論智能張拉技術在T梁施工過程中的應用

王 翠 巧

(山西晉焦高速公路有限公司，山西 晉城 048000)

0 引言

隨著經濟和科技的不斷發展，路橋建設飛速發展，交通運輸能力不斷提升。橋梁工程建設中預應力的應用很普遍，但如果預應力技術應用過程中，技術不過關，工序控制不嚴，質量監管不到位，會對橋梁整體質量產生很大后患。為了防止傳統施工模式對預應力造成誤差大、結構受力不合理等現象，現已具備新的預應力張拉系統來代替傳統的控制系統，以降低影響，新的預應力控制方法改變了傳統模式下由于設備不足、管理不到位造成的問題。本文主要以某大橋40 m T梁預應力施工為基礎，分析預應力智能控制技術。這一系統的應用，基本能夠避免由于人為因素造成的各種精度誤差，降低了安全事故產生的可能性，同時對預應力的控制強度增加，還能對施工過程進行規范，這對于整個施工質量的提高也是很有好處，在后期維護過程中，也降低了維護成本。

1 工程概況

某大橋設計為連續T梁結構，全橋總計180片梁，采用后張法預應力混凝土，橋寬23.5 m，跨徑40 m，雙向四車道。主梁采用C50混凝土，預應力鋼絞線采用的是高強低松弛模式，預應力抗拉強度標準值fpk=1 860 MPa，直徑為15.20 mm，面積為139.0 mm2,彈性模量Ep=1.95×105MPa。并使用15-8型、15-9型系列錨具和配件，預應力管道采用圓形金屬波紋管；預制梁在墩頂處的負彎矩鋼束采用BM15-4型扁錨及其配件，管道采用扁形金屬波紋管。

2 智能張拉系統及工作原理

2.1 系統構成

新的智能張拉系統由硬件和軟件兩部分組成。其中硬件設施指的是建筑設備和控制電腦等。通過這套智能的控制系統，能夠實現預應力的同步張拉和單頂張拉，操作起來十分方便。通過系統，泵站能夠控制每一個千斤頂的張拉，主泵站和副泵站之間則是通過無線傳播的方式進行通信，不會受到地域方面的限制。

2.2 工作原理

主機的硬件主要包括控制電腦和現場設施，現場設備多為觸摸屏，軟件部分則專指控制系統，在控制過程中，可以使用無線信號完成信息的傳輸，控制的對象既可以是一個，也可以是多個、在系統中輸入控制參數之后，系統就會對前方的工作進行控制，并根據前方反饋回的數據進行重新計算，將計算的結果作為修正調整數據的基礎。前端控制器需要對千斤頂的工作情況進行監督和記錄，并通過無線的方式將數據傳輸給測控主機，當主機返回測控指令之后，會根據指令調整變頻器的工作參數，從而實現高精度控制。

3 智能張拉施工工藝

在進行張拉工作之前，需要對波紋管預留孔道進行檢查，如果管道不通暢，需要進行清理或采取其他措施，如果有必要，還可用高壓風將孔道內的微粒清理干凈，再穿鋼絞線束，這里需要注意的是要根據鋼絞線的孔位編號入孔。

3.1 設備安裝

1)初步連接好千斤頂、工作錨具及夾片；2)首先在千斤頂的外殼處將傳感器固定住，然后將測量繩固定在工具錨具或者是鋼絞線結構上；3)在油泵的接口處連接壓力傳感器，以測量油壓；4)前端控制器為油泵、采用電機供電。

3.2 張拉順序

1)首先根據每一片梁編號(編號不允許重復)，對孔道鋼束的控制力(kN)和理論上伸長量(mm)進行精確計算,確定孔道張拉工藝順序；2)根據張拉設備標定報告:把已經編寫完成的程序，導入到主泵站觸摸屏中；3)將控制過程中的參數鋼束控制力(kN)、理論伸長量(mm)等，按照編號進行逐個輸入，輸入完成之后，還需進行校驗；運行系統時只需進入到操作界面，按照輸入的編號調用參數，然后以程序控制的模式計算在10%,20%,50%,100%的情況下，系統控制與人工控制之間的偏差，如果偏差過大，則需要檢查輸入或者重新調整；4)根據工藝，輸入相應的梁編號，然后調用張拉參數，系統就可以完成自動張拉操作。通過系統，能夠自動控制的方面主要有：回油錨固、送油張拉、中間分級停頓保壓等，同時還會對監控數據進行檢測和記錄；5)電腦會將數據儲存起來，系統會自動生成報表，可完成打印。

4 智能張拉施工控制

4.1 張拉質量控制

1)施工過程中要嚴格按照工藝實施，防止索力不均勻分布，并預防鋼絞線的相互纏繞；2)在限位板安裝過程中，應該將數字面對準工作錨，安裝完成后，工作錨板的位置應該在錨墊板止口內；3)施工過程中，千斤頂、工具錨和限位板應該同軸；4)錨固是建立在張拉控制力穩定的基礎上實施的，且夾片之間的錯位應小于2 mm，露出錨具外高度不應大于4 mm；5)為了保證工具的正常操作，應該對其進行維護保養，經常涂潤滑劑。

4.2 張拉順序控制

1)張拉過程中，首先應該對鋼絞線進行初步張拉，保證其未處于松弛狀態，完成這一操作之后，還要檢查軸線、錨具和千斤頂，如果它們未處于同一直線，需進行調整。每根鋼束所受到的力應是平衡的。當張拉至初應力時，需要在鋼絞線束的兩端進行標記，直到控制應力達到最大，此時需要測量鋼絞線束的伸長量；2)在進行鋼絞線束的張拉時，需要嚴格按照設計進行，兩端人員可用對講機溝通兩端張拉情況，保證兩端的進度保持一致。切記操作過程中所用到的所有計量設備都需送檢，并做好統計工作。

4.3 張拉安全控制

1)梁端面必須安裝防護擋板，張拉泵站必須建立在梁的側面，而且要盡可能遠離千斤頂，在拉張過程中，禁止附近站人；2)在千斤頂回油過程中，禁止對相關設備進行操作，也不可用手觸摸千斤頂；3)在張拉現場設置相應的標志，禁止與施工無關的人員進入現場；4)作業過程中，應配置專門的指揮人員。

5 結語

本文主要通過實際案例，對40 m T梁的智能控制情況進行了分析。主要是通過智能技術完成T梁的預應力張拉，通過實際反饋結果來看，誤差能夠保證在1 mm～4 mm，在2%以內。這對于橋梁預應力建設過程中的質量保證意義重大。在傳統控制模式下，存在測量精度低，儀表準確度不高等問題，導致預應力筋張拉力及伸長值的控制都存在很多的問題，很多都需要進行事后的調整，這需要花費大量的人力和物力，所以傳統預應力技術存在很多的問題。

而現今智能張拉技術的出現恰好就解決傳統張拉工藝的不足，它能做到精度高，其預應力智能張拉精度控制在±1%，系統不僅操作方便，而且控制效率比較高、出錯的概率比較小。操作人員可進行遠程操作，對于操作人員的安全來說，安全也能夠保證，整個控制過程只需兩人即可完成，系統會自動完成數據的記錄，并根據數據進行系統的自動控制，還會根據客戶的需求自動生成報表。這樣一來智能張拉工藝既保證橋梁工程中梁板預應力張拉的準確性，安全性，也保證了工程質量、縮減了工期，極大的提高了工程的經濟性。

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