預應力智能張拉儀在公路工程中的應用

郭瑞軍

(山西路橋第一工程有限責任公司，山西太原 030006)

在橋梁工程上部結(jié)構(gòu)的施工建設中，張拉這一工序作為預應力梁施工過程工序之一，其施工質(zhì)量的好壞，直接影響橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性。智能張拉技術精度高和穩(wěn)定性好，排除了人為因素的干擾，很好的解決了由于傳統(tǒng)張拉施工，靠施工人員憑經(jīng)驗手動操作，誤差率較高的問題，提高了橋梁預應力施工工藝和技術水平，促進了橋梁工程施工標準化、規(guī)范化、精細化的全面管理。預應力智能張拉儀施工過程控制方法如下。

1 參數(shù)下發(fā)

1)開機后首先打開計算機上的“橋梁預應力張拉自動控制系統(tǒng)”。2)進入后點擊“參數(shù)下發(fā)”，進入?yún)?shù)修改及下發(fā)界面:選擇相應的橋梁類型和橋梁位置，并輸入橋梁編號和臺座編號及所要張拉鋼束的設計張拉力值，理論伸長值和張拉次數(shù)等張拉工藝參數(shù)。3)輸入完成后，點擊“參數(shù)下發(fā)”，會提示“參數(shù)下發(fā)成功”，這樣表示張拉參數(shù)已經(jīng)下發(fā)到操作的屏幕內(nèi)。

2 張拉控制屏幕的操作

1)選擇需要張拉的梁型和類型。

2)進入張拉任務表，確定梁號、梁型、臺座號是否和下發(fā)的一致，之后在需要張拉的鋼束后打勾，點擊確定后進入張拉控制界面。

3)進入后如果張拉數(shù)據(jù)無誤，等待千斤頂安裝完畢后，主控制柜先按“油泵”按鈕打開泵站電機開始轉(zhuǎn)動，再點擊主屏幕上的張拉作業(yè)按鈕在新打開的界面中按“啟動”按鈕等待輔機開始啟動，主機點擊“啟動”按鈕變?yōu)椴豢蛇x狀態(tài)，然后再按輔控制柜“油泵”按鈕啟動輔機泵站，按下綠色的“啟動”按鈕就開始張拉了。

4)張拉過程:

a.在張拉之前，相關的技術人員與監(jiān)理人員對構(gòu)件進行檢驗，其檢驗結(jié)果符合質(zhì)量標準要求方可進行張拉。經(jīng)平臺系統(tǒng)監(jiān)理單位審核批準后，張拉控制系統(tǒng)才能啟動。

b.點擊“啟動”按鈕進行張拉，第一個張拉控制階段張拉力目標值為15%σcon，系統(tǒng)自動控制張拉力值達到目標值進入持荷計時階段，持荷完成后系統(tǒng)自動記錄實際張拉力和油缸伸長值，千斤頂操作工人測量工具夾片外露量并記錄。在張拉過程中應密切注意梁板兩端設備和千斤頂?shù)墓ぷ髑闆r，注意安全，如有異常情況立即單擊“暫停張拉”或“停止”按鈕，停止張拉，排除異常情況后，方可繼續(xù)張拉。

c.每一孔張拉完成后，設備退頂保存數(shù)據(jù)，并自動跳到下一個張拉步驟，在下一個張拉步驟開始之前，計算機操作人員必須再次檢查錨具、千斤頂、限位板是否正確嵌套，傳感器螺絲是否擰緊，千斤頂是否壓迫粗鋼筋，位移傳感器連接是否松動等等，確保無誤后方可進行張拉。

d.錨固結(jié)束后，卸除工具錨及千斤頂，千斤頂操作員測量工作錨夾片的外露量并記錄，準備進行下一組鋼束張拉。

e.各階段控制要點:

第一個張拉控制階段:15%σcon應力為使鋼絞線從松弛狀態(tài)達到受力狀態(tài)，消除伸長值測量誤差，并使同束各根鋼絞線受力趨于一致。當鋼絞線張拉達到15%σcon時，持荷，同時松開千斤頂?shù)趵K。自動記錄油缸伸長值，測量并記錄工具夾片外露量。

第二個張拉控制階段:自動控制升壓速度，平穩(wěn)升壓，自動平衡同一束預應力鋼絞線兩端張拉力值及油缸伸長值。當張拉力接近30%σcon時自動減緩升壓速度，精確控制，直到達到30%σcon，持荷，同時自動記錄油缸伸長值，測量并記錄工具夾片外露量。

第三個張拉控制階段:自動控制油泵繼續(xù)張拉，控制升壓速度，平穩(wěn)升壓，自動平衡同一束預應力鋼絞線兩端張拉力值及油缸伸長值。當張拉力接近103%σcon時自動減緩升壓速度，精確控制，直至達到103%σcon。

持荷階段:當張拉力達到103%σcon時靜停持荷(5 min)，自動補壓，控制張拉力保持在103%σcon上下1%范圍內(nèi)，持荷完畢系統(tǒng)自動記錄油缸伸長值，測量并記錄工具夾片外露量。

錨固階段:持荷時間到，控制緩釋系統(tǒng)自動緩慢卸荷錨固。

回頂階段:錨固結(jié)束后系統(tǒng)自動控制千斤頂回頂，工人卸除工具錨及千斤頂，測量并記錄工作錨夾片的外露量，并在距離夾片端頭2-75px處的鋼絞線上用石筆劃出標記，觀察24 h再次測量，以判斷是否存在滑絲斷絲情況。

f.選擇第二組鋼束繼續(xù)張拉，操作順序一樣。

3 張拉結(jié)果數(shù)據(jù)查詢與導出

1)點擊主機“張拉報表”后進入張拉報表操作界面。

2)數(shù)據(jù)導出，直接點擊“U盤讀寫”，在彈出的對話界面選擇張拉時間，再點擊“導出數(shù)據(jù)”按鈕即可導出相應的張拉數(shù)據(jù)報表。

3)張拉結(jié)果上報。

張拉過程中自動上傳張拉力和伸長值的變化曲線，張拉完成自動上傳張拉結(jié)果。梁場管理計算機同時將張拉過程曲線和張拉結(jié)果通過網(wǎng)絡上報到上級信息監(jiān)控中心，以便查閱和審核。

4 預應力張拉達到的預定目標

1)智能張拉儀張拉預應力值的誤差范圍±1.5%比傳統(tǒng)張拉預應力值的誤差范圍±1%縮小±0.5%，更能精確控制施工過程中施加的預應力值。

2)智能張拉儀系統(tǒng)傳感器采集的鋼絞線數(shù)據(jù)，通過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(nèi)，實現(xiàn)應力與伸長量“雙控”。

3)智能張拉儀不受人為、環(huán)境因素影響，進行智能控制，減少了張拉過程中預應力的損失，保證千斤頂具有足夠的持荷時間(5 min)。

4)智能張拉儀系統(tǒng)程序能自動生成張拉記錄表，與傳統(tǒng)張拉相比省去了張拉力、伸長量等數(shù)據(jù)進行人工計算填寫，提高了工作效率，并且從根源解決了人為造假的可能，保證了數(shù)據(jù)的真實性。

總之，預應力智能張拉儀在橋梁施工過程中實現(xiàn)了張拉的數(shù)字化控制，改進施工工藝和規(guī)范張拉過程，具有精度高、效率高、智能控制和數(shù)據(jù)可靠的特點，提高預應力張拉施工過程質(zhì)量，延長了橋梁結(jié)構(gòu)的使用壽命。

［1］交通運輸部公路局.高速公路施工標準化技術指南(第4分冊).橋梁工程［M］.北京：人民交通出版社，2011：11.

［2］JTG/T F50-2011，公路橋涵施工技術規(guī)范［S］.

［3］吳 濤.橋梁預應力張拉精細化智能控制技術及關鍵設備研究［Z］.2010.

［4］JTG D62-2004，公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范［S］.