預(yù)應(yīng)力智能數(shù)控張拉施工工法

張貴平 田 寧

（中國(guó)水利水電第九工程局有限公司第三分局）

1 工法特點(diǎn)

（1）由一臺(tái)智能數(shù)控主機(jī)同時(shí)控制兩臺(tái)或多臺(tái)千斤頂同時(shí)、同步對(duì)稱張拉，實(shí)現(xiàn)多頂同步張拉工藝。

（2）智能張拉系統(tǒng)能精確控制施工過(guò)程中施加的預(yù)應(yīng)力值，將誤差范圍由傳統(tǒng)張拉的±15%縮小到±1%。

（3）系統(tǒng)傳感器實(shí)時(shí)采集鋼絞線伸長(zhǎng)量數(shù)據(jù)，反饋到計(jì)算機(jī)，自動(dòng)計(jì)算伸長(zhǎng)量，及時(shí)校核伸長(zhǎng)量是否在±6%范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)應(yīng)力與伸長(zhǎng)量同步、雙控。

（4）實(shí)現(xiàn)了張拉程序智能控制，不受人為、環(huán)境因素影響；停頓點(diǎn)、加載速率、持荷時(shí)間等張拉過(guò)程要素完全符合橋梁設(shè)計(jì)和施工技術(shù)規(guī)范要求。

（5）能自動(dòng)生成真實(shí)的張拉記錄表，使施工過(guò)程具有可追溯性。同時(shí)還省去了傳統(tǒng)張拉工藝對(duì)相關(guān)參數(shù)的測(cè)量、計(jì)算、填寫過(guò)程，從而提高了工作效率。

（6）借助計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程通訊系統(tǒng)，可為業(yè)主、設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工、檢測(cè)單位提供遠(yuǎn)程監(jiān)控功能，突破地域限制，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)跟蹤、智能控制、及時(shí)糾錯(cuò)，從而提高質(zhì)量管理效率。

（7）采用智能張拉能提高工作效率，節(jié)約張拉施工周期、減少用工數(shù)量，降低工程成本，確保預(yù)應(yīng)力施工安全、可控、精確、同步、自動(dòng)。

2 適用范圍

本工法適用于預(yù)應(yīng)力混凝土智能數(shù)控張拉施工。

3 工藝原理

（1）智能數(shù)控張拉系統(tǒng)主要由千斤頂、泵站及控制系統(tǒng)、位移傳感器（電腦或觸摸屏）三大部分組成。

①單束預(yù)應(yīng)力兩端同步張拉（主要用于預(yù)制梁場(chǎng)）（見圖1）。

（2）千斤頂是系統(tǒng)給預(yù)應(yīng)力束加載的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，配置有位移傳感器（或位移、壓力傳感器），在張拉過(guò)程中測(cè)量千斤頂活塞伸縮及壓力的實(shí)際變化量（見圖3）。

（3）泵站系統(tǒng)（分主泵站、副泵站）為該系統(tǒng)的動(dòng)力源，主要完成泵站的起動(dòng)、調(diào)壓、卸荷及故障報(bào)警等功能。泵站系統(tǒng)主要包括：電機(jī)、泵組、換向閥、溢流閥、集成閥塊、液位計(jì)、溫度計(jì)、空氣濾清器、耐震壓力表、高壓油管、壓力傳感器等組成。

圖2 雙束預(yù)應(yīng)力兩端對(duì)稱同步張拉

圖3 智能千斤頂及其尺寸（250T）示意圖

（4）程序控制系統(tǒng)包含手提電腦（或觸摸屏）、CPU控制單元、開關(guān)量、模擬量、采集模塊、變頻器、電器元件柜及相關(guān)控制線纜等；程序控制系統(tǒng)就是將泵站系統(tǒng)的壓力傳感器、位移傳感器及各電器元件開關(guān)量、模擬量采集到的信息加以運(yùn)算處理，通過(guò)對(duì)電磁閥、變頻器的動(dòng)作控制實(shí)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力精確加載，并保持主泵與副泵高度同步，實(shí)現(xiàn)參數(shù)設(shè)置、配方管理、控制操作、完成報(bào)表等功能并支持internet遠(yuǎn)程監(jiān)控編輯為程序儲(chǔ)存在電腦（或觸摸屏）。

4 施工工藝流程及操作要點(diǎn)

4.1 工藝流程

圖4 數(shù)控張拉工藝流程圖

4.2 操作要點(diǎn)

4.2.1 準(zhǔn)備工作

（1）準(zhǔn)備與張拉系統(tǒng)能配套使用的限位板、錨具、夾片，電腦，三相電纜，施工太陽(yáng)傘備用發(fā)電機(jī)等必須準(zhǔn)備齊全。

（2）對(duì)照張拉系統(tǒng)清單，清點(diǎn)設(shè)備，確定設(shè)備完好、配件齊全。

（3）核對(duì)專用千斤頂?shù)木幪?hào)，由于專用千斤頂都在出廠前統(tǒng)一標(biāo)定，使用時(shí)一定要注意對(duì)應(yīng)正確的標(biāo)定公式。

（4）確定好待張拉的梁板。張拉前混凝土幾何尺寸、齡期和強(qiáng)度必須符合設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)無(wú)要求時(shí)強(qiáng)度應(yīng)不應(yīng)低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)值的85%，錨墊板下及周邊混凝土須密實(shí)，若有蜂窩及其它缺陷，拆模后應(yīng)立即進(jìn)行強(qiáng)化處理，待滿足要求后方可張拉。尤其要認(rèn)真檢查預(yù)應(yīng)力筋的孔道。其孔道必須保證尺寸與位置正確，平順暢通，無(wú)局部彎曲；孔道端部的預(yù)埋鋼板應(yīng)垂直于孔道軸線，孔道接頭處不得漏漿，灌漿孔和排氣孔應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求的位置。孔道不符合要求時(shí)，要清理或作好處理。

（5）進(jìn)行技術(shù)交底，學(xué)習(xí)熟悉系統(tǒng)軟件說(shuō)明文件及操作規(guī)程。

（6）布置張拉控制站。控制站選擇在確定待張拉梁板側(cè)面，要求不影響現(xiàn)場(chǎng)施工、控制站能安全工作、無(wú)陽(yáng)光直射，在張拉過(guò)程中無(wú)需移動(dòng)就能方便看到梁板的兩端，能連接到220V電源以保證電腦張拉過(guò)程中不掉電，取消電腦的屏幕保護(hù)，自動(dòng)關(guān)閉硬盤等功能，安裝好控制軟件。將張拉儀主機(jī)和專用千斤頂布置于張拉端，并使之能與控制站保持直線可視狀態(tài)。

4.2.2 電源電線連接

由專業(yè)電工連接好三相電源（連接三根火線），接電箱中，一般數(shù)字2、4、6位置代表火線，字母N代表零線。不應(yīng)該剪斷或拆除接線插頭，連接電線以后，用試電筆檢查電源是否正常。嚴(yán)禁帶電狀態(tài)下作電線連接操作。請(qǐng)見電線連接示意圖（圖5），其中2、4、6位置代表火線，N位置代表零線。

圖5 電線連接示意圖

4.2.3 油管連接

連接好油管：仔細(xì)檢查油嘴及接頭是否有雜質(zhì)，必須將其擦拭干凈，確保進(jìn)油管與回油管不被混淆?；赜凸茉谇Ы镯?shù)陌惭b位置為張拉時(shí)千斤頂遠(yuǎn)離梁板的一段，即千斤頂安裝了黑色安全閥的一端；油管連接處必須使用銅墊片以防止漏油。油管的保護(hù)彈簧應(yīng)當(dāng)靠近油嘴處以延長(zhǎng)油管使用壽命，油管連接位置示意圖，如圖6所示，進(jìn)油管安裝位置靠近數(shù)據(jù)線接口，保護(hù)彈簧靠近油嘴起到保護(hù)作用；回油管安裝位置遠(yuǎn)離數(shù)據(jù)線接口，回油管的另外一端安裝在千斤頂帶有安全閥的油嘴處。

圖6 油管連接位置示意圖

4.2.4 專用千斤頂、天線、數(shù)據(jù)線安裝

安裝好限位板以后，起吊專用千斤頂。千斤頂必須采用鋼絲繩起吊以確保安全。起吊之后，安裝好工具錨、工具夾片。工具夾片的安裝必須符合《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/TF50-2011）相關(guān)要求。工具夾片未起作用或未完全起作用都會(huì)導(dǎo)致最終伸長(zhǎng)量誤差偏大。然后連接張拉儀與千斤頂?shù)臄?shù)據(jù)線，張拉一孔完畢，不得拉扯該數(shù)據(jù)線用于移動(dòng)千斤頂。為了使鋼絞線受力均勻，應(yīng)當(dāng)采用梳編穿束工藝，接下來(lái)安裝好儀器天線。

（1）千斤頂鋼絲繩、儀器天線安裝（見圖7）。

（2）數(shù)據(jù)線連接（見圖8）。

4.2.5 錨具安裝（見圖9）

安裝完畢，現(xiàn)場(chǎng)操作人員對(duì)以上安裝步驟和部件進(jìn)行檢查。

圖7 千斤頂、儀器天線連接位置示意圖

圖8 數(shù)據(jù)線連接位置示意圖

圖9 錨具安裝示意圖

4.2.6 智能張拉施工操作要點(diǎn)

（1）控制軟件回到主界面，檢查軟件左下角的狀態(tài)欄，顯示正常，右上角的“張拉梁號(hào)”正確，“第1次”張拉為準(zhǔn)備狀態(tài)。

（2）再次檢查確定梁板的兩端千斤頂安裝正確，然后啟動(dòng)梁板兩端設(shè)備（按下綠色“油泵啟動(dòng)”按鈕），啟動(dòng)設(shè)備，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)聲音正常，平順。儀器進(jìn)行5min預(yù)熱；溫度低于10℃時(shí)，進(jìn)行15～30min預(yù)熱。

（3）通知梁板兩邊工作人員，注意安全。點(diǎn)擊控制軟件的“開始張拉”按鍵，“第1次張拉施工”啟動(dòng)，此時(shí)密切注意在電腦上觀測(cè)壓力值和位移值是否正常，有異常立即點(diǎn)擊“暫停張拉”并進(jìn)行相關(guān)檢查。電腦在張拉施工過(guò)程中嚴(yán)禁運(yùn)行其他程序，操作人員時(shí)刻關(guān)注相關(guān)數(shù)值，嚴(yán)禁離開控制臺(tái)。

（4）在張拉過(guò)程中應(yīng)密切注意梁板兩端設(shè)備和千斤頂?shù)墓ぷ髑闆r，注意安全，如有異常情況立即單擊“暫停張拉”、按下張拉儀“急停指示”按鈕，停止張拉，排除異常情況后，方可繼續(xù)張拉。

（5）每一孔張拉完成后，設(shè)備自動(dòng)退頂，保存數(shù)據(jù)，并自動(dòng)跳到下一個(gè)張拉步驟，在下一個(gè)張拉步驟開始之前，計(jì)算機(jī)操作人員應(yīng)再次檢查錨具、千斤頂、限位板是否正確嵌套，數(shù)據(jù)連接線是否松動(dòng)、被擠壓，千斤頂是否壓迫粗鋼筋等。

4.2.7 張拉結(jié)束

（1）整片梁板張拉施工完成后依次關(guān)閉軟件、電機(jī)、切斷電源，拆卸千斤頂、油管。

（2）張拉系統(tǒng)所有設(shè)備在張拉完畢以后必須妥善保管，儀器、千斤頂都必須有良好的防曬、防水措施。

（3）定期維護(hù)。油量不足情況下應(yīng)及時(shí)加注符合要求的抗磨液壓油。每三個(gè)月更換一次液壓油。