智能压浆在高速公路桥梁工程中的应用研究

智能压浆在高速公路桥梁工程中的应用研究

王书斌

中铁十局集团第一工程有限公司 山东 250031

摘要：在桥梁工程建设中，桥梁预应力灌浆施工，是这类工程项目建设过程中应用的关键技术。需结合具体工程项目要求引入智能压浆技术，提高预应力施工质量。智能压浆技术优势包括提升压浆饱满度、提高桥梁受力能力两方面。需要结合智能压浆施工工艺流程合理应用智能压浆技术，达到提高高速公路桥梁工程品质的目标。

关键词：智能压浆系统；高速公路桥梁工程；工艺流程；浆液拌制

引言：

压浆环节在高速公路桥梁预应力施工流程中占据重要地位，直接影响到桥梁应用耐久性。智能化压浆系统，可在智能化技术的支持下实现压浆过程中各环节工作的流程控制。通过施工程序控制，提高压浆操作环节整体水平。

一、项目背景分析

本文研究的项目为某地高速公路工程项目的阶段性工程。桥梁工程包括2座分离立交桥、1座互通主线桥和1座匝道桥。另外，还包括一部分涵洞施工和路基路面安全保障工程。工程结设计方面，将小箱梁与现浇箱梁施工环节相结合。其中，预应力施工是这两部分施工建设环节推进时需要关注的要点。而控制好压浆质量，是保证整体施工建设预应力体系安全稳定的关键要点。

二、智能压浆技术在高速公路桥梁工程中的应用价值分析

（一）提升公路桥梁应用寿命

对于公路桥梁工程建设而言，压浆施工操作质量直接影响到桥梁应用寿命。观察分析相关数据统计结果可知，在高速公路桥梁工程设计中，预应力管道内的压强密实度不足，空洞现象都会进一步导致预应力钢绞线未能全面包裹。其在外部环境下长期暴露，会导致运营管道内的钢绞线丧失预应力作用，影响高速公路及桥梁的鹦鹉寿命。

（二）保障高速公路桥梁工程质量

高速公路桥梁工程项目建设质量保障问题，与施工建设中各项关键技术的质量保障紧密相关。对于高速公路桥梁工程来说，预应力稳定性、桥梁荷载力是保证其工程项目质量的关键要素，因此，当预应力指标和荷载力指标能够达到预期水平，则更有利于提升高速公路桥梁工程质量。压浆技术正是基于稳定桥梁运营状态、保障桥梁荷载力的关键技术。当智能化平台和系统与压浆施工环节实现有机结合后，必然能够使整体的工程项目质量得到保障。

三、智能压浆基本原理分析

智能压浆系统和相关技术应用的原理主要在于，首先对浆液进行科学设计。控制细节指标，确保浆液质量与工程项目要求相匹配。随后，借助智能化压浆系统对压浆顺序进行严格控制，压浆过程中的压力指标也可在智能化系统中提前设定。此种方式能够克服重力因素影响，在固定压力下推动浆液推进，保持压浆浆液在施工推进时的充盈度[1]。除此之外，压浆操作时，流量控制、水胶比控制，也都可依托智能化系统达到自动控制效果。由此可见，智能压浆系统支持下的压浆操作程序更为完整，压浆施工效果更为稳定。且一旦出现异常情况，系统会自动预警，是能够同步保障施工质量与施工安全的先进技术。下图1为智能压浆系统压浆工作原理图。

图1 智能压浆系统压浆工作原理图

四、影响压浆技术应用效果的因素分析

（一）原材料质量不过关

原材料对于压浆技术应用效果会直接产生影响，具体来说，若原材料的合理性，指标强度指标都处在较低水平，直接导致高速公路桥梁工程在运行时出现问题。一旦桥梁上部产生振动，或瞬间荷载力过大，灌浆体会出现破碎现象。钢绞线在这时，会与外部环境中的空气和水充分接触，导致其预应力稳定性出现问题。

（二）原材料配比合理性不足

原材料配比不仅关系到压强，操作中的浆液质量也是从本质上反映施工技术操作质量水平的关键环节。原材料配合比合理性不足主要是指，原材料配比中，对各类基础原材料的应用量以及其自身质量缺乏把控力度，出现流动度过大现象。导致灌浆原材料收缩。这时，灌浆孔内的上部区域会出现空隙，这也会进一步导致钢绞线出现暴露问题。

（三）灌浆过程缺乏监督控制

在灌浆压浆操作的整体流程中，传统工作方式主要依靠技术人员主观判断对压浆速度稳压时间、停浆时间节点进行确认。在人员自主判断控制的情况下，会出现压浆饱满度不足，或停浆将时间不合理的现象。这也是本文将智能化压浆技术以及相关设备引入应用的主要原因。智能化技术和系统，能够规避人工管控模式下的风险和实际问题，提高压强操作标准化程度。

五、智能压浆技术工艺流程要点分析

（一）充分做好前期准备

前期准备工作，是将智能化压浆系统引入预应力施工环节的重要前提条件，前期准备工作要点主要包括以下几方面。一是保证压浆施工孔到清洁度，避免孔道内出现杂物，影响压浆施工顺利推进。二是针对压浆孔通畅度进行检验，避免孔道内有异物堵塞。三是检查压浆操作辅助工具是否准备齐全。四是对钢绞线牢固牢固性进行检验。若发现锚固力度不足，需结合实际情况对问题进行分析，及时采取处理措施。五是做好压浆管道区域与压浆嘴之间的有效连接，保证压浆循环系统正常发挥作用。

（二）严格执行浆液质量控制工作流程

在智能化压降系统应用的前提下，灌浆浆料基本成分包括水泥、外加剂和水。浆液制作过程中，各项指标都有非常严格的标准化要求。具体指标包括泌水性、稠度，凝结时间、膨胀率、浆体温度、抗压强度等。具体指标需结合工程项目要求精确确认。例如，凝结时间指标基于本次工程项目建设的要求，需达到初凝时间高于4h，终凝时间高于12h。而膨胀率则应达到小于5%的水平。关于抗压强度指标的要求，具体为，执行标准化的养护流程后，7日内强度不低于25MPa。在上述一系列指标均达到工程项目标准要求后，方可进入浆液拌制施工流程，具体来说，浆液拌制操作要点包括以下几方面。首先，需针对浆液基本参数进行科学设置。其次，需在高速制浆机设备中加入适量水。再次，继续加入压浆剂和水泥。最后，需要启动自动拌和开关。保证浆液自动均匀拌合，流速与水胶比要按照标准化要求进行严格控制

[2]。

（三）按程序实施压强操作

在智能化系统支持下，压浆操作只需对基础参数指标和压力指标做好控制即可。通过自主启动智能化系统，达到压浆效果。基于本次工程项目的要求，压力指标控制区间为，最低达到0.5MPa，最高不超过0.7MPa。压浆环节操作时，需结合前期试验测定结果对浆液是否满足要求进行再次检验。确认相应满足设计规范要求后，启动智能压浆程序，压浆次序按照自上而下进行控制。设定不同环节压力指标，完成压浆操作过程。整体压强操作需严格观察，当发现排气孔排出水泥浆的总体流动度与规定流动度达到一致水平时，应当关闭出浆口，并执行稳压操作。稳压压力指标需达到0.5MPa，稳压持续时间为3~5min。需要强调的是，试件制作工作应伴随压浆操作同步进行，试件制作在本次工程项目背景下，要求尺寸达到50mmx50mmx180mm。

（四）做好压浆后期清理工作

清理工作主要分为以下几个步骤。一是拆除外接管路和相关附件，清洗阀门结构。二是立即清洗压将智能设备。三是清洗完成后将清洗球阀及时拆除。施工人员应严格按清理流程，做好后续清洗和卫生清洁工作，避免在施工现场留下安全隐患。

六、结束语

通过结合具体工程项目研究分析可知，智能压浆系统能够提升压浆工作效率，保持浆液在压浆操作时的充盈度。是稳定施工技术应用效果、提高预应力施工环节整体水平的科学方法，应当在具体工程项目压浆操作环节优先考虑应用。

参考文献：

[1]邢厚俊,葛宁,贾其松,邓立,马永强,吴佳晔,冯源. 冲击回波声频法在桥梁孔道压浆密实度检测中的应用研究[J]. 铁道建筑,2021,61(12):68-70+80.

[2]杨昌民,石冲,苏胜昔,刘孟刚. 基于频谱分析和小波包熵值技术的压浆密实度检测与分析[J]. 建筑结构,2021,51(16):110-115.