后張法預應力箱梁智能控制張拉施工工藝

彭偉

摘 要：在橋梁工程施工過程中，后張法預應力箱梁是一種常用的結構。在進行箱梁智能張拉施工時，對施工技術要求比較高，施工控制難度比較大，如果控制不到位很容易導致混凝土構件中出現裂縫，影響橋梁的整體質量。文章以實際工程為例，首先對后張法預應力箱梁的施工原理和特點進行了分析，然后對后張法預應力箱梁張拉智能控制進行了探討，保證箱梁施工質量達到了設計要求。

關鍵詞：后張法預應力箱梁 智能控制 千斤頂安裝

1.工程概況

K 13+8 9 8處跨越三屯河，橋梁引橋上部采用裝配式預應力混凝土連續箱梁，主橋上部結構采用（65+3×110+65）m連續剛構；下部結構為空心薄壁墩。圓柱墩、柱式臺，基礎為樁基礎，橋梁全長708m。河道走向與橋梁交角為90°，主河道寬40m，深1.5m，冬季河道內水流結冰，河道兩側山體走勢較陡。橋址處為山前洪積地貌，地形相對平緩，起伏不大，其沖溝均能出露卵礫石等，沖溝兩側為大面積洪積扇積，地面標高788.01～859.79m，相對高差約72m。

因橋址所處區域有效施工時間較短，工期十分緊張；樁基為大口徑、超長樁樁基，主墩直徑為2.0m，樁基最深可達51m，地層為卵石層，施工較困難；主墩墩身最高60m，每個承臺4個墩身，合理進行施工組織是施工的難點；主墩承臺砼方量為1240m3，承臺大體積混凝土供應、澆注、溫控等均是本工程的施工難點；主跨部分跨度大、施工工況多，梁體的線形控制是施工的難點。

2.工藝原理

張拉智能控制的過程中，鋼絞線的伸長量以及張拉力值都是由數字顯示儀直接顯示，這樣大大改善了鋼絞線伸長量由人為測量存在的誤差以及油表度數誤差。數字顯示儀將接收來的數據向系統主機進行傳輸后，完成分析和判斷。執行系統命令的是智能張拉儀，可適時地調整變頻電機的工作參數。這樣既能滿足油泵電機高精度轉速的需求，進一步控制加載速度以及張拉力，不需再憑借人工進行現場數據的采集，人工計算伸長量以及施加力，判斷結果更為直觀。該系統進行鋼絞線伸長量和千斤頂工作壓力的采集主要是通過傳感技術進行，切實有效地實現了對伸長量和張拉應力的控制。

3.工藝特點

該系統具有的特點就是可更為精確的進行預應力的施加，達到有效的控制張拉質量。切實有效的實現梁體兩段可同時進行張拉動作。該系統配備更為完善的計算機管理系統，同時配備相關配套軟件，記錄相關信息數據更為精準和及時，有效避免了張拉數據造假的現象發生，保證了數據源的真實性。

智能的控制可使張拉過程更為規范。過去的施工工藝因為不能同時控制所有的張拉過程，無法保證其精度。該系統中的遙控器可同時、同步地控制2臺甚至多臺千斤頂，切實實現了所有張拉過程可同時進行，同時可及時對張拉伸長量進行校對，實時控制了應變和應力。不管何時，都能對伸長量是否處于±6%范圍內進行校正，同時控制了伸長量和應力，實時控制能力更佳。同時可實現張拉力的雙重保護。該系統因為應用了雙重油壓傳感器設計，確保了張拉力的精準，同時確保了該系統的穩定性，同時也大大提高了張拉過程的安全度。只有同時將人為因素和環境因素的影響降到最低，才能切實實現張拉程序的智能控制。張拉過程會受到以下因素的影響：持荷時間、加載速率、停頓點，如果是橋梁施工，其設計過程和施工技術規范需要完全符合，具體如圖1所示。

4.后張法預應力箱梁張拉智能控制4.1準備工作

（1）充分的準備工作：所有的限位板、錨具以及電腦操作系統都應和該系統配套使用，另外，遮陽傘以及3項電纜也配備齊全。

（2）對千斤頂的編號進行仔細核對，因為千斤頂出廠前標號都是統一標定，使用時需用正確的公式進行標定，然后再到質量監督部門進行重復核定。

（3）將主控電腦打開，將智能張拉系統安裝進電腦，等待進入軟件的主界面，只有完成張拉參數以及工程信息的確定后，方可確定張拉的梁板。

（4）熟悉相關規程的所有所述內容。

4.2千斤頂安裝

在進行鋼絞線張拉施工前，務必確定預制箱梁混凝土的強度已達到設計強度的85%，完成7d的養護。在智能張拉開始前，需對箱梁進行強度回彈試驗，只有試驗結果符合相關要求，才可進行張拉活動。

（1）仔細測量兩端鋼絞線的長度，保證鋼絞線長度可滿足張拉工作需要，另外還需要保證兩端鋼絞線的預留長度相等。

（2）注意錨具需安裝在錨墊板的限位槽內，為了確保錨具和錨墊板可緊密的結合，需要用套管將夾片打緊。

（3）在張拉的過程中，為了保證不發生位移，需將錨具和限位板進行緊密的結合。

（4）完成千斤頂的起吊工作后，需確定錨墊板頂面方向和千斤頂的軸線方向是否處于垂直狀態。

（5）安裝工具夾片以及錨具：前端錨具和工具錨的所有孔位都應和鋼絞線互相對應，同時貼緊千斤頂的末端，然后再進行工具夾片的安裝，最后用套管將工具夾片打緊。

4.3張拉施工

（1）智能系統將張拉信號發出，通過傳感技術，張拉信號會傳至張拉儀，智能控制張拉時，注意需控制千斤頂依據預先設定的張拉程序進行。

（2）油會憑借液壓油泵供至張拉油缸內部，油缸內的油壓會慢慢升高，加載的過程需要通過鋼絞線的伸長量計算起始點。

（3）在張拉施工的過程中，需要仔細跟蹤并記錄張拉階段的伸長量，所謂鋼絞線伸長量即為張拉后活塞伸長值，智能系統會計算伸長量和實際測長量的具體偏差。

（4）在張拉進行的過程中，張拉儀控制千斤頂平衡持荷和勻速加載是通過智能系統所發出的所有張拉信號進行的。

（5）在張拉進行的過程中，該系統會主動的對鋼絞線的伸長數據進行校驗，如果理論伸長量和實際伸長量的相差>±6%時，該系統就會啟動自動報警，協調千斤頂立即停止工作。一旦發生這種情況，應及時仔細查明原因，只有解決問題了方可進行下階段的張拉施工。

5.預應力智能張拉過程控制

預應力混凝土施工的質量不能直觀地進行控制，所以控制其質量只能通過具體的“施工過程控制”，所謂的具體的施工過程，其實就是與鋼絞線穿束，張拉施工工藝、錨具安裝以及專業技術人員培訓過等，旨在確保張拉施工質量。

（1）波紋管定位：在定位鋼筋時，需確定波紋管的位置，波紋管位置的確定需依據設計圖紙給出的具體的坐標，如果箱梁鋼筋和波紋管位置發生交叉，為了確保波紋管位置不變，需移動波紋管的位置。澆筑混凝土工作前，需安排專業的技術人員對波紋管的密封性進行仔細的檢查，避免在澆筑箱梁混凝土的過程中，水泥漿因為波紋管的密封性差而進入到波紋管內，堵塞管道。（2）在進行鋼絞線的穿束工作時，為了避免鋼絞線穿束的過程中產生不均勻的受力，需嚴格按照穿束工藝進行，鋼絞線兩端預留的長度也盡可能地滿足張拉工作的需要。（3）在鋼絞線張拉施工的過程中，每一束鋼絞線的張拉必須根據圖紙均勻進行，在張拉過程中，為了防止出現箱梁側向彎曲以及箱梁腹板扭轉，需控制箱梁整體的受力處于均勻狀態。（4）錨固工作只有待鋼絞線的張拉狀態穩定以及張拉強度已達到相關設計強度后方可進行，錨固時必須保證兩片之間的錯位≤2mm。（5）完成鋼絞線張拉錨固后，應及時進行注漿工作，保證在48h內完成，防止鋼絞線發生銹蝕。

6.結束語

綜上所述，在采用后張法預應力箱梁張拉施工時，采用智能控制的方法對張拉質量進行控制，可更好地保證張拉質量，并提高張拉施工速度，避免張拉力不達標而出現返工，達到了環保、低碳的基本要求。此外，在進行施工時，要嚴格按照規定要求進行張拉施工，做好各道工序的施工質量，保證箱梁施工質量可達到設計要求。

參考文獻：

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