淺談箱梁預(yù)應(yīng)力智能張拉在施工中運(yùn)用

徐 雷

（江蘇宿遷交通工程建設(shè)處有限公司,江蘇 宿遷 223800）

0 前言

目前我國(guó)公路建設(shè)事業(yè)的不斷發(fā)展，在橋梁建設(shè)方面取得的可喜成果，隨著新技術(shù)、新工藝、新材料、新設(shè)備的大力推廣，在橋梁建設(shè)中不斷使用。預(yù)應(yīng)力在現(xiàn)代橋梁施工中廣泛施工，以往傳統(tǒng)的預(yù)應(yīng)力施工采用人工張拉，在施工精度上存在偏差，隨著新工藝、新設(shè)備的推廣應(yīng)用，預(yù)應(yīng)力智能張拉已在現(xiàn)代橋梁施工中被逐漸推廣使用，本文闡述在121省道新汴河大橋箱梁施工中采用智能張拉施工技術(shù)，該技術(shù)在宿遷首次使用。

1 工程概況

121省道新汴河大橋主橋采用42M+70M+42M變截面現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，引橋采用35米預(yù)應(yīng)力混凝土組合箱梁，全橋共計(jì)35米箱梁98片，箱梁采用C50混凝土，采用高強(qiáng)低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線，其直徑為15.20mm，錨具采用M15-4、M15-5型系列錨具及其配件，預(yù)應(yīng)力管道采用圓形金屬波紋管D內(nèi)=55mm。

2 智能張拉的構(gòu)成及原理

2.1 張拉設(shè)備構(gòu)成

（1）預(yù)應(yīng)力智能張拉儀。該設(shè)備為液壓壓力輸出裝置，通過計(jì)算機(jī)控制，有效的為張拉千斤頂提供可靠、穩(wěn)定的加載動(dòng)力，具有加載、持荷、卸載等功能。該設(shè)備能夠精準(zhǔn)的實(shí)現(xiàn)程序設(shè)定的命令，通過無線傳輸接口確保數(shù)據(jù)通訊的可靠交互。（2）智能千斤頂。千斤頂自身附帶電子位移傳感器和力傳感部件傳感器電纜連接的顯示控制儀。具有精度高、誤差小、量程大、移動(dòng)平順等特點(diǎn)。（3）高壓油管。油管包括進(jìn)高壓油管、回油管，其構(gòu)成千斤頂加載提升、回程的油路。

2.2 智能原理及優(yōu)點(diǎn)

預(yù)應(yīng)力智能張拉，是對(duì)預(yù)先設(shè)定的張拉參數(shù)，通過計(jì)算機(jī)控制停頓點(diǎn)、加載速率、持荷時(shí)間等張拉過程要素來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制張拉質(zhì)量的過程，與傳統(tǒng)張拉相較，其優(yōu)點(diǎn)如下：

（1）自動(dòng)同步。對(duì)稱同步張拉儀計(jì)算機(jī)控制兩臺(tái)或多臺(tái)千斤頂同時(shí)、同步對(duì)稱張拉，主控制機(jī)與從控制機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)無線傳輸連接，實(shí)現(xiàn)“多頂同步張拉”作業(yè)，消除了對(duì)稱張拉不同步對(duì)結(jié)構(gòu)造成的扭曲等危害。而傳統(tǒng)張拉，用兩端油頂人工控制，難以同步張拉目的。（2）張拉應(yīng)力精確控制。智能張拉應(yīng)力由計(jì)算機(jī)控制油泵運(yùn)行，張拉應(yīng)力數(shù)字油表的精度可達(dá)1%（0.1Mpa），而傳統(tǒng)靠人工控制油泵，其機(jī)械表面刻度數(shù)值精度為1Mpa，并且受外界干擾，致使油表指針會(huì)產(chǎn)生晃動(dòng)，加上人工讀數(shù)存在人為誤差等因素，其應(yīng)力誤差一般在±15%。因此，數(shù)字智能控制應(yīng)力精度比傳統(tǒng)人工張拉精度高。（3）延伸量精確控制。傳統(tǒng)張拉油缸伸長(zhǎng)量由人工量測(cè)，其精度只能達(dá)到1mm，而智能張拉通過傳感器實(shí)時(shí)延伸量數(shù)據(jù)，并進(jìn)行計(jì)算，其精度可達(dá)到0.01mm。當(dāng)延伸量超出范圍時(shí)，主控系統(tǒng)會(huì)及時(shí)發(fā)出警報(bào)，從而真正達(dá)到“雙控”的目的。（4）初張應(yīng)力自動(dòng)捕捉。智能張拉控制系統(tǒng)可自動(dòng)捕獲初始應(yīng)力點(diǎn)，確保精確性，而人工取不能獲取。（5）自動(dòng)控制整個(gè)張拉過程。智能張拉可一鍵完成，不受人為、環(huán)境因素影響，持荷時(shí)如果應(yīng)力下降系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)補(bǔ)張，從而確保了整個(gè)預(yù)應(yīng)力的均勻、穩(wěn)定傳遞，確保有效預(yù)應(yīng)力滿足設(shè)計(jì)規(guī)范的要求。（6）數(shù)據(jù)記錄真實(shí)可靠，可溯源。張拉數(shù)據(jù)具有自動(dòng)儲(chǔ)存功能，自動(dòng)對(duì)張拉過程數(shù)據(jù)記錄儲(chǔ)存，確保張拉數(shù)據(jù)原始記錄的真實(shí)可靠性，避免了出現(xiàn)人工填寫數(shù)據(jù)造假現(xiàn)象。張拉結(jié)束后將張拉數(shù)據(jù)電子歸檔保存，以便查詢，具有可溯源性。

3 智能張拉工藝

（1）張拉前通過計(jì)算機(jī)對(duì)張拉控制系統(tǒng)設(shè)定，箱梁的編號(hào)、預(yù)應(yīng)力孔號(hào)、張拉各項(xiàng)參數(shù)后，檢查張拉油頂是否安裝到位，各項(xiàng)設(shè)備連接管線、數(shù)據(jù)線對(duì)接處是否擰緊。以上工作就位后，由操作人員啟動(dòng)智能張拉平臺(tái)系統(tǒng)，輸入需要張拉箱梁的編號(hào)、孔號(hào)，啟動(dòng)張拉程序,控制平臺(tái)系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)，傳遞給智能張拉系統(tǒng)，由張拉系統(tǒng)控制油頂進(jìn)行同步對(duì)稱張拉，一鍵完成張拉，實(shí)現(xiàn)了張拉過程智能控制，不受人為、環(huán)境因素影響；（2）張拉控制系統(tǒng)油泵，加載過程按四個(gè)級(jí)依次上升油壓，分級(jí)為0.15σcon(初應(yīng)力),0.30σcon、0.50σcon、1.0σcon；（3）在張拉過程中張拉平臺(tái)系統(tǒng)分別對(duì)各級(jí)進(jìn)行量測(cè)和記錄，量測(cè)每一加載級(jí)張拉應(yīng)力后的油缸伸長(zhǎng)量的讀數(shù)，同時(shí)復(fù)核伸長(zhǎng)值與計(jì)算值的偏差；（4）在應(yīng)力張拉過程中，系統(tǒng)將自動(dòng)校核量測(cè)數(shù)據(jù)，當(dāng)實(shí)際伸長(zhǎng)值與理論伸長(zhǎng)值相差大于±6%時(shí)系統(tǒng)將自動(dòng)報(bào)警，并停止工作。待排除問題后，方可進(jìn)行下一步的工作。

4 智能張拉控制

4.1 質(zhì)量控制

（1）應(yīng)對(duì)錨墊板后的混凝土密實(shí)性進(jìn)行檢查，檢查有無存在空鼓現(xiàn)象，有空鼓時(shí)及時(shí)處理后再進(jìn)行張拉，并將孔道中的灰漿清理干凈。（2）在穿束時(shí)，對(duì)鋼索進(jìn)行編號(hào)困扎成束，不得紊亂避免鋼絞線穿索時(shí)相互纏繞。（3）檢查夾片與錨頭規(guī)格配套使用。（4）錨墊板、錨具和千斤頂應(yīng)位于同一軸線上。

4.2 安全控制

（1）張拉現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)有明顯標(biāo)志，設(shè)安全警戒圍擋。（2）作業(yè)應(yīng)由專人負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)指揮，張拉作業(yè)人員應(yīng)經(jīng)培訓(xùn)考核合格后方可上崗。（3）張拉千斤頂正后方設(shè)置張拉圍擋，位置距離張拉千斤頂2-3米，在圍擋前面放置木板，后面加襯5mm鋼板，張拉圍擋應(yīng)穩(wěn)定牢固。

5 結(jié)語(yǔ)

通過已完工的新汴河大橋96片35米箱梁張拉數(shù)據(jù)結(jié)果顯示，伸長(zhǎng)量誤差在±1%以內(nèi)，避免了人工張拉不足，提高了張拉精確度，有效提高了工程質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)了橋梁預(yù)應(yīng)力的智能化、規(guī)范化、科學(xué)化施工。

[1]JTGTF50-2011.公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范[S].

[2]GB50010-2010.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].