淺談智能張拉系統(tǒng)在實(shí)際施工中的應(yīng)用

摘要：在目前橋梁道路建設(shè)中，相較于傳統(tǒng)的張拉操作系統(tǒng)，智能張拉借助于計(jì)算機(jī)科技的發(fā)展表現(xiàn)出眾多突出的優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)際施工中被廣泛應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：智能張拉系統(tǒng);實(shí)際施工;應(yīng)用

1智能張拉系統(tǒng)簡(jiǎn)介

1.1概念解析

智能張拉，是指不依靠工人手動(dòng)控制，而利用計(jì)算機(jī)智能控制技術(shù)，完成鋼絞線的張拉施工。是目前國(guó)內(nèi)預(yù)應(yīng)力張拉領(lǐng)域的先進(jìn)工藝。

在如今的橋梁道路建設(shè)中，預(yù)應(yīng)力施工被廣泛應(yīng)用，其中關(guān)鍵工序——張拉，其施工質(zhì)量的好壞，會(huì)直接影響結(jié)構(gòu)的耐久性，但是傳統(tǒng)張拉施工，純靠施工人員憑經(jīng)驗(yàn)手動(dòng)操作，誤差率很高，無法保證預(yù)應(yīng)力施工質(zhì)量。不少橋梁因?yàn)轭A(yù)應(yīng)力施工不合格，被迫提前進(jìn)行加固，嚴(yán)重的甚至突然垮塌，給社會(huì)造成了巨大的生命財(cái)產(chǎn)損失。

1.2突出特點(diǎn)

智能張拉技術(shù)由于智能系統(tǒng)的高精度和穩(wěn)定性，能完全排除人為因素干擾，有效確保預(yù)應(yīng)力張拉施工質(zhì)量，是目前國(guó)內(nèi)預(yù)應(yīng)力張拉領(lǐng)域最先進(jìn)的工藝。具體來說它具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）能夠確保張拉數(shù)據(jù)安全;采用自動(dòng)平衡緩釋泄壓技術(shù)，能夠防止滑束、避免沖擊夾片;

（2）操作簡(jiǎn)便易行;

（3）可以通過標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力系統(tǒng)和伸長(zhǎng)量對(duì)系統(tǒng)張拉力進(jìn)行標(biāo)定;

（4）能夠自動(dòng)檢測(cè)故障;依靠計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程通訊可為各使用方提供遠(yuǎn)程監(jiān)控和數(shù)據(jù)查看服務(wù)，方便了工程質(zhì)量管理;

（5）智能張拉依靠計(jì)算機(jī)運(yùn)算，能夠精確控制施工過程中所施加的預(yù)應(yīng)力力值，將誤差范圍由傳統(tǒng)張拉的±15%縮小到±1%;

（6）能夠及時(shí)校核伸長(zhǎng)量，實(shí)現(xiàn)應(yīng)力和伸長(zhǎng)量的同步控制;

（7）一臺(tái)計(jì)算機(jī)可以控制兩臺(tái)或者多臺(tái)千斤頂同時(shí)、同步對(duì)稱張拉，即可實(shí)現(xiàn)多頂兩端同步張拉;

（8）采用智能張拉系統(tǒng)可以是施工不受人為、環(huán)境等因素的影響，使停頓點(diǎn)、加載速率、持荷時(shí)間等張拉過程完全符合橋梁設(shè)計(jì)和施工技術(shù)規(guī)范要求。

2智能張拉系統(tǒng)在實(shí)際施工中的應(yīng)用

2.1施工前準(zhǔn)備

（1）人員配備及設(shè)備準(zhǔn)備

張拉人員設(shè)備配置張拉設(shè)備操作人員2人，負(fù)責(zé)數(shù)控張拉設(shè)備的控制操作。傲華測(cè)控技術(shù)（上海）有限公司AHCK-500F預(yù)應(yīng)力智能張拉控制系統(tǒng)（包括：數(shù)控設(shè)備及兩個(gè)千斤頂）。

（2）設(shè)備檢測(cè)

在張拉作業(yè)之前，相關(guān)技術(shù)人員和監(jiān)理人員對(duì)構(gòu)件進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，且齡期大于7天，箱梁砼強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%后方可張拉。對(duì)每臺(tái)千斤頂及所配置的油表進(jìn)行標(biāo)定，并通過標(biāo)定曲線計(jì)算各油表的初應(yīng)力及錨固應(yīng)力時(shí)的讀數(shù)。對(duì)錨具進(jìn)行外觀、硬度、錨固性能及工藝性能檢查，錨具夾片咬合段的鋼絞線表面必須保持清潔。預(yù)應(yīng)力鋼絞線在使用前，對(duì)其強(qiáng)度、伸長(zhǎng)量、彈性模量外形尺寸等進(jìn)行檢驗(yàn)。鋼絞線下料在指定場(chǎng)地內(nèi)進(jìn)行，且宜用砂輪機(jī)切割，不得用電弧切割，切口應(yīng)平整，無毛頭鋼絞線整體編束，且綁扎牢固，并將端部纏裹，方便穿束。穿束完成后，安裝工作錨及千斤頂，安裝千斤頂前，開動(dòng)油泵，將千斤頂活塞來回打出幾次，以排出可能殘存于千斤頂缸體中的空氣。

2.2應(yīng)用過程

（1）施工流程

安裝好油壓千斤頂、工作錨具及夾片。將拉線式位移傳感器固定在千斤頂?shù)耐鈿ど?，并將其位移測(cè)量繩固定在鋼絞線或工具錨具上。將壓力傳感器接到油泵上的油壓表接口。前端控制器為油泵電機(jī)供電。啟動(dòng)程控主機(jī)和前端控制器，在程控主機(jī)的觸摸屏顯示界面上輸入工程相關(guān)參數(shù)及本次張拉的控制參數(shù)，如預(yù)張拉設(shè)備參數(shù)、荷載分級(jí)、持荷時(shí)間等。啟動(dòng)系統(tǒng)工作，則程控主機(jī)自動(dòng)地按預(yù)設(shè)的張拉作業(yè)程序控制前端控制器驅(qū)動(dòng)油泵電機(jī)工作，控制千斤頂執(zhí)行預(yù)應(yīng)力張拉作業(yè)。在張拉過程中，程控主機(jī)通過兩端的油壓傳感器則實(shí)時(shí)監(jiān)控張拉力，通過拉線式位移傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)控。

（2）張拉過程

①點(diǎn)擊【啟動(dòng)】按鈕進(jìn)入第一個(gè)張拉控制階段，張拉力目標(biāo)值為15%σcon，系統(tǒng)自動(dòng)控制張拉力值達(dá)到目標(biāo)值進(jìn)入持荷計(jì)時(shí)階段，自動(dòng)補(bǔ)壓控制張拉力保持在目標(biāo)值上下1%范圍內(nèi)，持荷完成后系統(tǒng)自動(dòng)記錄實(shí)際張拉力和油缸伸長(zhǎng)值，千斤頂操作工人測(cè)量工具夾片外露量并記錄。

②第一階段持荷計(jì)時(shí)完成后進(jìn)入第二個(gè)張拉控制階段，張拉力目標(biāo)值為30%σcon，系統(tǒng)自動(dòng)控制張拉力值達(dá)到目標(biāo)值進(jìn)入持荷計(jì)時(shí)階段，自動(dòng)補(bǔ)壓控制張拉力保持在目標(biāo)值上下1%范圍內(nèi)，持荷完成后系統(tǒng)自動(dòng)記錄實(shí)際張拉力和油缸伸長(zhǎng)值，千斤頂操作工人測(cè)量工具夾片外露量并記錄。

③第二階段持荷計(jì)時(shí)完成后進(jìn)入第三個(gè)張拉控制階段，張拉力目標(biāo)值為103%σcon，系統(tǒng)自動(dòng)控制張拉力值達(dá)到目標(biāo)值進(jìn)入持荷計(jì)時(shí)階段，自動(dòng)補(bǔ)壓控制張拉力保持在目標(biāo)值上下1%范圍內(nèi)，持荷完成后系統(tǒng)自動(dòng)記錄實(shí)際張拉力和油缸伸長(zhǎng)值，千斤頂操作工人測(cè)量工具夾片外露量并記錄。持荷5分鐘計(jì)時(shí)完成后進(jìn)入錨固控制階段，系統(tǒng)自動(dòng)控制卸荷錨固。

④錨固結(jié)束后系統(tǒng)自動(dòng)控制千斤頂回頂，卸除工具錨及千斤頂，千斤頂操作員測(cè)量工作錨夾片的外露量并記錄，準(zhǔn)備進(jìn)行下一組鋼束張拉。

（3）張拉結(jié)果數(shù)據(jù)查詢與導(dǎo)出

①點(diǎn)擊主機(jī)“張拉報(bào)表”后進(jìn)入張拉報(bào)表操作界面

②數(shù)據(jù)導(dǎo)出，直接點(diǎn)擊“U盤讀寫”，在彈出的對(duì)話界面選擇張拉時(shí)間，再點(diǎn)【導(dǎo)出數(shù)據(jù)】按鈕即可導(dǎo)出相應(yīng)的張拉數(shù)據(jù)報(bào)表，所導(dǎo)出的文件在D：＼UDisk內(nèi)。

③張拉結(jié)果上報(bào)

張拉過程中自動(dòng)上傳張拉力和伸長(zhǎng)值的變化曲線，張拉完成自動(dòng)上傳張拉結(jié)果。梁場(chǎng)管理計(jì)算機(jī)同時(shí)將張拉過程曲線和張拉結(jié)果通過網(wǎng)絡(luò)上報(bào)到上級(jí)信息監(jiān)控中心，以便查閱和審核。

2.3張拉過程控制要點(diǎn)

第一個(gè)張拉控制階段：15%σcon應(yīng)力為使鋼絞線從松弛狀態(tài)達(dá)到受力狀態(tài)，消除伸長(zhǎng)值測(cè)量誤差，并使同束各根鋼絞線受力趨于一致。當(dāng)鋼絞線張拉達(dá)到15%σcon時(shí)，持荷，同時(shí)松開千斤頂?shù)趵K。自動(dòng)記錄油缸伸長(zhǎng)值，測(cè)量并記錄工具夾片外露量。

第二個(gè)張拉控制階段：自動(dòng)控制升壓速度，平穩(wěn)升壓，自動(dòng)平衡同一束預(yù)應(yīng)力鋼絞線兩端張拉力值及油缸伸長(zhǎng)值。當(dāng)張拉力接近30%σcon時(shí)自動(dòng)減緩升壓速度，精確控制，直到到達(dá)30%σcon，持荷，同時(shí)自動(dòng)記錄油缸伸長(zhǎng)值，測(cè)量并記錄工具夾片外露量。

第三個(gè)張拉控制階段：自動(dòng)控制油泵繼續(xù)張拉，控制升壓速度，平穩(wěn)升壓，自動(dòng)平衡同一束預(yù)應(yīng)力鋼絞線兩端張拉力值及油缸伸長(zhǎng)值。當(dāng)張拉力接近103%σcon時(shí)自動(dòng)減緩升壓速度，精確控制，直達(dá)到103%σcon。

另外在持荷、錨固、回頂三個(gè)階段也要注意以下事項(xiàng)：

持荷階段：當(dāng)張拉力達(dá)到103%σcon時(shí)靜停持荷（5min），自動(dòng)補(bǔ)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(dòng)記錄油缸伸長(zhǎng)值，測(cè)量并記錄工具夾片外露量。

錨固階段：持荷時(shí)間到，控制緩釋系統(tǒng)自動(dòng)緩慢卸荷錨固。

回頂階段：錨固結(jié)束后系統(tǒng)自動(dòng)控制千斤頂回頂，卸除工具錨及千斤頂，測(cè)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(biāo)記，觀察24小時(shí)再次測(cè)量，以判斷是否存在滑絲斷絲情況。

3結(jié)論

本文主要對(duì)智能張拉系統(tǒng)的概念及其特點(diǎn)進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹，在此基礎(chǔ)上對(duì)智能張拉系統(tǒng)在實(shí)際施工中的應(yīng)用進(jìn)行了淺顯闡述，主要涉及智能張拉系統(tǒng)的操作流程、控制要點(diǎn)等。

參考文獻(xiàn)：

[1]沈新慧.淺析智能張拉系統(tǒng)在預(yù)應(yīng)力橋梁施工中的應(yīng)用.中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2013（4）：54-56

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