淺談智能張拉系統在實際施工中的應用

摘要：在目前橋梁道路建設中，相較于傳統的張拉操作系統，智能張拉借助于計算機科技的發展表現出眾多突出的優點，在實際施工中被廣泛應用。

關鍵詞：智能張拉系統;實際施工;應用

1智能張拉系統簡介

1.1概念解析

智能張拉，是指不依靠工人手動控制，而利用計算機智能控制技術，完成鋼絞線的張拉施工。是目前國內預應力張拉領域的先進工藝。

在如今的橋梁道路建設中，預應力施工被廣泛應用，其中關鍵工序——張拉，其施工質量的好壞，會直接影響結構的耐久性，但是傳統張拉施工，純靠施工人員憑經驗手動操作，誤差率很高，無法保證預應力施工質量。不少橋梁因為預應力施工不合格，被迫提前進行加固，嚴重的甚至突然垮塌，給社會造成了巨大的生命財產損失。

1.2突出特點

智能張拉技術由于智能系統的高精度和穩定性，能完全排除人為因素干擾，有效確保預應力張拉施工質量，是目前國內預應力張拉領域最先進的工藝。具體來說它具有以下優點：

（1）能夠確保張拉數據安全;采用自動平衡緩釋泄壓技術，能夠防止滑束、避免沖擊夾片;

（2）操作簡便易行;

（3）可以通過標準測力系統和伸長量對系統張拉力進行標定;

（4）能夠自動檢測故障;依靠計算機遠程通訊可為各使用方提供遠程監控和數據查看服務，方便了工程質量管理;

（5）智能張拉依靠計算機運算，能夠精確控制施工過程中所施加的預應力力值，將誤差范圍由傳統張拉的±15%縮小到±1%;

（6）能夠及時校核伸長量，實現應力和伸長量的同步控制;

（7）一臺計算機可以控制兩臺或者多臺千斤頂同時、同步對稱張拉，即可實現多頂兩端同步張拉;

（8）采用智能張拉系統可以是施工不受人為、環境等因素的影響，使停頓點、加載速率、持荷時間等張拉過程完全符合橋梁設計和施工技術規范要求。

2智能張拉系統在實際施工中的應用

2.1施工前準備

（1）人員配備及設備準備

張拉人員設備配置張拉設備操作人員2人，負責數控張拉設備的控制操作。傲華測控技術（上海）有限公司AHCK-500F預應力智能張拉控制系統（包括：數控設備及兩個千斤頂）。

（2）設備檢測

在張拉作業之前，相關技術人員和監理人員對構件進行檢驗，檢驗結果符合質量標準要求，且齡期大于7天，箱梁砼強度達到設計強度的90%后方可張拉。對每臺千斤頂及所配置的油表進行標定，并通過標定曲線計算各油表的初應力及錨固應力時的讀數。對錨具進行外觀、硬度、錨固性能及工藝性能檢查，錨具夾片咬合段的鋼絞線表面必須保持清潔。預應力鋼絞線在使用前，對其強度、伸長量、彈性模量外形尺寸等進行檢驗。鋼絞線下料在指定場地內進行，且宜用砂輪機切割，不得用電弧切割，切口應平整，無毛頭鋼絞線整體編束，且綁扎牢固，并將端部纏裹，方便穿束。穿束完成后，安裝工作錨及千斤頂，安裝千斤頂前，開動油泵，將千斤頂活塞來回打出幾次，以排出可能殘存于千斤頂缸體中的空氣。

2.2應用過程

（1）施工流程

安裝好油壓千斤頂、工作錨具及夾片。將拉線式位移傳感器固定在千斤頂的外殼上，并將其位移測量繩固定在鋼絞線或工具錨具上。將壓力傳感器接到油泵上的油壓表接口。前端控制器為油泵電機供電。啟動程控主機和前端控制器，在程控主機的觸摸屏顯示界面上輸入工程相關參數及本次張拉的控制參數，如預張拉設備參數、荷載分級、持荷時間等。啟動系統工作，則程控主機自動地按預設的張拉作業程序控制前端控制器驅動油泵電機工作，控制千斤頂執行預應力張拉作業。在張拉過程中，程控主機通過兩端的油壓傳感器則實時監控張拉力，通過拉線式位移傳感器實時監控。

（2）張拉過程

①點擊【啟動】按鈕進入第一個張拉控制階段，張拉力目標值為15%σcon，系統自動控制張拉力值達到目標值進入持荷計時階段，自動補壓控制張拉力保持在目標值上下1%范圍內，持荷完成后系統自動記錄實際張拉力和油缸伸長值，千斤頂操作工人測量工具夾片外露量并記錄。

②第一階段持荷計時完成后進入第二個張拉控制階段，張拉力目標值為30%σcon，系統自動控制張拉力值達到目標值進入持荷計時階段，自動補壓控制張拉力保持在目標值上下1%范圍內，持荷完成后系統自動記錄實際張拉力和油缸伸長值，千斤頂操作工人測量工具夾片外露量并記錄。

③第二階段持荷計時完成后進入第三個張拉控制階段，張拉力目標值為103%σcon，系統自動控制張拉力值達到目標值進入持荷計時階段，自動補壓控制張拉力保持在目標值上下1%范圍內，持荷完成后系統自動記錄實際張拉力和油缸伸長值，千斤頂操作工人測量工具夾片外露量并記錄。持荷5分鐘計時完成后進入錨固控制階段，系統自動控制卸荷錨固。

④錨固結束后系統自動控制千斤頂回頂，卸除工具錨及千斤頂，千斤頂操作員測量工作錨夾片的外露量并記錄，準備進行下一組鋼束張拉。

（3）張拉結果數據查詢與導出

①點擊主機“張拉報表”后進入張拉報表操作界面

②數據導出，直接點擊“U盤讀寫”，在彈出的對話界面選擇張拉時間，再點【導出數據】按鈕即可導出相應的張拉數據報表，所導出的文件在D：＼UDisk內。

③張拉結果上報

張拉過程中自動上傳張拉力和伸長值的變化曲線，張拉完成自動上傳張拉結果。梁場管理計算機同時將張拉過程曲線和張拉結果通過網絡上報到上級信息監控中心，以便查閱和審核。

2.3張拉過程控制要點

第一個張拉控制階段：15%σcon應力為使鋼絞線從松弛狀態達到受力狀態，消除伸長值測量誤差，并使同束各根鋼絞線受力趨于一致。當鋼絞線張拉達到15%σcon時，持荷，同時松開千斤頂吊繩。自動記錄油缸伸長值，測量并記錄工具夾片外露量。

第二個張拉控制階段：自動控制升壓速度，平穩升壓，自動平衡同一束預應力鋼絞線兩端張拉力值及油缸伸長值。當張拉力接近30%σcon時自動減緩升壓速度，精確控制，直到到達30%σcon，持荷，同時自動記錄油缸伸長值，測量并記錄工具夾片外露量。

第三個張拉控制階段：自動控制油泵繼續張拉，控制升壓速度，平穩升壓，自動平衡同一束預應力鋼絞線兩端張拉力值及油缸伸長值。當張拉力接近103%σcon時自動減緩升壓速度，精確控制，直達到103%σcon。

另外在持荷、錨固、回頂三個階段也要注意以下事項：

持荷階段：當張拉力達到103%σcon時靜停持荷（5min），自動補壓，控制張拉力保持在103%σcon上下1%范圍內，持荷完畢系統自動記錄油缸伸長值，測量并記錄工具夾片外露量。

錨固階段：持荷時間到，控制緩釋系統自動緩慢卸荷錨固。

回頂階段：錨固結束后系統自動控制千斤頂回頂，卸除工具錨及千斤頂，測量并記錄工作錨夾片的外露量，并在距離夾片端頭2-75px處的鋼絞線上用石筆劃出標記，觀察24小時再次測量，以判斷是否存在滑絲斷絲情況。

3結論

本文主要對智能張拉系統的概念及其特點進行了簡單介紹，在此基礎上對智能張拉系統在實際施工中的應用進行了淺顯闡述，主要涉及智能張拉系統的操作流程、控制要點等。

參考文獻：

[1]沈新慧.淺析智能張拉系統在預應力橋梁施工中的應用.中國新技術新產品，2013（4）：54-56

[2]張瑞斌.談公路橋梁預應力智能張拉施工技術.山西建筑，2013（3）：197-198