預應力智能張拉法在公路橋梁建設中的應用

顏培英

摘 要：目前我國公路橋梁的建設速度，伴隨著經濟社會的發展持續加快。智能張拉法由于具備應用簡便和精度操控高的兩大優勢，在預應力橋梁建設中獲得了越發廣泛的使用。為了對智能張拉系統有更加全面的認識，在介紹其工作原理的基礎上，通過與傳統手工張拉工藝相比較，更為突出了智能張拉系統優勢，具有重要的推廣應用價值。

關鍵詞：預應力；張拉法；智能化；應用

引言

當今的路橋建造工程之中，預應力方法的使用極為普遍。怎樣革新預應力施工方式，有效監控預應力施加量以及其不均勻程度，保證路橋預應力張拉實施水平合乎預期以及相關規定，是改善現今由于預應力使用不當導致路橋質量問題的最為高效、最為科學的途徑，擁有重要的工程實際意義。預應力智能張拉法是解決這一問題的有效手段。

1 預應力智能張拉法系統及其操作方法

1.1 預應力智能張拉法系統

將應力作為監控標的，伸長值偏差作為校核指標。體系經由現代傳感科技收集每個張拉設施（千斤頂）的工作載荷和鋼絞線的伸長值等數值，同時同步把獲得的數值回傳給系統平臺用于解析判斷，此外張拉設施（油泵站）接受平臺指令，同步調節變頻電動機運行狀態，進而達到高精度同步控制油泵電動機的速率，達到張拉力及加載速率的同步高精度實現。體系還依據既定的編程，由平臺發送指令，實時操縱每個張拉設施的任一具體操作，自動實現全部張拉過程。如圖1為預應力智能張拉系統結構示意圖。

圖1 預應力智能張拉系統結構示意圖

千斤頂設備上的壓力傳感裝置于張拉工程中用于收集其油缸的壓力數值，經由下位機傳送給系統主機，主機自動變換成拉力數值，之后依據壓力油表的線性方程，算出油表讀數值，同時把拉力數值和油表讀數值儲存并記載在預應力張拉記錄表里。

千斤頂設備上的位移傳感裝置在張拉工程中用于收集鋼絞線伸長值，經由下位機傳送給系統主機，算出實際伸長值和伸長值偏差量，同時儲存并記載在預應力張拉記錄表里。

1.2 智能張拉操作流程及方法

1.2.1 智能張拉法操作流程

智能張拉設備由于智能系統的高精度和穩定性，能完全排除人為因素干擾，有效確保預應力張拉施工質量，是目前國內預應力張拉領域最先進的工藝。如圖2為操作的流程圖。

圖2 智能張拉法施工工藝流程圖

1.2.2 智能張拉法的注意事項

（1）安裝限位板，限位板有止口與錨板定位，工作錨環必須在限位槽內。

（2）安裝專用千斤頂，千斤頂止口應對準限位板。

（3）安裝工具錨，應與前端張拉錨具對正，使孔位排列一致，不得使鋼絞線在千斤頂的穿心孔發生交叉，以免張拉時出現失錨事故，工具錨夾片均涂退錨靈。

（4）連千斤頂油管，接油表，接油泵電源。

（5）開動油泵，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。

（6）智能張拉設備在啟動前應對其參數進行設置，根據設計要求按設計張拉力的15%、30%、100%進行張拉，中間各需穩壓一次。

（7）張拉完成后穩壓，穩壓完成后油泵自行回頂，進行下一束的張拉。

（8）張拉數據用專用存儲器導出。

2 傳統張拉施工工藝的缺陷

就張拉工藝的傳統施工形式來看，用油泵來驅動千斤頂是主要的動力源，油泵壓力表則負責對張拉力數值的讀取。而對于拉伸值的控制，則有人工測量來實現，該方式的缺陷是十分明顯的，主要包括以下幾個方面。第一，表讀數誤差同表標定誤差間存在較大的差距。第二，在讀數過程中，壓力表無法維持穩定，而且對張拉力數值的確定需要經過變換來實現，沒有直觀的張拉力概念。第三，在控制加壓的過程中，分辨率偏低，加之較大的操作誤差，難以確保對張拉力的準確把握。第四，對于拉伸長值的測量較為緩慢，加之讀數中較大誤差的存在，難以確保準確、及時的信息傳遞。第五，在標定壓力表、油泵等時，需要較多的次數，不能夠保持標定結果的持續穩定。第六，人工來就施工記錄進行填寫，真實性不能保障。總的來講，張拉工藝的傳統形式不但有著偏高的誤差率、較低的效率，且難以實現對張拉控制應力和張拉伸長值的雙重控制，施工質量無法獲得根本保證。

3 智能張拉法的優勢及注意事項

3.1 智能張拉法的優勢

3.1.1 同步精度更高

以往的預先應變力值展開的施工都是憑著熟練的工人親手操控，某些操控手段也被監控檢測所禁止，導致開展的同步精度方面操控沒有辦法得到準確性保障。使用張拉法時由于同步時間不夠充足，張拉預先應變力值有所改變，導致精確不高，預先應變力值造成損失，對有效地預先應變力值的開展工作有所影響，造成誤差也比較大，沒有辦法完全保證其實際施展工作的質量保障。預測應變力不精準已經是造成眾多橋梁施工質量不過關的核心關鍵，都強行加強了質量，情況嚴重的很可能會出現倒塌，給周圍帶來生命保障問題以及交通阻塞問題帶來的重大危害。

同時進行張拉可以使一臺電子計算機控制多臺千斤頂進行工作，同時進行張拉工作。在張拉過程，可以通過檢測數據來分析控制的力值是否在安全數據內，當不符合數據出現時，計算機會提出警示，要求檢測數據。

電腦智能化張拉程序系統不但可以在施展工作過程中確定的檢測到控制的數值，而且可以最大限度的降低誤差率，并且能夠及時的進行檢測，不但可以實現“雙控”，而且可以根據感應器所收集的數據進行分析反饋到電子計算機，并且由電子計算機統計出實際的伸張量。

3.1.2 電子智能化

電子智能化不僅僅可以在實際施工過程當中檢測到實際數據，進行分析，實現全自動化，還可以有效地進行及時檢測、及時反饋信息、及時應變等問題。而且可以讓勞動人員在檢測上精確度再次提高，還大大的減低了勞動人員在施展工作過程中的安全事故問題，降低了在不同環境，不同勞動人員等一系列關系的影響，對施工過程的質量也得到一定保障。從成本上得到了節約。

3.1.3 張拉信息數據無形化

使用電子智能張拉方法，不但可以實現信息數據自動上存數據，節約勞動力以及降低數據出錯問題，而且還可以對整個使用過程進行了解。一但從數據中發現不對的情況也可以進行及時的修改，并且可以通過實際的積累數據分析各種指標以及原因，可以長期一直積累工作中所收集的數據，以便以后作為參考。這種電子智能張拉系統和以往的系統相比較，不但可以讓操作人員在互聯網的一個檢測平臺上了解所有數據，還可以了解到行家的數據，進行交流，從而進行技術性的突破，打破了地區的限制，完全掌握數據分析出來的質量保障。電子智能化的張拉中不僅僅能自動將數據通過互聯網反饋給商家而更加方便商家理以及操控。

電子智能能夠自動制作出報表，不僅僅可以保證數據的絕對真實，而且降低了勞動力的使用，從而節約成本，提高效率。在商家需要的情況下來可以將施展工作過程進行還原。將商家的管理以及施展工作過程等信息數據通過網絡平臺，從中交流，不但可以實現地區交流技術沒有阻礙，而且有利于發展并且及時掌控施展工作的一切信息，能夠有效率的保證施展工作的效率以及準確率。

3.1.4 實現全面施工過程監控

電子智能系統可以將周圍三百米以內地區進行監控，從中可以讓施工過程的工作人員安全得到一定保障，還能夠控制多臺機器同步進行，效率在整體上得以提高。

3.2 智能張拉法的注意事項

（1）開機后如果發現主從控制柜通訊不上的問題，需要先檢查通訊線是否連接正常或有斷線，如果沒有需要重新啟動系統。（2）在張拉過程中油管和控制電纜要順直，不得扭曲打卷，防止扯斷油管和電纜。（3）在張拉過程中如果出現問題應首先按下控制柜面板上“油泵停止”按鈕，不能強行繼續張拉。（4）在移動設備的過程中，泵站、千斤頂和控制系統要擱置在專用小車上，注意油管和連接線不能扭曲和拉斷。一般情況下千斤頂和泵站油管不準拆卸。（5）千斤頂的磨阻會隨著使用時間而改變，應按工藝要求對千斤頂進行周期校驗。（6）智能張拉系統張拉過程中，預應力鋼絞線出現斷絲現象，千斤頂嚴重漏洞，調換千斤頂時，均應重新使用標準力校正系統校核張拉機具。（7）油泵運轉有不正常情況時，必須立即停車檢查。在有壓情況下，嚴禁隨意擰動油泵或千斤頂各部位的螺絲。（8）電源連接線必須接零線并保證連接正確，否則損毀控制箱電路板，設備應可靠接地，隨時檢查各處絕緣情況，避免觸電。（9）使用時應檢查電源線的連接或開關接觸是否可靠，防止電動機因缺相運行而燒毀。（10）張拉或退錨時，千斤頂后面嚴禁站人，以防預應力鋼筋接斷或錨具、夾片彈出傷人。

4 結束語

電子智能系統不僅僅在預先應變力值橋段上施工力值以及張拉范圍得到精確，而且能夠保證施工技術手段的安全，符合施展工作過程的要求。在實際施展工作操作過程當中可以更有效的引進各種技術，加強了結構上的質量以及安全保證。電子智能張拉技術的使用不僅僅代替了以往的張拉技術，而且在將來也將會大量被使用。

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