后張法預應力箱梁智能控制張拉施工工藝

陳 凱

（一冶集團有限公司交通工程公司，湖北 武漢 430080）

后張法預應力箱梁智能控制張拉施工工藝

陳 凱

（一冶集團有限公司交通工程公司，湖北 武漢 430080）

后張法預應力預制箱梁，因其先簡支后連續結構的諸多優點，目前廣泛應用于公路橋梁、市政橋梁建設上。預應力混凝土箱梁有較多施工環節，施工技術要求較高且質量控制難度大，一旦處理不好，則會造成混凝土構件有裂縫問題產生，對橋梁的整體質量造成影響。文章詳細介紹了后張法預應力箱梁的施工原理及施工工藝。通過分析后張法預應力箱梁的施工工藝，總結施工各環節中需要注意的問題，為保證工程的施工質量的打下了堅實的基礎。

后張法；預應力；箱梁；施工

后張法預應力預制箱梁先簡支后連續結構在高速公路、市政公路橋梁中正在被大量使用。預應力箱梁具有整體性好、外形美觀、剛度大等特點。預應力智能張拉系統依靠計算機進行智能化操作，徹底改變了以往的利用人工來操縱油泵展開張拉操作，做到了控制張拉的同步性，確保了預應力結構安全性以及耐久性，已在全國高速公路大面積推廣使用。

1 工藝原理

通過數字顯示儀直接顯示實時的張拉力值以及鋼絞線的實際伸長量，改善了油表讀數誤差大和鋼絞線伸長量測量人為誤差的現象。同時將數據即時傳輸給系統主機來做分析判斷，智能張拉儀執行系統命令，對變頻電機的工作參數進行適時調整。從而滿足高精度實時調控油泵電機的轉速需求，達到對張拉力及加載速度的實時準確控制，不需要工作人員現場采集數據、然后計算來判定施加力及伸長量的情況，可以更直觀的做出判斷。系統通過傳感技術采集每臺千斤頂的工作壓力和鋼絞線的伸長量等數據，真正實現了預應力張拉應力與伸長量的智能雙控。

2 工藝特點

精確施加預應力，滿足張拉質量控制要求。基本實現梁體兩端同步張拉。完善的計算機管理系統以及配套軟件，可以實時精確的記錄張拉過程的信息數據，防止張拉數據出現假造的情況，能夠實現真實的質量數據溯源。智能控制，規范張拉過程。一臺遙控器能夠對兩臺或者多臺千斤頂同時、同步進行控制，滿足多頂同步張拉工藝的需求，及時校核伸長量，實時實現應力和應變雙控。在任何時候都可以校核伸長量是否在±6%范圍內，實現應力與伸長量同步雙控，具有很好的實時控制能力。可以實現張拉力雙重保護功能。為了保證張拉力的精確可靠，系統采用了雙重油壓傳感設計，確保了系統的可靠性，同時也最大限度的提高了張拉過程的安全系數。把環境條件的影響和人為因素的影響盡可能降到最低，張拉程序的智能控制就能夠得到實現；張拉過程中的要素有：持荷時間、停頓點、加載速率等，對于橋梁設計和施工技術規范的要求完全吻合，如圖1所示。

圖1 橋梁預應力智能張拉系統

3 操作要點

預應力箱梁是橋梁工程的主要受力結構，張拉工序是橋梁施工中最關鍵的工序，做好張拉工序，才能更好地保證橋梁整體的工程質量。

3.1 預應力張拉施工

張拉程序的控制對于梁體均勻受力、梁兩端的同步有非常重要的作用。張拉順序遵循同步、對稱的原則，保證梁體受力均勻、同步、不會發生轉動、彎曲及超應力。

3.2 智能張拉設備的組裝

（1）按照示意圖組裝主控制器，連接千斤頂，千斤頂安裝時，使千斤頂與管道中心線相重合。按照設計鋼絞線進行兩張拉、雙控：一端張拉錨固后，同時將預應力值補足；錨固需要在兩端同時進行，需要兩端千斤頂升降壓、畫線、測伸長、插墊等操作要保持同步。工具錨對中準確，鋼絞線在工作錨和工具錨之間順直，為了保證工具錨脫卸輕松，能夠在工具錨夾片與錨環之間添加塑料布或涂少量黃油以及退錨靈。張拉完畢經檢查合格，需要停工12h，再通過砂輪切割機在錨具外≥30mm處將多余的鋼絞線切割掉。

（2）鋼絞線伸長值校核。鋼絞線實際伸長值與理論計算值的差值根據規定和設計要求來說不能超過±6%。夾片回縮量不能夠大于6mm。如果超過了這個規定值，就必須停止張拉，在實施了保護措施之后，再繼續進行張拉。在張拉過程中鋼絞線伸長值要同時進行校核。

（3）測試前接線時按照“先儀器，后配電箱”順序進行接線，測試完畢，拆線時“先配電箱，后儀器”的順序進行拆線。張拉控制器的主油口連接到千斤頂后端，用于張拉工作；張拉控制箱的副油口連接到千斤頂的前端，用于收頂工作。位移傳感器安裝到位時，要確保傳感器前端軸承運動自如，并與千斤頂活塞端面精密接觸；如果千斤頂與張拉控制器位置距離較大，應使用位移傳感器延長線。

3.3 智能張拉設備的操作

（1）按開機按鈕，待開機初始化完成后進入張拉控制器獨立工作主界面。選擇控制面板上菜單選項，進系統菜單，選擇單機張拉參數設定，系統要求輸入“技術員密碼”然后進入設置界面。其中最大張拉力即為鋼絞線需要施加的拉力，按照設計圖紙輸入，回歸系數即為千斤頂標定所得回歸方程的系數。按數字鍵調整參數，按OK鍵，進入設置張拉力對應的油壓表最大壓力提示畫面，技術員核對最大壓力跟設計圖紙要求一致后OK啟動測試，配置完成后系統返回張拉控制界面。

（2）張拉伸長值的測量工具為測量精度小于1mm的鋼尺。預張拉當控制應力達到0.2σk1時，對工具夾片外露長度及活塞伸長值進行測量；分級加載至σk1后，持壓5min進行錨固，同時測量活塞伸長值及工具夾片外露長度。以初應力至最大張拉力之間的實測伸長值，包括多級張拉、兩端張拉的總伸長值；初應力與最大張拉力所占比重的差值，把20%張拉力為初始應力，取0.8；A—千斤頂體內預應力筋的張拉伸長值；B—張拉過程中錨具楔緊引起的預應力筋內縮值；C—構件的彈性壓縮值，通常較小，實際操作中能夠忽視。（“張拉次數”根據圖紙設計的理論伸長量計算出來。為了保護千斤頂不受損壞，設備設定的千斤頂最大行程為180mm，超過行程則要求用戶回頂再張拉。）

3.4 智能張拉設備的遙控器部分

遙控器操作步驟：①開機系統初始化以后，進入張拉測試，具有權限的技術人員由預先從電腦上下載到遙控器的參數中選擇梁體編號及孔道號，按OK鍵進入此選項的“張力設置參數”，該界面需要權限密碼才可以訪問；②選擇完成后按確認鍵進入張力設置參數界面；③設置完張拉參數，按確認鍵返回主界面后，如果想調整參數，必須輸入密碼進入參數調整界面；④按啟動測試鍵，系統會進入壓力表最大壓力提示界面。

4 結束語

通過一系列的技術革新，使箱梁在外觀形象、內在質量等方面得到了有效的改進和提高。智能數控張拉的最大優點是，控制手段先進、科學，質量過程記錄清晰、客觀、準確。進一步提高了張拉控制速度，杜絕了張拉力不夠而引起的返工，從而降低了鋼絞線的非正常消耗，適應現在國家提倡的低碳環保的要求。對預制預應力箱梁生產的質量加以控制，對進行路橋施工有一定的幫助，并建立一套嚴謹的質量管理制度，嚴格地控制工程施工工序的每一道質量，以此大大地提高路橋的質量。

[1]陳千書.預應力混凝土梁板后張法施工的探討[J].應用能源技術,2009,(1):4-6.

[2]吳鋒,卓楊,曹進捷,等. 后張法預應力混凝土管樁長期預應力損失研究[J].混凝土與水泥制品,2009,(2):36-37.

[3]李俊平.后張法預應力箱梁預制施工工藝[J].交通世界(運輸.車輛),2015,(30):74-75.

TU757.1+4

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2096-2789（2016）11-0023-02