浅谈桥梁预应力智能张拉施工控制王天华

浅谈桥梁预应力智能张拉施工控制王天华

王天华

贵州建工集团有限公司贵州贵阳550000

摘要：近年我国高速发展的交通运输业促使桥梁工程得到了迅猛发展，桥梁工程的规模不断扩大，跨度越来越大。与此同时，随着桥梁工程建设的发展，相应的施工要求和标准不断提升，所以传统的预应力张拉技术已经无法满足工程建设需求。因此，为了确保施工的质量，可以在预应力张拉技术中引入智能监测技术和控制技术，从而彻底解决传统张拉环节中存在的各种不足，全面提升桥梁工程施工质量。

关键词：桥梁工程；智能张拉系统；预应力；施工质量

1桥梁预应力智能张拉系统概述

1.1工艺原理

桥梁预应力智能张拉系统包括预应力智能张拉仪、智能千斤顶、自带无线网卡的笔记本电脑和高压油管，由预应力自动张拉设备和计算机控制系统组成。智能张拉系统以预应力为控制指标，以伸长量误差为校对指标，通过智能传感器对每台千斤顶的工作负荷值和钢绞线的伸长值进行数据记录，并利用远程控制系统对数据进行传输，系统终端对这些数据进行转换、计算和分析，再将指令传递给下层泵站，从而对张拉力的大小和加载速度进行精准控制。预应力智能张拉系统的整个操作过程都有预先设置的预程序，由主机发出具体的指示命令，实现对每台设备的同步控制，使其自动完成整个张拉过程。与传统张拉方式相比，智能张拉系统更具专业性，可以通过互联网技术将业主、监理、施工单位、检测单位集结在同一个交流平台上，打破了地域的限制，促进了各方参与人员的深入交流合作，体现了施工的严谨性。

1.2智能张拉系统功能特点

第一，可以准确无误地施加应力。相较于传统的张拉技术，智能张拉系统可以将预应力值的误差范围由±15%缩减至±1%，达到了最佳的张拉力控制精度，确保了桥梁施工的质量。第二，可以快速实现伸长量的校对以及“双控”指标。智能张拉系统的传感器将收集到的钢绞线数据信息传输到计算机终端设备，由计算机控制系统对伸长量及其偏差进行自动化计算分析，将伸长量误差控制在±6%的范围内，达到预应力和伸长量的“双控”。第三，张拉力的施加是对称同步的。智能张拉系统的一台计算机终端设备可以同时对2台以上的千斤顶对称张拉，并将各千斤顶之间的同步张拉力误差控制在±2%以内。第四，规范张拉过程，减少预应力损失。智能张拉系统的远程控制不受主观环境或者人为因素的牵掣，对张拉过程中的停顿点、加载速率、持荷时间可以实现精准控制，符合桥梁设计和施工的技术规范要求，最大限度地减少了张拉过程中预应力的损耗。第五，能够自动生成报表。智能张拉系统可以对张拉过程中的数据实时同步记录，真实、全面还原施工行为，节省了张拉力、伸长量等数据计算和填写的过程，减轻了人员的工作压力，提高了工作效率。第六，具有远程监控功能。智能张拉系统可以借助计算机终端进行远程监控，构建业主、监理、施工、检测单位统一交流的平台，打破地域的限制，方便工程项目参与方及时了解施工进度，便于质量管理。

2工程案例

某桥梁工程第二标段预制T梁一共对80片T梁进行张拉，一共张拉了240孔预应力管道。为了比较张拉效果，对210孔进行智能张拉施工，其他的使用传统张拉工艺进行施工。设计预应力控制钢束控制应力大小为195.3kN，施工两端张拉的方法进行张拉施工，施工过程中对位移值和张拉力值进行严格控制。张拉施工图如图所示。

3张拉指标分析

3.1张拉顺序和张拉质量的控制

钢束使用两端对称张拉的方法进行施工，张拉顺序如下：N1→N2→N3→50%N4（左）→100%N4（右）→100%N4（左），张拉程序0→10%σcon→20%σcon→100%σcon（持荷5min）。进行张拉作业时，先对腹板钢束进行对称张拉，然后对底板钢束进行张拉，确保梁体拱度可以达到要求，避免出现侧弯的情况。在进行施工时，要认真对梳编穿束工艺进行执行，避免索力出现不均匀的情况，在钢绞线穿束时要互相缠绕，按照限位板时，要将写有对应使用规格的数字面和工作锚板对准后进行安装，安装完成后要保证工作锚板处于锚垫板止口内。保证千斤顶、限位板和工具锚板同轴，锚固施工要待张拉控制力稳定后才可以进行，夹片之间的错位要控制在2mm以内，露出到锚具外部的高度要低于4mm，工具夹片之间要使用润滑剂进行涂抹。智能张拉平台系统对张拉过程中的数据要进行测量和记录，每一级张拉完成后要对活塞的伸长值进行记录，并对计算值和伸长值之间的偏差进行检查。张拉时利用智能张拉系统对加载速度进行控制，保证持荷载的稳定性，持荷时间不能低于5min。

3.2张拉精度分析

通过对两种不同张拉方式的设备进行张拉精度数据对比，结果见表1。通过观察表1中的数据可以看出，智能系统张拉和传统张拉进行比较，具有较高的张拉精度。在智能张拉过程中出现精度不合格的现象主要是由于张拉锚具安装不合理。传统张拉张力精度无法满足设计要求主要是由于在张拉过程中，人工无法有效地将张拉力值控制在误差范围内，由此可以看出，传统张拉受到人为因素的干扰比较大

3.5张拉经济效益分析

由此可见，智能张拉对人工的需求量较小，并且能够有效地提高数据的准确性和稳定性，提高了梁厂的经济效益，并且还降低了人员的工作强度，在传统张拉过程中，张拉人员需要密切关注张拉的情况，费神费力。测量人员在使用工具锚来对伸长量进行测量时，存在一定程度的安全隐患。比如，张拉30mT梁时，智能张拉一孔大约需要时间11min，传统张拉一孔则需要20min，人工进行张拉时操作不当也会增加时间，降低了工作效率。在传统张拉过程中，张拉人员需要休息，而智能张拉计算机不需要休息。由此可见，在工作效率方面，智能张拉与传统张拉相比较，具有显著的优势；在操作安全性和稳定性方面，智能张拉系统有效地减小了传统张拉中人员的劳动强度、提高了张拉安全性，确保了张拉速度。

结束语

综上所述，在桥梁预应力施工过程中，使用智能张拉技术具有更高的安全性，在施工过程中可以有效保证张拉的精度、张拉的同步性以及张拉伸长量。通过利用通信控制模块、计算机、液压技术等对张拉进行控制，不仅保证了张拉质量，而且可以实时收集张拉数据，提高业主方监控力度，保证张拉效果。

参考文献：

[1]王文建.桥梁预应力智能张拉与压浆系统原理及施工技术[J].江汉大学学报（自然科学版），2015，4304：328-331.