預應力智能張拉施工技術在公路橋梁中的應用

■方 勇 ■江蘇育通交通工程咨詢監理有限責任公司，江蘇 南京 211188

隨著交通事業的日益發展，我國對橋梁的技術改革也越來越多，縱觀橋梁建筑歷史，在道路上一座座的橋梁都是應用了預應力混凝土橋梁，然而傳統的張拉技術，使人工對數據的精確控制較少，誤差率也較高，這就容易導致一些橋梁因預應力施工不合格，而被迫及早進行加固施工，并且影響橋梁的穩定性、安全性，使橋體塌陷，開裂等種種問題，造成社會的巨大財產損失。這個困擾著橋梁建設者的問題日益增加，而如今正發展中的智能張拉技術則能有效解決這些問題。

1 預應力技術的定義和起源

橋梁的發展離不開預應力技術，它可以提高自身的剛性，以減少彈性震動和受外界影響帶來的變形使原本的抗壓性更強。預應力張拉就是使構架提前承受并增加拉力，使之產生一定的形變，使被張拉構件產生拉應力，來更好的應對鋼本身帶來的符合，從而可以達到加固房屋，抵御風雪，抵抗地震等自然災害的效果。通俗點來講，預應力就是預先給的一個應力。比如過去人們通常給木桶的外緣捆上一圈鐵皮，目的就是為了在木桶承受水帶給它的由內向外的壓力之前，事先產生一個由外向內的力量，抵消了水壓，達到了力的平衡，可以防止木桶的開裂。

由于人工張拉技術帶來的缺陷使得全社會人都在關注張拉技術的發展，早在20 世紀80 年代末開始，國內的一些專家學者就踏上了研究張拉技術的道路，他們為了提高張拉技術的精確度，改善道路橋梁的發展，從倆個思路展開了研究與探討，分別是，信息化施工與油泵數字化控制。相信科學與探討的力量是強大的，在1990 年，帶有數字顯示功能的記錄儀被英國和德國的公司所發明，計算機控制的專用油泵也被北京建筑工程研究所成功開發，還有具有閉環控制功能的預應力張拉裝置也相繼問世。上述發明在預應力研究中是重要的成果，但由于缺乏規范的引導和研究成果的分散，使得在后期缺少深入的繼續研究與現場實驗。隨著科學技術的發展，液壓技術和計算機技術在土木工程中的應用越來越多，2008 年，重慶科研設計院羅斌等人在國內預先提出了智能張拉技術的概念。2012 年5 月20 號，該項技術被認定為國際先進水平，并通過了云南昆明的工程院專家委員會鑒定。

2 預應力技術的功能及特點

與傳統的人工張拉相比，智能張拉系統通過計算機控制可全自動完成張拉，避免了人員輸入數據的誤差，它的數據由計算機完成并將其直接傳輸到網絡服務器。另外它可以提供監控系統用以監控現場的施工情況，從源頭上杜絕造假的嫌疑，減輕了工作人員的風險和強度。它還可以同時控制多臺自動張拉在同一臺筆記本電腦中，大大減少了施工的時間和效率，真正實現多種橋梁建設的同步。

優質的科學技術使它的張拉作業更加安全和到位，據資料顯示，它具有高頻響比例方向的調速閥，同步精確度達到0.5%。由于自身超高壓、大流量，(50Mpa、4 升/分鐘)多種張拉速度(0.25-2mm/s)的特點，適應大小噸位千斤頂的自動張拉。并且采用高性能高精度先進的拉繩式位移傳感器，有磁性安裝底板，避免了因千斤頂活塞旋轉損壞傳感器的現象。總之，它使信息化數據采集更為便利、人為輸入數據的繁瑣更為簡單，真正實現了智能自動張拉。

3 預應力智能張拉技術的概述及技術指標

預應力智能張拉系統是改變了傳統工藝數據不精確，施工效率低，質量管理難等幾大問題展開的變革。它采用現代科學技術，以智能泵站代替手動泵站，以智能操控平臺代替人工操控，以信息數據化和網絡化來進行管理，將預應力的結果，檢測，控制得到了有力結合。智能張拉系統由千斤頂，工具箱，限位板，油管，油源，智能操控平臺等幾部分組成。它的技術指標如下:最高控制壓力:60MPa，油泵流量:2.5L/min，測量精度:0.1%，加壓速度控制精度:≤±5%，保壓控制精度:≤±0.03MPa系統噪音:≤70dB。

4 智能張拉系統的使用范圍

適用于空心板梁、簡支箱梁、連續梁、連續剛構、豎向短束、負彎矩束、蓋梁的張拉，也可用于邊坡錨索、先張法等施工中。

5 智能張拉系統提升了橋梁工程的質量

在工程建設過程中始終把質量安全放在第一位，智能張拉得到了推廣應用，取得到了較好的效果。2011 年，聯智公司董事長劉柳奇還有分管橋隧工程的副經理何杰提出了設計理念，它是以通平高速建設項目為依托，研發出智能張拉系統，并率先投入使用，這一技術得到了交通運輸公司的大力支持。同時，該課題已被交通運輸部納入由部公路科研院和部質量監督總站牽頭承擔的《公路工程施工質量安全智能控制與遠程監控》科研課題的一部分繼續進行深入研究。

2011 年3 月7 日，在湖南交通運輸系統技術權威的見證下，交通運輸廳黨組成員，總工程師，通平公司等單位的領導及專家通過對比進、出兩端同步張拉的技術參數，加之親身的操作，大加贊賞該系統所具備的自動讀取參數，自動生成預應力張拉記錄表，無需人工干預等特點，基本杜絕了人工對張拉施工的影響的優點，這一技術得到了權威的認可后，他們又不段深入探討并且改善成功研制出的預應力智能張拉新技術。它在通平高速公路全線使用，由點及面地應用，使更多人信服并應用這一系統，提高了橋梁的質量。后來經過專家們的鑒定，結合高速公路和橋梁建設的現實需要，實驗證明它的總體水平能領先國內，可以在全國公路橋梁市政鐵道等行業推廣應用，相信良好的效益會創造更顯著的社會和經濟成果。

6 智能張拉系統的更新

在智能張拉系統為我們帶來效益的同時，也應考慮產品的更新換代問題。由于科技的迅猛發展，使得會有一些仿冒產品出現，危害產品聲譽和質量，另外，隨著第一代的投入使用，總會有一些弊端慢慢顯現出來，這就需要跟上時代的發展，加大投入力度，在科技面前，及時研究分析，對產品進行更新換代。有關專家和學者在相距千里之隔的倆地，通過一些媒介等各種方案，對研發工作進行激烈而緊張的討論。公司為了保證研發工作的順利進行，投入了大量的財力及精力。經過科研人員的共同努力，第二代產品終于研制成功，它的先進技術填補了國內的空白，并且領先于國際水平，當前已有部分在施工單位使用，由于第二代產品具有長久性的使用效應，美觀的包裝，能適應惡劣環境下的操作等特點，目前有公司正在批量生產中。

7 結語

公路橋梁依然是交通發展中離不開的因素，而智能張拉系統很好地完善了傳統預應力的缺陷，為了讓我國的交通行業更好的發展，相關學者及專家更應該加大對智能張拉系統的研究，使其更快更好地被世界所知曉，更贊嘆中國橋梁的文化與技術。

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