论智能张拉技术在T梁施工过程中的应用

王 翠 巧

(山西晋焦高速公路有限公司，山西 晋城 048000)

0 引言

随着经济和科技的不断发展，路桥建设飞速发展，交通运输能力不断提升。桥梁工程建设中预应力的应用很普遍，但如果预应力技术应用过程中，技术不过关，工序控制不严，质量监管不到位，会对桥梁整体质量产生很大后患。为了防止传统施工模式对预应力造成误差大、结构受力不合理等现象，现已具备新的预应力张拉系统来代替传统的控制系统，以降低影响，新的预应力控制方法改变了传统模式下由于设备不足、管理不到位造成的问题。本文主要以某大桥40 m T梁预应力施工为基础，分析预应力智能控制技术。这一系统的应用，基本能够避免由于人为因素造成的各种精度误差，降低了安全事故产生的可能性，同时对预应力的控制强度增加，还能对施工过程进行规范，这对于整个施工质量的提高也是很有好处，在后期维护过程中，也降低了维护成本。

1 工程概况

某大桥设计为连续T梁结构，全桥总计180片梁，采用后张法预应力混凝土，桥宽23.5 m，跨径40 m，双向四车道。主梁采用C50混凝土，预应力钢绞线采用的是高强低松弛模式，预应力抗拉强度标准值fpk=1 860 MPa，直径为15.20 mm，面积为139.0 mm2,弹性模量Ep=1.95×105MPa。并使用15-8型、15-9型系列锚具和配件，预应力管道采用圆形金属波纹管；预制梁在墩顶处的负弯矩钢束采用BM15-4型扁锚及其配件，管道采用扁形金属波纹管。

2 智能张拉系统及工作原理

2.1 系统构成

新的智能张拉系统由硬件和软件两部分组成。其中硬件设施指的是建筑设备和控制电脑等。通过这套智能的控制系统，能够实现预应力的同步张拉和单顶张拉，操作起来十分方便。通过系统，泵站能够控制每一个千斤顶的张拉，主泵站和副泵站之间则是通过无线传播的方式进行通信，不会受到地域方面的限制。

2.2 工作原理

主机的硬件主要包括控制电脑和现场设施，现场设备多为触摸屏，软件部分则专指控制系统，在控制过程中，可以使用无线信号完成信息的传输，控制的对象既可以是一个，也可以是多个、在系统中输入控制参数之后，系统就会对前方的工作进行控制，并根据前方反馈回的数据进行重新计算，将计算的结果作为修正调整数据的基础。前端控制器需要对千斤顶的工作情况进行监督和记录，并通过无线的方式将数据传输给测控主机，当主机返回测控指令之后，会根据指令调整变频器的工作参数，从而实现高精度控制。

3 智能张拉施工工艺

在进行张拉工作之前，需要对波纹管预留孔道进行检查，如果管道不通畅，需要进行清理或采取其他措施，如果有必要，还可用高压风将孔道内的微粒清理干净，再穿钢绞线束，这里需要注意的是要根据钢绞线的孔位编号入孔。

3.1 设备安装

1)初步连接好千斤顶、工作锚具及夹片；2)首先在千斤顶的外壳处将传感器固定住，然后将测量绳固定在工具锚具或者是钢绞线结构上；3)在油泵的接口处连接压力传感器，以测量油压；4)前端控制器为油泵、采用电机供电。

3.2 张拉顺序

1)首先根据每一片梁编号(编号不允许重复)，对孔道钢束的控制力(kN)和理论上伸长量(mm)进行精确计算,确定孔道张拉工艺顺序；2)根据张拉设备标定报告:把已经编写完成的程序，导入到主泵站触摸屏中；3)将控制过程中的参数钢束控制力(kN)、理论伸长量(mm)等，按照编号进行逐个输入，输入完成之后，还需进行校验；运行系统时只需进入到操作界面，按照输入的编号调用参数，然后以程序控制的模式计算在10%,20%,50%,100%的情况下，系统控制与人工控制之间的偏差，如果偏差过大，则需要检查输入或者重新调整；4)根据工艺，输入相应的梁编号，然后调用张拉参数，系统就可以完成自动张拉操作。通过系统，能够自动控制的方面主要有：回油锚固、送油张拉、中间分级停顿保压等，同时还会对监控数据进行检测和记录；5)电脑会将数据储存起来，系统会自动生成报表，可完成打印。

4 智能张拉施工控制

4.1 张拉质量控制

1)施工过程中要严格按照工艺实施，防止索力不均匀分布，并预防钢绞线的相互缠绕；2)在限位板安装过程中，应该将数字面对准工作锚，安装完成后，工作锚板的位置应该在锚垫板止口内；3)施工过程中，千斤顶、工具锚和限位板应该同轴；4)锚固是建立在张拉控制力稳定的基础上实施的，且夹片之间的错位应小于2 mm，露出锚具外高度不应大于4 mm；5)为了保证工具的正常操作，应该对其进行维护保养，经常涂润滑剂。

4.2 张拉顺序控制

1)张拉过程中，首先应该对钢绞线进行初步张拉，保证其未处于松弛状态，完成这一操作之后，还要检查轴线、锚具和千斤顶，如果它们未处于同一直线，需进行调整。每根钢束所受到的力应是平衡的。当张拉至初应力时，需要在钢绞线束的两端进行标记，直到控制应力达到最大，此时需要测量钢绞线束的伸长量；2)在进行钢绞线束的张拉时，需要严格按照设计进行，两端人员可用对讲机沟通两端张拉情况，保证两端的进度保持一致。切记操作过程中所用到的所有计量设备都需送检，并做好统计工作。

4.3 张拉安全控制

1)梁端面必须安装防护挡板，张拉泵站必须建立在梁的侧面，而且要尽可能远离千斤顶，在拉张过程中，禁止附近站人；2)在千斤顶回油过程中，禁止对相关设备进行操作，也不可用手触摸千斤顶；3)在张拉现场设置相应的标志，禁止与施工无关的人员进入现场；4)作业过程中，应配置专门的指挥人员。

5 结语

本文主要通过实际案例，对40 m T梁的智能控制情况进行了分析。主要是通过智能技术完成T梁的预应力张拉，通过实际反馈结果来看，误差能够保证在1 mm～4 mm，在2%以内。这对于桥梁预应力建设过程中的质量保证意义重大。在传统控制模式下，存在测量精度低，仪表准确度不高等问题，导致预应力筋张拉力及伸长值的控制都存在很多的问题，很多都需要进行事后的调整，这需要花费大量的人力和物力，所以传统预应力技术存在很多的问题。

而现今智能张拉技术的出现恰好就解决传统张拉工艺的不足，它能做到精度高，其预应力智能张拉精度控制在±1%，系统不仅操作方便，而且控制效率比较高、出错的概率比较小。操作人员可进行远程操作，对于操作人员的安全来说，安全也能够保证，整个控制过程只需两人即可完成，系统会自动完成数据的记录，并根据数据进行系统的自动控制，还会根据客户的需求自动生成报表。这样一来智能张拉工艺既保证桥梁工程中梁板预应力张拉的准确性，安全性，也保证了工程质量、缩减了工期，极大的提高了工程的经济性。

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