設設計和施工工技術規范范要求。（規范規定定持荷時間間為5分鐘）最大限度減減少了張拉拉過程中的的預應力損損失。◆質量量管理和遠遠程監控功功能可實現質量量遠程監控控，張拉過過程真實記記錄，真實實掌握質量量狀況，質質量責任永永久追溯。。39現場拍照，，確保監理理、施工人人員到位，，實現遠程程監控管理理。40技術經濟比比較表比較內容傳統手工張拉智能張拉系統1張拉力精度±10%±1%2自動補張拉無此功能張拉力下降1%時，錨固前自動補拉至規定值。3伸長量測量與校核人工測量，不準確，不及時，未能及時校核，未實現規范規定“雙控”自動測量，及時準確，及時校核，與張拉力同步控制，實現真正“雙控”4對稱同步人工控制，同步精度低，無法實現多頂對稱張拉同步精度達±2%，計算機控制實現多頂對稱同步張拉。5加載速度與持荷時間隨意性大，加載過快，持荷時間過短按程序設定速度加載和持荷，排除人為影響6卸載錨固瞬時卸載，回縮時對夾片造成沖擊，回縮量大可緩慢卸載，避免沖擊損傷夾片，減少回縮量▲智能張拉與與傳統張拉拉之比較41技術經濟比比較表比較內容傳統手工張拉智能張拉系統7回縮量測定無法準確測定錨固后回縮量可準確測定實際回縮量8預應力損失張拉過程預應力損失大由于張拉過程規范，損失小9張拉記錄人工記錄，可信度低自動記錄，真實再現張拉過程10安全保障邊張拉邊測量延伸量有人身安全隱患操作人員遠離非安全區域，人身安全有保障11質量管理與遠程監控真實質量狀況難以掌握，缺乏有效的質量控制手段便于質量管理，質量追溯，提高管理水平、質量水平，實現質量遠程監控12經濟效益張拉過程需要4人同時作業只需要2人同時作業，一年節約人工費用12萬元423、循環智能能壓漿工藝藝預應力智能能張拉技術術有力地保保證了預應應力張拉施施工質量。。然而再好的的張拉技術術也必須在在管道壓漿漿密實的條條件下才能能保證結構構的耐久性性。張拉質量+壓漿質量→→橋梁梁安全、耐耐久432011版公路橋涵涵施工技術術規范：將壓漿質量量提高到了了前所未有的高度。從4個方面來保保證壓漿密密實度：1、對壓漿材材料提出嚴嚴格的技術術要求；“低水膠比比、高流動動度、零泌泌水率”。。2、采用合理理的壓漿設設備；3、采用先進進的壓漿工工藝；4、精細的施施工組織管管理。44循環智能壓壓漿工藝解解決了2、3、4項的問題。。循環智能壓壓漿工藝是是采用漿液液循環方式式帶出管道道內空氣和和雜質，利利用計算機機、通信、、傳感、控控制等技術術對壓漿過過程中材料料水膠比、、灌漿壓力力和持壓時時間等進行行控制的灌灌漿工藝。。45系統結構圖圖46壓漿現場47主要技術特特點漿液滿管路路持續循環排除管道內內空氣管道內漿液液從出漿口口導流至儲儲漿桶，再再從進漿口口泵入管道道，形成大大循環回路路。漿液在在管道內持持續循環，，通過調整整壓力和流流量，將管管道內空氣氣通過出漿漿口和鋼絞絞線絲間空空隙完全排排出，還可可帶出孔道道內殘留雜雜質。氣泡排出48準確控制壓壓力，調節節流量（1）精確調節節和保持灌灌漿壓力自動實測管管道壓力損損失，以出出漿口滿足足規范最低低壓力值來來設置灌漿漿壓力值，，保證沿途途壓力損失失后管道內內仍滿足規規范要求的的最低壓力力值。關閉出漿口口后長時間間內保持不不低于0.5MPa的壓力。（2011版橋涵施工工技術規范范7.9.8條規定“對對水平或曲曲線管道，，壓漿壓力力宜為0.5～0.7MPa…關閉出漿口口后宜保持持一個不小小于0.5MPa的穩壓期3~5min）（2）當進、出出漿口壓力力差保持穩穩定后，可可判定管道道充盈。（3）通過進出出口調節閥閥對流量和和壓力大小小進行調整整。準確控制水水膠比按施工配合合比數量自自動加水，，準確控制制加水量，，從而保證證水膠比符符合要求。。（2011版橋涵施工工技術規范范7.9.3條規定“漿漿液水膠比比宜為0.26～0.28）49◆一次壓壓注雙孔，，提高工效效對于跨徑50m內的預制梁梁，單孔長長度小于70m的預應力管管道均可雙雙孔同時壓壓漿，從位位置較低的的一孔壓入入，從位置置較高的一一孔壓出回回流至儲漿漿桶，節約約勞動力，，提高工效效100%。循環回路出漿口進漿口50實現高速制制漿，提高高漿液質量量系統采用高高速制漿機機，將水泥泥、壓漿劑劑和水進行行高速攪拌拌，其轉速速為1420r/min，葉片線速速度>10m/s，能完全滿滿足規范要要求。（2011版橋涵施工工技術規范范7.9.4條規定“攪攪拌機的轉轉速應不低低于1000r/min,其葉片的線線速度不宜宜小于10m/s。）壓漿完成后后出漿口51規范壓漿過過程，實現現遠程監控控灌漿過程由由計算機程程序控制，，不受人為為因素影響響，準確計計量加水量量，實時監監測灌漿壓壓力、穩壓壓時間、漿漿液溫度、、環境溫度度各個指標標，自動記記錄，并打打印報表。。無線傳輸輸將數據實實時反饋至至相關部門門，實現預預應力管道道壓漿的遠遠程監控。。52系統集成度度高，簡單單適用系統將高速速制漿機、、儲漿桶、、進漿測控控儀、返漿漿測控儀、、壓漿泵集集成于一體體，現場使使用只須將將進漿管、、返漿管與與預應力管管道對接，，即可進行行壓漿施工工。操作十十分簡單，，適用于各各種結構的的管道壓漿漿。53湖南通平高高速管道截截面壓漿密密實度對比比54山西苛臨高高速箱梁預預應力管道截面壓壓漿密實度度對比左4孔智能壓漿漿右4孔傳統壓漿漿55智能壓漿傳統壓漿56鐵絲插入從以上測量量可知：傳傳統壓漿梁梁孔道空隙隙深度約為為：2.5m+0.5m=3m管道內空隙隙深度測量量57技術經濟比比較表序號比較內容傳統壓漿大循環智能測控壓漿1排凈管道空氣普通壓漿靠漿液自流排氣，真空輔助壓漿因封錨問題難以達到真正負壓大循環回路讓漿液在管道內持續循環以排凈管道內空氣2壓力大小及穩壓時間控制較隨意，往往導致出漿口沒壓力，致壓漿不密實自動調整壓力大小，以保證全管路按規范要求的大小和時間持壓、穩壓3水膠比控制現場材料比控制不嚴，往往通過加水改善流動性電腦自動加水，切實控制漿液性能水膠比4測試管道實際壓力損失無此功能實時測試得到管道壓力損失便于調整灌漿壓力58技術經濟比比較表（續續）序號比較內容傳統壓漿大循環智能測控壓漿5壓漿工藝低進高出，壓漿過程不的中斷，排氣孔要依次打開，操作難度大封閉循環回路解決這些難題，工藝簡單，易操作6工效一次壓一孔兩孔同時壓注，工效提高一倍7壓漿記錄人工記錄，可信度低自動記錄，可真是再現整個壓漿過程8質量管理真實質量狀況難以掌握，壓漿密實與否難以查驗可進行質量追溯，還原壓漿全過程，提高管理水平9經濟效益采用高性能壓漿劑，一個梁場500片梁計算，需增加材料費用70萬元不依賴高性能材料，節約材料費用40萬元，提高工效100％，節省人工50％594、預應力孔道道專用壓漿漿劑目前，預應應力孔道壓壓漿所使用用的傳統壓壓漿材料在在純水泥漿漿中摻配壓壓漿劑。但但傳統管道道灌漿存在在以下嚴重重問題：（1）漿液質量量穩定性不不好、流動動性低、流流動性損失失快、體積積不穩定；；（2）新拌漿液液泌水率大大、易離析析分層、孔孔道壓漿難難成飽滿狀狀態；（3）硬化后漿漿液不密實實、空隙多多；60預應力孔道道專用壓漿漿劑（LZY01）具有以下下特點：低水膠比水膠比為0.26～0.28。（《公路橋涵施施工技術規規范》（JTG/TF50-2011）第7.9.3條表7.9.3后張預應力力孔道壓漿漿漿液性能能指標中規規定水膠比比應為0.26～0.28）；高流動度漿體的出機機流動度可可達10s，30min后流動度仍仍在18s以內，60min后流動度仍仍保持在25s以內。（《公路橋涵施施工技術規規范》（JTG/TF50-2011）第7.9.3條表7.9.3后張預應力力孔道壓漿漿漿液性能能指標中規規定初始流流動度為10～17s，30min流動度應為為10～20s,60min流動度應為為10～25s）；61零泌水率漿體3h、24h自由泌水率率和3h鋼絲間泌水水率均為0。（《公路橋涵施施工技術規規范》（JTG/TF50-2011）第7.9.3條表7.9.3后張預應力力孔道壓漿漿漿液性能能指標中規規定漿體3h、24h自由泌水率率和3h鋼絲間泌水水率均為0）；微膨脹3h產生0～2%的自由膨脹脹。（《公路橋涵施施工技術規規范》（JTG/TF50-2011）第7.9.3條表7.9.3后張預應力力孔道壓漿漿漿液性能能指標中規規定漿體3h自由膨脹率率為0～2%）；較好的凝結結時間初凝≥6h，終凝≤24h。（《公路橋涵施施工技術規規范》（JTG/TF50-2011）第7.9.3條表7.9.3后張預應力力孔道壓漿漿漿液性能能指標中規規定漿液初初凝≥5h，終凝≤≤24h）；62早強高強強1d抗壓強度度≥25MPa，28d抗壓強度度≥60MPa。（《公路橋涵涵施工技技術規范范》（JTG/TF50-2011）第7.9.3條表7.9.3后張預應應力孔道道壓漿漿漿液性能能指標中中規定3d抗壓強度度≥20MPa，28d抗壓強度度≥50MPa）；專配定制制/標準袋重重可以根據據客戶購購買的水水泥，要要求使用用的水膠膠比和漿漿液其他他性能進進行專配配，得出出與客戶戶現場使使用水泥泥、水膠膠比、及及其他漿漿液性能能要求相相符合的的專配壓壓漿劑。。63表1同國內某某品牌壓壓漿劑的的性能比比較表序號檢驗項目單位規范指標LZY01國內某品牌單項結論1水膠比——0.26～0.280.270.27合格2凝結時間初凝h≥510.79.4合格終凝h≤2412.510.6合格3流動度初始s10～1714.416.4合格30mins10～2014.617.6合格60mins10～2514.918.7合格4泌水率24h自由泌水率%000合格3h鋼絲間泌水率%000合格5壓力泌水率0.22MPa%孔道垂直高度≤1.8m時≤2.00.9未檢合格0.36MPa%孔道垂直高度>1.8m時≤2.01.2未檢合格6自由膨脹率3h%0～20.21合格24h%0～30.21合格7充盈度——合格合格合格合格8抗壓強度3dMPa≥2061.957.6合格7dMPa≥4087.564.6合格28dMPa≥50未檢71.6合格9抗折強度3dMPa≥510.111.4合格7dMPa≥613.217.2合格28dMPa≥10未檢18.8合格10對鋼筋的銹蝕作用——無銹蝕無銹蝕無銹蝕合格從上表可可知，兩兩種產品品的技術術參數均均符合規規范要求求，同為為優質壓壓漿劑，，LZY01流動性能能更佳，，在進行行長管道道和超長長管道壓壓漿方面面具有明明顯的優優勢。646.5判定規則則序號項目性能指標常規檢驗項目及頻次出廠檢驗項目及頻次型式檢驗項目及頻次1凝結時間（h）初凝≥5√每班產量且不大于3t壓漿劑或正常生產每小時出料量(同材料、同品種、同配方、同生產工藝）√每批產量且不大于30t壓漿劑(同材料、同品種、同配方、同生產工藝）√6.3.2規定的情況終凝≤20√√√2流動度（25℃）（s）初始流動度10～16√√√30min流動度10～19√√√60min流動度10～24√√√3泌水率（%）24h自由泌水率0√√√3h鋼絲間泌水率0

√4壓力泌水率（%）0.22MPa≤1.8√√√0.36MPa≤1.8√√√5自由膨脹率（%）3h0～2

√√24h0～2√√√6充盈度合格

√√7抗壓強度（MPa）3d≥35√√√7d≥40

√√28d≥50

√√8對鋼筋的銹蝕作用無銹蝕

√9含氣量（%）（有抗凍要求時）1～3

√10氯離子含量0.04

√11抗折強度（MPa）3d≥6

√√7d≥8√√√28d≥10

√√表6.1壓漿劑檢檢驗項目目、性能能要求、、檢驗頻頻次預應力孔孔道專用用壓漿劑劑企業標標準65對漿液初初始流動動度的3個影響響及檢測測方法流動度檢檢測ThemeGalleryisaDesignDigitalContent&ContentsmalldevelopedbyGuildDesignInc.攪拌機轉轉速經過實驗驗分析：：壓漿機機轉速達達1400r/min，能夠達達到漿液液最佳流流動度的的要求。。溫度通過實驗驗分析：：壓漿溫溫度控制制在18～28℃是最最理想的的，當溫溫度高于于35℃℃時，壓壓漿宜在在夜間進進行。壓漿材料料性能實實驗66溫度對漿漿液初始始流動度度的影響響漿體的流流動度隨隨著溫度度的升高高呈降低低的趨勢勢，當溫溫度在5-15℃時，，漿體流流動度對對溫度比比較敏感感；當溫溫度達到到18℃℃以上時時，漿體體流動度度基本保保持不變變。基于上述述分析，，壓漿溫溫度控制制在18～28℃是最最理想的的，當溫溫度高于于35℃℃時，壓壓漿宜在在夜間進進行。溫度對初初始流動動度的影影響67攪拌機轉轉速對漿漿液初始始流動度度的影響響在溫度20℃±±2℃，，相對濕濕度≥50%條條件下，，使攪拌拌機轉速速從較慢慢開始逐逐漸提高高，研究究轉速對對漿液初初始流動動度的影影響。攪攪拌機轉轉速達到到了1700r/min后，漿液液的流動動性達到到極限，，即使再再增加轉轉速流動動度也不不會有再再大的變變化。本本項目采采用的壓壓漿機轉轉速達到到1400r/min，能夠達達到漿液液最佳流流動度的的要求。。不同轉速對初始流動度的影響記錄表轉速（r/min）初始流動度/s轉速（r/min)初始流動度/s7043.26140015.3330036.15170014.4650030.85200014.3280023.63250014.25100016.21

68轉速對壓漿料抗壓、抗折強度影響轉速對抗抗折抗壓壓強度的的影響主主要也是是基于漿漿液各成成分之間間的混合合均勻程程度和化化學反應應程度來來進行考考慮的。。對應前前面試驗驗制作40mm××40mm×160mm的試件實驗驗數據。隨著攪拌機機攪拌速度度的提升試試件的3d、7d、28d抗折強度和和抗壓強度度并沒有顯顯著的變化化。69研發過程試試驗707172應用情況成都2環線高蓋梁梁施工73倮果金沙江江特大橋（（217m）7475765、遠程監控控系統7778現場拍照，，確保監理理、施工人人員到