淺談智能張拉在預制T梁中的應用

【摘要】本文結合大岳高速公路第十合同段芭蕉湖1號特大橋30mT梁智能張拉為案例，淺析智能張拉系統的應用及與傳統張拉相比其應用優勢的分析，總結施工經驗，為類似工程的施工提供經驗。

【關鍵詞】智能張拉；應用；優勢

一、工程概況

大岳高速公路全稱為杭州至瑞麗國家高速公路湖南省臨湘大界（湘鄂界）至岳陽公路，第十合同段位于岳陽市岳陽樓區梅溪鄉胥家橋村、濱湖村境內，線路全長3.3km，冷水鋪互通匝道總長3.038km，項目內容為橋梁、涵洞、路基土石方等土建工程，主要工程有1座特大橋、3座大橋及2座中橋，上部結構為預制T梁414片、現澆箱梁折合單幅1433m，路基土石方46.6萬m3，圬工防護2.1萬m3，涵洞15道421m。

二、智能張拉設備工作原理

本項目所用的設備為湖南聯智橋隧研發的型號為LZ59MGH/G10預應力智能張拉設備，該設備由系統主從機、千斤頂、自帶無線網卡的強固觸摸屏、高壓油管等組成。張拉設備以應力為控制指標，伸長量誤差作為校對指標。系統通過傳感技術采集每臺張拉設備（千斤頂）的工作壓力和鋼絞線的伸長量（含回縮量）等數據，并實時將數據傳輸給系統主機進行分析判斷，同時張拉設備接收系統指令，實時調整變頻電機工作參數，從而實現高精度實時調控油泵電機的轉速，實現張拉力及加載速度的實時精確控制。系統還根據預設的程序，由主機發出指令，同步控制每臺設備的每一個機械動作，自動完成整個張拉過程。

三、自動張拉系統操作步驟

（一）系統連接

1、連接千斤頂

將系統所帶油管連接至千斤頂，應注意油管接頭需使用銅密封圈，千斤頂油缸進油口接液壓站油路A口，回油口接液壓站B口，緊固接頭后檢查無液壓油滲漏完成連接。連接好后，一般情況下不準拆卸，避免沙石進入泵站損壞泵體。

2、連接傳感器

千斤頂上帶有高精度位移傳感器，在安裝好千斤頂油管后，應將千斤頂側面位移傳感器連接線上三芯航空插頭連至系統控制箱。

3、電源連接

系統采用380/220三相四線制供電，需使用四芯動力電纜連接至附近配電箱，零線必須連接正確，否則會導致控制箱燒毀。接線正確后，閉合電源閘刀，控制面板紅色“電源指示”燈亮起。

（二）安裝千斤頂

根據施工圖紙及工藝要求將工作錨、千斤頂、工具錨等安裝就位。

（三）啟動控制系統

1、確認千斤頂夾片安裝就緒，先手動進油預拉5cm左右（根據鋼絞線的長短確定一般不超過伸長量的10%）后回油確認夾片錨具安裝無誤和把鋼絞線從松弛狀態拉直，按下控制面板啟動張拉進入張拉頁面確認程序和理論伸長量是否正確。

2、開啟控制主機（便攜式計算機）電源，進入系統后啟動全自動張拉控制程序，輸入工程單位名稱及相應張拉參數后，進入張拉界面，此時界面上位移以及應力示值應能顯示，無錯誤提示，即可啟動張拉。

3、在張拉過程中應密切注意梁板兩端設備和千斤頂的工作情況，注意安全，如有異常情況立即單擊“暫停張拉”、按下張拉儀“停止”按鈕，停止張拉，排除異常情況后，方可繼續張拉。

4、每一孔張拉完畢后，設備自動退頂，數據保存，并自動跳到下一個張拉步驟，在下一個張拉步驟開始之前，計算機操作人員應再次檢查錨具、千斤頂、限位板是否正確嵌套，數據連線是否松動、被擠壓，千斤頂是否壓迫粗鋼筋等。

四、軟件使用

（一）輸入工程信息

啟動全自動張拉控制程序，首先進入張拉工程信息管理界面，在該界面上可輸入相關的工程信息：

（二）輸入儀器信息

在軟件界面上點擊“儀器信息”一欄，輸入儀器的相關信息，以備日后查詢：

（三）完善張拉工藝

在軟件界面上點擊“張拉工藝”一欄，新建、修改完成張拉工藝的各項參數：

（四）啟動張拉施工

準備工作就緒后，在軟件界面上點擊“張拉施工”一欄，進入張拉施工界面，該界面只要選擇張拉工藝名稱，則下面參數會根據選擇的張拉工藝名稱變化，只需輸入梁板名稱和試塊強度就可以點擊啟動張拉。

點擊啟動張拉后，儀器開始工作，儀表盤上會有出現相應的張拉參數：（1）壓力讀數：顯示千斤頂油壓值（MPa），以及此時的張拉控制力值（KN）；（2）進油指示燈：該燈狀態為紅色的時候，表示當前處于進油狀態；（3）推油指示燈：該燈狀態為綠色的時候，表示當前處于退油狀態；（4）位移指示：顯示位移大小，每一行程張拉之前位移讀書自動清零，因此張拉開始時并不要求張拉系統千斤頂內缸完全歸為；（5）時間-壓力曲線：反應隨著時間推移的壓力變化曲線；（6）時間位移曲線：反應隨著時間推移的位移變化曲線。

張拉過程中數據顯示如下：

（五）數據管理

張拉完畢，設備自動退頂，電腦自動生成張拉表格：

（六）急停及手動操作

在自動張拉過程中，若出現張拉異常狀況，點擊操作界面中“暫停張拉”按鈕可停止張拉，待查明原因后，按下“繼續張拉”恢復張拉過程；如故障無法排除，應及時點擊張拉儀“停止”按鈕并將千斤頂退油，待故障排除后更換鋼絞線、夾片等后方可重新張拉。

五、應用優勢分析

智能張拉能夠實現張拉的全過程智能控制，能夠對預應力關鍵工序張拉質量進行實時跟蹤監測，自動控制，及時糾錯，這是對傳統的張拉工藝施工的極大改善，主要優勢表現在以下幾個方面：

1、精確施加應力：智能張拉系統能精確控制預應力張拉施工過程中施加的預應力值，將誤差范圍由傳統張拉的±15%縮小到±1%，完全滿足《公路橋涵施工技術規范》（JTG/TF50-2011）7.12.2第2款規定“張拉力控制應力的精度宜為±1.5%”的要求。

2、及時校核伸長量，實現“雙控”：系統傳感器實時采集鋼絞線數據，反饋到計算機，自動計算伸長量，及時校核伸長量誤差是否在±6%以內，實現應力與伸長量“雙控”，滿足《公路橋涵施工技術規范》（JTG/TF50-2011）7.6.3第3款規定“預應力筋采用應力控制方法進行張拉時，應以伸長量進行校核。實際伸長值與理論伸長值的差值應符合設計規定，設計未規定時，其偏差應控制在±6%以內”的要求。

3、對稱同步張拉一臺計算機控制兩臺或多臺千斤頂同時、同步對稱預應力張拉，實現“多頂同步張拉”工藝，滿足《公路橋涵施工技術規范》（JTG/TF50-2011）7.12.2第1款規定“各千斤頂之間同步張拉力的允許誤差為±2%”的要求

4、規范張拉過程，減少預應力損失：實現了預應力張拉程序智能控制，不受人為、環境因素影響；停頓點、加載速率、持荷時間等張拉過程要素完全符合橋梁設計和施工技術規范要求，避免或大幅減少了張拉過程中預應力的損失。滿滿足《公路橋涵施工技術規范》（JTG/TF50-2011）7.12.2第2款規定“保證千斤頂具有足夠的持荷時間（5分鐘）”的要求。

5、自動生成報表杜絕數據造假：自動生成張拉記錄表，杜絕人為造假的可能，可進行真實的施工過程還原。同時還省去了張拉力、伸長量等數據的計算、填寫過程，提高了工作效率。

6、遠程管理功能：實現遠程監控功能，方便質量管理，提高管理效率。統一業主、監理、施工、檢測單位于同一互聯網平臺，能實時進行交互，突破了地域的限制，及時掌握預制梁場和橋梁預應力張拉施工質量情況，實現“實時跟蹤、智能控制、及時糾錯”。

7、現場拍照，確保施工人員、監理人員到位，張拉數據隨時可以察看并且無法更改，杜絕數據造假。

六、結語

智能張拉工藝對T梁施工質量的提高有積極的推動作用，利用數字傳感技術實現了對預應力筋張拉的雙重控制，改進了傳統的預應力施工工藝，大大提高了預應力施工的精度和效率，它在預應力橋梁施工過程中發揮的作用也越來越大，保證了公路事業建設的健康發展，相信在不久的將來，智能張拉技術在該領域還會有更大的突破。

參考文獻

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