后张法预应力箱梁智能控制张拉施工工艺

陈 凯

（一冶集团有限公司交通工程公司，湖北 武汉 430080）

后张法预应力箱梁智能控制张拉施工工艺

陈 凯

（一冶集团有限公司交通工程公司，湖北 武汉 430080）

后张法预应力预制箱梁，因其先简支后连续结构的诸多优点，目前广泛应用于公路桥梁、市政桥梁建设上。预应力混凝土箱梁有较多施工环节，施工技术要求较高且质量控制难度大，一旦处理不好，则会造成混凝土构件有裂缝问题产生，对桥梁的整体质量造成影响。文章详细介绍了后张法预应力箱梁的施工原理及施工工艺。通过分析后张法预应力箱梁的施工工艺，总结施工各环节中需要注意的问题，为保证工程的施工质量的打下了坚实的基础。

后张法；预应力；箱梁；施工

后张法预应力预制箱梁先简支后连续结构在高速公路、市政公路桥梁中正在被大量使用。预应力箱梁具有整体性好、外形美观、刚度大等特点。预应力智能张拉系统依靠计算机进行智能化操作，彻底改变了以往的利用人工来操纵油泵展开张拉操作，做到了控制张拉的同步性，确保了预应力结构安全性以及耐久性，已在全国高速公路大面积推广使用。

1 工艺原理

通过数字显示仪直接显示实时的张拉力值以及钢绞线的实际伸长量，改善了油表读数误差大和钢绞线伸长量测量人为误差的现象。同时将数据即时传输给系统主机来做分析判断，智能张拉仪执行系统命令，对变频电机的工作参数进行适时调整。从而满足高精度实时调控油泵电机的转速需求，达到对张拉力及加载速度的实时准确控制，不需要工作人员现场采集数据、然后计算来判定施加力及伸长量的情况，可以更直观的做出判断。系统通过传感技术采集每台千斤顶的工作压力和钢绞线的伸长量等数据，真正实现了预应力张拉应力与伸长量的智能双控。

2 工艺特点

精确施加预应力，满足张拉质量控制要求。基本实现梁体两端同步张拉。完善的计算机管理系统以及配套软件，可以实时精确的记录张拉过程的信息数据，防止张拉数据出现假造的情况，能够实现真实的质量数据溯源。智能控制，规范张拉过程。一台遥控器能够对两台或者多台千斤顶同时、同步进行控制，满足多顶同步张拉工艺的需求，及时校核伸长量，实时实现应力和应变双控。在任何时候都可以校核伸长量是否在±6%范围内，实现应力与伸长量同步双控，具有很好的实时控制能力。可以实现张拉力双重保护功能。为了保证张拉力的精确可靠，系统采用了双重油压传感设计，确保了系统的可靠性，同时也最大限度的提高了张拉过程的安全系数。把环境条件的影响和人为因素的影响尽可能降到最低，张拉程序的智能控制就能够得到实现；张拉过程中的要素有：持荷时间、停顿点、加载速率等，对于桥梁设计和施工技术规范的要求完全吻合，如图1所示。

图1 桥梁预应力智能张拉系统

3 操作要点

预应力箱梁是桥梁工程的主要受力结构，张拉工序是桥梁施工中最关键的工序，做好张拉工序，才能更好地保证桥梁整体的工程质量。

3.1 预应力张拉施工

张拉程序的控制对于梁体均匀受力、梁两端的同步有非常重要的作用。张拉顺序遵循同步、对称的原则，保证梁体受力均匀、同步、不会发生转动、弯曲及超应力。

3.2 智能张拉设备的组装

（1）按照示意图组装主控制器，连接千斤顶，千斤顶安装时，使千斤顶与管道中心线相重合。按照设计钢绞线进行两张拉、双控：一端张拉锚固后，同时将预应力值补足；锚固需要在两端同时进行，需要两端千斤顶升降压、画线、测伸长、插垫等操作要保持同步。工具锚对中准确，钢绞线在工作锚和工具锚之间顺直，为了保证工具锚脱卸轻松，能够在工具锚夹片与锚环之间添加塑料布或涂少量黄油以及退锚灵。张拉完毕经检查合格，需要停工12h，再通过砂轮切割机在锚具外≥30mm处将多余的钢绞线切割掉。

（2）钢绞线伸长值校核。钢绞线实际伸长值与理论计算值的差值根据规定和设计要求来说不能超过±6%。夹片回缩量不能够大于6mm。如果超过了这个规定值，就必须停止张拉，在实施了保护措施之后，再继续进行张拉。在张拉过程中钢绞线伸长值要同时进行校核。

（3）测试前接线时按照“先仪器，后配电箱”顺序进行接线，测试完毕，拆线时“先配电箱，后仪器”的顺序进行拆线。张拉控制器的主油口连接到千斤顶后端，用于张拉工作；张拉控制箱的副油口连接到千斤顶的前端，用于收顶工作。位移传感器安装到位时，要确保传感器前端轴承运动自如，并与千斤顶活塞端面精密接触；如果千斤顶与张拉控制器位置距离较大，应使用位移传感器延长线。

3.3 智能张拉设备的操作

（1）按开机按钮，待开机初始化完成后进入张拉控制器独立工作主界面。选择控制面板上菜单选项，进系统菜单，选择单机张拉参数设定，系统要求输入“技术员密码”然后进入设置界面。其中最大张拉力即为钢绞线需要施加的拉力，按照设计图纸输入，回归系数即为千斤顶标定所得回归方程的系数。按数字键调整参数，按OK键，进入设置张拉力对应的油压表最大压力提示画面，技术员核对最大压力跟设计图纸要求一致后OK启动测试，配置完成后系统返回张拉控制界面。

（2）张拉伸长值的测量工具为测量精度小于1mm的钢尺。预张拉当控制应力达到0.2σk1时，对工具夹片外露长度及活塞伸长值进行测量；分级加载至σk1后，持压5min进行锚固，同时测量活塞伸长值及工具夹片外露长度。以初应力至最大张拉力之间的实测伸长值，包括多级张拉、两端张拉的总伸长值；初应力与最大张拉力所占比重的差值，把20%张拉力为初始应力，取0.8；A—千斤顶体内预应力筋的张拉伸长值；B—张拉过程中锚具楔紧引起的预应力筋内缩值；C—构件的弹性压缩值，通常较小，实际操作中能够忽视。（“张拉次数”根据图纸设计的理论伸长量计算出来。为了保护千斤顶不受损坏，设备设定的千斤顶最大行程为180mm，超过行程则要求用户回顶再张拉。）

3.4 智能张拉设备的遥控器部分

遥控器操作步骤：①开机系统初始化以后，进入张拉测试，具有权限的技术人员由预先从电脑上下载到遥控器的参数中选择梁体编号及孔道号，按OK键进入此选项的“张力设置参数”，该界面需要权限密码才可以访问；②选择完成后按确认键进入张力设置参数界面；③设置完张拉参数，按确认键返回主界面后，如果想调整参数，必须输入密码进入参数调整界面；④按启动测试键，系统会进入压力表最大压力提示界面。

4 结束语

通过一系列的技术革新，使箱梁在外观形象、内在质量等方面得到了有效的改进和提高。智能数控张拉的最大优点是，控制手段先进、科学，质量过程记录清晰、客观、准确。进一步提高了张拉控制速度，杜绝了张拉力不够而引起的返工，从而降低了钢绞线的非正常消耗，适应现在国家提倡的低碳环保的要求。对预制预应力箱梁生产的质量加以控制，对进行路桥施工有一定的帮助，并建立一套严谨的质量管理制度，严格地控制工程施工工序的每一道质量，以此大大地提高路桥的质量。

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TU757.1+4

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2096-2789（2016）11-0023-02