預應力智能施工成套技術+(貴州)++2課件

湖南聯(lián)智橋隧技術有限公司梁曉東橋梁預應力結(jié)構(gòu)智能張拉、壓漿施工成套技術1湖南聯(lián)智橋隧技術有限公司梁曉東橋梁預應力結(jié)構(gòu)智能張拉、壓漿概要1、研究、研制背景2、預應力智能張拉技術3、預應力智能壓漿技術4、遠程監(jiān)控技術5、推廣應用情況6、理念與服務2概要1、研究、研制背景21.研發(fā)、研制背景31.研發(fā)、研制背景3

2004年6月10日早晨7時許，遼寧省盤錦市田莊臺大橋突然發(fā)生垮塌。專家組認定，該橋在超限車輛長期作用下，內(nèi)部預應力嚴重受損。重載沖擊力使大橋第9孔懸臂端預應力結(jié)構(gòu)瞬間脆性斷裂、坍塌。

生命！42004年6月10日早晨7時許，遼寧省盤錦市田

國內(nèi)某大橋運行僅10年后，主橋箱梁腹板開裂，中間三跨跨中底板橫向貫穿開裂，跨中下?lián)蠂乐?。大橋最終于2005年拆除。5國內(nèi)某大橋運行僅10年后，主橋箱梁腹板開從1999年到2009年，10年間全國發(fā)生的較大橋梁垮塌事件為30起。2007年～2011年5年來，全國共有37座橋梁垮塌，其中13座在建橋梁發(fā)生事故，共致使182人喪生，177人受傷。平均每年有7.4座“奪命橋”，即平均不到兩個月就會有一起事故發(fā)生。橋梁事故逐年增長。

在這37座橋梁中有60%的橋齡不足20年，有些橋梁壽命還不足12年，引起了全國震驚。6從1999年到2009年，10年間全國發(fā)生的較預應力張拉質(zhì)量差施工質(zhì)量通病管道壓漿不飽滿結(jié)構(gòu)受損橋梁垮塌產(chǎn)生結(jié)構(gòu)裂縫鋼絞線銹蝕，降低耐久性留下質(zhì)量隱患威脅橋梁安全的關鍵因素7預應力張拉質(zhì)量差施工質(zhì)量通病管道壓漿不飽滿結(jié)構(gòu)受損產(chǎn)生結(jié)構(gòu)裂▲病害案例

對某大橋（主跨7×96.0m預應力混凝土箱梁）進行檢測：每跨箱梁內(nèi)腹板存在裂縫，共發(fā)現(xiàn)裂縫194條，裂縫寬度大部分在0.1mm～0.5mm，裂縫長度在0.3m～3.0m。與橋梁行車方向夾角為30°～60°。8▲病害案例對某大橋（主跨7×96.0m預應橋梁拆除后的截面預應力管道壓漿質(zhì)量存在嚴重缺陷9橋梁拆除后的截面預應力管道壓漿質(zhì)量存在嚴重缺陷92011年，由交通運輸部公路科學研究院、交通運輸部工程質(zhì)量監(jiān)督局牽頭，湖南聯(lián)智橋隧技術有限公司參加的西部科技項目《公路工程質(zhì)量安全過程控制智能化與遠程監(jiān)控技術研究》將智能張拉和壓漿技術作為子課題進行深入研究，致力于通過采用新的施工工藝和液壓、傳感、數(shù)控、計算機、通信和物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合土木工程技術，形成預應力張拉與壓漿智能化成套技術，提高橋梁安全性和耐久性。系統(tǒng)研制發(fā)展過程102011年，由交通運輸部公路科學研究院、交通品第一代：LZ5901第五代產(chǎn)品：張拉大師控制、液壓、通訊系統(tǒng)全面優(yōu)化，高可靠度，零故障率11品第一代：LZ5901第五代第二代產(chǎn)品：LZ5902傳感器在油泵處，步進電機調(diào)節(jié)油量，通訊易干撓，位移傳感器裸露12第二代產(chǎn)品：LZ590212品第三代產(chǎn)品：LZ5903傳感器在千斤頂處，變頻器調(diào)節(jié)油量，通訊易干撓，位移傳感器受保護13品第三代產(chǎn)品：LZ590313品第四代產(chǎn)品：LZ5905控制系統(tǒng)進行了模塊化設計，更加穩(wěn)定14品第四代產(chǎn)品：LZ590514第一代產(chǎn)品(LZJS10)第四代產(chǎn)品：壓漿專家(LZJS10)精簡了管路和自動加水，改善管路,操作十分簡單，無需電腦15第一代產(chǎn)品(LZJS10)品牌高度：行業(yè)標桿7項權威認證樹立行業(yè)標桿產(chǎn)品差異：可靠品質(zhì)5大獨特技術成就可靠品質(zhì)

金牌服務12小時現(xiàn)場必達，24小時解決問題打造金牌服務16品牌高度：行業(yè)標桿7項權威認證樹立行業(yè)標桿16唯一獲得國家發(fā)明專利唯一通過交通運輸部科技成果權威鑒定7項權威認證樹立行業(yè)標桿17唯一獲得唯一通過7項權威認證樹立行業(yè)標桿17唯一榮獲中國公路科學技術獎

唯一通過國家軟件評測中心控制軟件測評7項權威認證樹立行業(yè)標桿18唯一榮獲唯一通過7項權威認證樹立行業(yè)標桿18唯一編入交通部《高速公路施工標準化技術指南》唯一錄入交通部《交通運輸建設科技成果推廣目錄》

7項權威認證樹立行業(yè)標桿19唯一編入唯一錄入7項權威認證樹立行業(yè)標桿197項權威認證樹立行業(yè)標桿唯一入選《公路工程工法匯編》，接受1800家用戶預應力工程實踐檢驗207項權威認證樹立行業(yè)標桿唯一入選20品質(zhì)數(shù)據(jù)每項產(chǎn)品均經(jīng)受10重嚴苛考驗21品質(zhì)數(shù)據(jù)每項產(chǎn)品均經(jīng)受10重嚴苛考驗212.1橋梁預應力傳統(tǒng)張拉工藝的特點：可概括為:1、人工手動驅(qū)動油泵;2、根據(jù)壓力表讀數(shù)控制張拉力;3、待壓力表讀數(shù)達到預定值時，用鋼尺人工測量張拉伸長值;4、人工記錄張拉數(shù)據(jù)。

2預應力張拉質(zhì)量智能控制技術222.1橋梁預應力傳統(tǒng)張拉工藝的特點：可概括為:2預應力張拉2323量測伸長值，存在人身安全隱患記錄數(shù)據(jù)，與理論值比較24量測伸長值，存在人身安全隱患記錄數(shù)據(jù)，與理論值比較24通過對1200多片簡支梁和七座連續(xù)剛構(gòu)梁橋的預應力檢測數(shù)據(jù)分析，這種傳統(tǒng)的張拉工藝存在如下主要問題：1、張拉力控制誤差過大,達±15%；2、絞線伸長值測量不及時、準確，未能實現(xiàn)伸長值對張拉力的校核功能；3、張拉過程很不規(guī)范,預應力損失大；4、兩端對稱張拉不同步,結(jié)構(gòu)受力不均；5、人工記錄數(shù)據(jù)，質(zhì)量隱患被掩蓋。

25通過對1200多片簡支梁和七座連續(xù)剛構(gòu)梁橋的預應系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖26系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖26智能張拉儀張拉系統(tǒng)控制平臺智能千斤頂27智能張拉儀張拉系統(tǒng)控制平臺智能千斤頂272.2預應力張拉質(zhì)量智能控制技術概要1、張拉控制應力精度控制

系統(tǒng)能精確控制施加的預應力力值，將誤差范圍由傳統(tǒng)張拉的±15％縮小到±1％。（2011版橋涵施工技術規(guī)范7.12.2第2款規(guī)定“張拉力控制應力的精度宜為±1.5％”）

關于張拉控制應力：

我們的目標是在結(jié)構(gòu)中建立準確的、符合設計要求的有效預應力值，應力過大或過小的危害顯而易見。確定最終張拉控制應力應組織設計、監(jiān)理、施工單位根據(jù)規(guī)范條文、材料性能、施工工藝、管理水平等實際情況確定。張拉應力“寧大勿小”的思想和一律采用“超張拉”的方法是錯誤的。282.2預應力張拉質(zhì)量智能控制技術概要1、張拉控制應力精度

2、鋼絞線伸長量實時校核

智能系統(tǒng)可實時采集鋼絞線伸長量，自動計算伸長量，及時校核實際伸長量與理論伸長值偏差是否在±6%范圍內(nèi)，實現(xiàn)應力與伸長量同步“雙控”。（2011版橋涵施工技術規(guī)范7.6.3第3款規(guī)定“實際伸長值與理論伸長值的偏差應控制在±6%以內(nèi))

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2、鋼絞線伸長量實時校核

智能系統(tǒng)可實時采集鋼3、對稱同步張拉控制

一臺計算機控制兩臺或多臺千斤頂同時、同步對稱張拉，實現(xiàn)“多頂同步張拉”工藝。（規(guī)范7.12.2第1款規(guī)定“各千斤頂之間同步張拉力的允許誤差為±2％）

4、預應力損失控制

張拉程序智能控制，不受人為、環(huán)境因素影響；停頓點、加載、卸載速率、持荷時間等張拉過程要素完全符合橋梁設計和施工技術規(guī)范要求。（規(guī)范規(guī)定持荷時間為5分鐘）最大限度減少了張拉過程的預應力損失。303、對稱同步張拉控制

一臺計算機控制兩臺或多臺關于回縮值：

導致預應力損失的重要因素：“錨具變形、預應力筋回縮和接縫壓縮引起的應力損失”

《規(guī)范》7.6.3條規(guī)定“錨固階段張拉端變形、預應力筋的內(nèi)縮量和接縫壓縮值，應不大于設計規(guī)定值或不大于表7.6.3所列容許值。”夾片式錨具容許值為6mm。

這是一個既被重視又被忽略的問題。實際張拉中很難滿足規(guī)范要求，給施工、監(jiān)理、建設各方造成很大困惑。

建議：1、采用質(zhì)量好的錨夾具；2、設計、監(jiān)理、施工方聯(lián)合進行現(xiàn)場測試，給出合理的回縮值允許值，或調(diào)整張拉控制應力。

31關于回縮值：

導致預應力損失的重要因素：“錨具張拉過程再現(xiàn)，張拉加載力、伸長量、加載速率、停頓點、持荷時間等張拉要素真實記錄，一覽無余，永久追溯。

32張拉過程再現(xiàn)，張拉加載力、伸長量、加載速率、停頓4頂同步對稱張拉，應用于箱梁、連續(xù)剛構(gòu)等結(jié)構(gòu)。

334頂同步對稱張拉，應用于箱梁、連續(xù)剛構(gòu)等結(jié)構(gòu)。

技術經(jīng)濟比較表2.3技術經(jīng)濟比較34技術經(jīng)濟比較表34

技術經(jīng)濟比較表35技術經(jīng)濟比較表352.4智能張拉應用效果從上圖可以看出，延伸量超過±6％的情況客觀存在，只是以前沒有被發(fā)現(xiàn)，隨著加強施工管理，施工質(zhì)量得到了控制，趨勢向好，到3月底時，延伸量誤差基本控制在±6％（紅線）范圍內(nèi)，說明應用智能張拉系統(tǒng)讓張拉質(zhì)量顯著提升。2月份好轉(zhuǎn)，3月底完全受控36從上圖可以看出，延伸量超過±6％的情況客觀存3預應力管道壓漿質(zhì)量智能控制技術3.1傳統(tǒng)壓漿工藝單缸壓漿泵進漿管手持攪拌器攪拌桶373預應力管道壓漿質(zhì)量智能控制技術3.1傳統(tǒng)壓漿工藝單缸普通壓漿工藝真空壓漿工藝位于梁底部的兩根管位于梁頂部的兩根管38普通壓漿工藝真空壓漿工藝位于梁底部的兩根管位于梁頂部的兩根管工程實踐證明：真空壓漿工藝明顯優(yōu)于普通壓漿工藝，但是，真空壓漿存在以下缺陷：▲孔道的兩端高差較大時，孔道最高點頂部仍會出現(xiàn)空洞；▲孔道有傾角時，在傾角處漿液會產(chǎn)生先流現(xiàn)象；▲真空負壓不易實現(xiàn)。39工程實踐證明：392011版公路橋涵施工技術規(guī)范：將壓漿質(zhì)量提高到了前所未有的高度。從4個方面來保證壓漿密實度：1、對壓漿材料提出嚴格的技術要求；

“低水膠比、高流動度、零泌水率”。2、采用合理的壓漿設備；3、采用先進的壓漿工藝；4、精細的施工組織管理。402011版公路橋涵施工技術規(guī)范：40系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖3.2循環(huán)智能壓漿技術概要1.41系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖3.2循環(huán)智能壓漿技術概要1.41管道內(nèi)漿液從出漿口導流至儲漿桶，再從進漿口泵入管道，形成大循環(huán)回路，漿液在管道內(nèi)持續(xù)循環(huán)，通過調(diào)整壓力和流量，將管道內(nèi)空氣通過出漿口和鋼絞線絲間空隙完全排出，還可帶出孔道內(nèi)殘留雜質(zhì)。氣泡排出42管道內(nèi)漿液從出漿口導流至儲漿桶，再從進漿口泵入管道，形成大循43434444對于跨徑50m內(nèi)的預制梁，單孔長度小于55m的預應力管道均可雙孔同時壓漿，從位置較低的一孔壓入，從位置較高的一孔壓出回流至儲漿桶，節(jié)約勞動力，提高工效100%。循環(huán)回路出漿口進漿口45循環(huán)回路出漿口進漿口45單束管道長度大于55m,采用兩臺壓漿臺車。46462.壓漿壓力和流量控制（1）精確調(diào)節(jié)和保持灌漿壓力自動實測管道壓力損失，以出漿口滿足規(guī)范最低壓力值來設置灌漿壓力值，保證沿途壓力損失后管道內(nèi)仍滿足規(guī)范要求的最低壓力值。關閉出漿口后長時間內(nèi)保持不低于0.5MPa的壓力。（2011版橋涵施工技術規(guī)范7.9.8條規(guī)定“對水平或曲線管道，壓漿壓力宜為0.5～0.7MPa…關閉出漿口后宜保持一個不小于0.5MPa的穩(wěn)壓期3~5min）（2）當進、出漿口壓力差保持穩(wěn)定后，可判定管道充盈。（3）通過進出口調(diào)節(jié)閥對流量和壓力大小進行調(diào)整。472.壓漿壓力和流量控制473.水膠比控制

按施工配合比數(shù)量自動加水，準確控制加水量，從而保證水膠比符合要求。（2011版橋涵施工技術規(guī)范7.9.3條規(guī)定“漿液水膠比宜為0.26～0.28）483.水膠比控制484.漿液攪拌質(zhì)量控制采用高速制漿機，將水泥、壓漿劑和水進行高速攪拌，其轉(zhuǎn)速為1420r/min，葉片線速度>10m/s，能完全滿足規(guī)范要求。（2011版橋涵施工技術規(guī)范7.9.4條規(guī)定“攪拌機的轉(zhuǎn)速應不低于1000r/min,其葉片的線速度不宜小于10m/s。）壓漿完成后出漿口494.漿液攪拌質(zhì)量控制壓漿完成后出漿口493.2壓漿材料質(zhì)量控制2011版《公路橋涵施工技術規(guī)范》第7.9.2條規(guī)定：“后張預應力孔道宜采用專用壓漿料或?qū)Ｓ脡簼{劑配制的漿液進行壓漿?！睂Ｓ脡簼{料：壓漿劑和水泥在工廠拌和的混合料目的：（1）改善泌水性能（2）改善流動性能建議：采用專用壓漿料503.2壓漿材料質(zhì)量控制2011版《公路橋涵施工技術規(guī)范》專用壓漿料：是指由水泥、高效減水劑、膨脹劑和礦物摻合料等多種材料干拌而成的混合料，在施工現(xiàn)場按一定比例加水并攪拌均勻后，用于充填后張預應力孔道的壓漿材料。專用壓漿劑：是指由高效減水劑、膨脹劑和礦物摻合料等多種材料干拌而成的混合劑，在施工現(xiàn)場按一定比例與水泥、水混合并攪拌均勻后，用于充填后張預應力孔道的壓漿材料。51專用壓漿料：是指由水泥、高效減水劑、膨脹劑和礦物摻合料等多種相對于目前使用的壓漿劑，在應用過程中有以下明顯優(yōu)勢：1、壓漿料直接加水配制，不用在現(xiàn)場稱量摻加壓漿劑，解決了壓漿劑現(xiàn)場的稱量不準導致漿液質(zhì)量不達標的問題；2、杜絕了施工過程的有意少加或不加壓漿劑的問題，有利于質(zhì)量管理；52523、所有壓漿劑都需在使用前與水泥試配，以驗證水泥與壓漿劑的適應性，調(diào)整壓漿劑配方后才能使用，而施工過程中水泥是存在差異的，所以使用壓漿劑時水泥與壓漿劑的適應性問題難以有效解決。而壓漿料在工廠內(nèi)就完成解決了這個問題。4、壓漿料能更好地保證壓漿質(zhì)量，符合標準化施工的要求，各級質(zhì)監(jiān)機構(gòu)推薦和提倡使用，具有很強的導向性，是壓漿材料的發(fā)展方向。5353技術經(jīng)濟比較表3.3技術經(jīng)濟比較54技術經(jīng)濟比較表3.3技術經(jīng)濟比較54技術經(jīng)濟比較表（續(xù)）55技術經(jīng)濟比較表（續(xù)）553.4智能壓漿應用效果插入視頻：預應力智能壓漿工藝563.4智能壓漿應用效果插入視頻：預應力智能壓漿工藝56壓漿現(xiàn)場3.4智能壓漿應用效果57壓漿現(xiàn)場3.4智能壓漿應用效果57山西苛臨高速箱梁預應力管道截面壓漿密實度對比

左4孔智能壓漿右4孔傳統(tǒng)壓漿58山西苛臨高速箱梁預應力左4孔智能壓漿右4孔傳統(tǒng)壓漿58智能壓漿傳統(tǒng)壓漿59智能壓漿傳統(tǒng)壓漿59鐵絲插入從以上測量可知：傳統(tǒng)壓漿梁孔道空隙深度約為：2.5m+0.5m=3m管道內(nèi)空隙深度測量

60鐵絲插入從以上測量可知：傳統(tǒng)壓漿梁孔道空隙深度約為：管道內(nèi)空湖北某高速試驗過程及結(jié)果61湖北某高速試驗過程及結(jié)果61傳統(tǒng)工藝循環(huán)工藝某廠設備聯(lián)智工藝循環(huán)工藝聯(lián)智工藝62傳統(tǒng)循環(huán)某廠聯(lián)智循環(huán)聯(lián)智62從以上測量可知：傳統(tǒng)壓漿梁孔道空隙深度約為：0.5m+0.4m=0.9m63從以上測量可知：傳統(tǒng)壓漿梁孔道空隙深度約為：63河南某高速試驗傳統(tǒng)工藝在循環(huán)智能壓漿前面3天完成壓漿，切開后孔道內(nèi)漿液未完全硬化，智能壓漿的已經(jīng)完全硬化傳統(tǒng)工藝智能工藝智能工藝64河南某高速試驗傳統(tǒng)智能智能64安徽某高速公路試驗結(jié)果（東九）65安徽某高速公路試驗結(jié)果（東九）65成都市二環(huán)路改造項目箱梁切梁試驗66成都市二環(huán)路改造項目箱梁切梁試驗664遠程監(jiān)控系統(tǒng)674遠程監(jiān)控系統(tǒng)676868▲遠程監(jiān)控系統(tǒng)功能特點1.將施工參與各方連成有機整體，實現(xiàn)在線信息交流；2.對施工質(zhì)量進行遠程跟蹤、預警，及時發(fā)現(xiàn)、糾正和解決質(zhì)量問題；3.實現(xiàn)遠程解決技術問題；4.施工參與各方可施工進度、工程質(zhì)量進行統(tǒng)計分析，盡在掌握中；5.改變質(zhì)量監(jiān)管模式，提高管理效率，實現(xiàn)信息化施工。建議建立區(qū)域性和全國性的預應力質(zhì)量監(jiān)管網(wǎng)絡。69▲遠程監(jiān)控系統(tǒng)功能特點69現(xiàn)場拍照，確保監(jiān)理、施工人員到位，實現(xiàn)遠程監(jiān)控管理。70現(xiàn)場拍照，確保監(jiān)理、施工人員到位，實現(xiàn)遠程監(jiān)控管

“實時跟蹤、及時預警、及時糾錯”。71“實時跟蹤、及時預警、及時糾錯”

截至2013年9月，預應力智能張拉和循環(huán)智能壓漿系統(tǒng)已經(jīng)在28個省區(qū)市的交通、市政工程等項目中得到了廣泛應用。湖南、甘肅、青海、廣東、貴州、福建等省下文推廣。5.推廣應用情況72截至2013年9月，預應力智能張拉和循環(huán)智能壓漿系預應力智能張拉與壓漿系統(tǒng)在貴州省的應用高速公路項目：★六六高速公路★六盤水高速公路★遵義機場高速公路★仁赤高速公路★思遵高速公路★思劍高速公路★惠興高速公路★織納高速公路

2013年5月，貴州省交通質(zhì)監(jiān)局領導考察和指導我公司預應力成套智能技術。73預應力智能張拉與壓漿系統(tǒng)在貴州省的應用高速公路項目：港珠澳大橋

部分工程案例74港珠澳大橋部分工程案例74中朝鴨綠江大橋中朝鴨綠江界河大橋?qū)儆谖蹇珉p塔雙索面鋼箱梁斜拉橋，全長3030米，該橋是長江以北最大跨度的斜拉索橋。75中朝鴨綠江大橋中朝鴨綠江界河大橋?qū)儆谖蹇珉p塔雙索面鋼箱梁斜拉大橋“H”索塔高達197米，采用預應力智能張拉系統(tǒng)和循環(huán)智能壓漿系統(tǒng)進行上下橫梁的預應力張拉與壓漿施工。76大橋“H”索塔高達197米，采用預應力智能張拉系統(tǒng)和循環(huán)智能倮果金沙江特大橋

倮果金沙江特大橋結(jié)構(gòu)類型為連續(xù)剛構(gòu)，采用循環(huán)智能壓漿系統(tǒng)對大橋230米超長預應力管道進行壓漿施工。77倮果金沙江特大橋倮果金沙江特大橋結(jié)構(gòu)類型為連續(xù)天津市北延大橋

天津市外環(huán)北路北延線跨永定新河大橋為雙向六車道大橋，長882.86m，寬41m，屬于現(xiàn)澆連續(xù)梁橋，采用預應力智能張拉系統(tǒng)進行張拉施工。78天津市北延大橋天津市外環(huán)北路北延線跨永定新河大橋為雙向六車成都市二環(huán)線東段全線采用循環(huán)智能壓漿系統(tǒng)，對30米高蓋梁進行壓漿施工。79成都市二環(huán)線東段全線采用循環(huán)智能壓漿系統(tǒng)，對30米高蓋梁進行人民東路東沿線橋梁工程包括龍峰大道跨線橋、藍田大道跨