論橋梁項目預制梁施工中智能張拉技術的應用

摘要 為有效提升橋梁預制梁施工效率，保證預應力張拉質量，文章結合某高速公路橋梁工程施工實踐，針對橋梁工程預制梁施工中智能張拉技術的應用展開綜合探究，闡述了智能張拉技術原理及優勢，介紹了智能張拉設備安裝技術要點，分析了預應力智能張拉施工過程，提出了智能張拉質量和安全控制措施。通過工程實際應用，充分驗證了智能張拉技術的可行性，取得顯著經濟效益，值得積極推廣和應用。

關鍵詞 公路工程項目；預應力施工技術；智能張拉；施工技術要點

中圖分類號 U445.57 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2023）08-0104-03

0 引言

橋梁工程預制梁施工具有技術性強、質量要求高、工期緊、任務重等特點，施工中存在的影響因素眾多，施工控制不當，極易產生質量和安全隱患，威脅施工及使用安全，對社會造成極為不利的影響。而橋梁預制施工中采用預應力智能張拉技術，可有效杜絕傳統人工作業造成的偏差，且能實現張拉過程的智能化控制，顯著提高張拉施工質量、安全與效率。為此，該文結合實際工程案例，針對橋梁項目預制梁施工中智能張拉技術的應用展開綜合分析，具有重要意義。

1 工程概況

某高速公路項目地處兩省交界處，設計長度13.65 km，道路整體呈東西走向，沿線共有大型橋梁1座。橋梁上部結構為長度30 m的預制預應力混凝土箱梁，混凝土強度等級為C50。因該橋梁采用預制梁施工，所需橋梁數量較多，為最大限度地保證箱梁預制質量，加快施工進度，經綜合研究決定，該橋梁工程預制箱梁采用智能預應力張拉技術進行施工。

2 智能張拉技術原理及優勢

2.1 原理

預應力智能張拉技術是通過計算機智能化系統控制張拉設備，從而自動完成預應力張拉施工。現階段，采用的智能化操控系統主要包括主控電腦、油泵和千斤頂三部分。主控電腦是操控系統的核心，能有效完成張拉參數及相關技術標準的設定等工作，從而指揮設備嚴格按照設定參數運行作業。油泵、千斤頂通過數據線與電腦相連，能精準接收電腦指令，并嚴格按照指令進行作業，通過各環節的密切配合，準確、高效地完成橋梁預應力張拉施工[1]。

2.2 施工優勢

智能張拉技術具有如下優勢：

（1）智能張拉系統能精準施加張拉力，將偏差控制在1%范圍內。

（2）可實現兩端同時張拉，且誤差不超過2%。

（3）張拉施工中可實時獲取預應力筋拉力值、伸長量等相關信息，便于工作人員實現雙控。

（4）張拉過程中系統可自行采集相關數據信息，確保相關技術參數的準確性，必要時可完成數據打印、自動生成等相關工作。

（5）張拉全過程均按照預先設定的技術參數及要求進行施工，有效避免了人為因素的干擾，提高操作過程的準確性，保證張拉效果，同時，可實現遠程監控及跟蹤管理，給施工帶來較大便利[2]。

3 智能張拉設備安裝技術要點

3.1 鋼絞線下料

（1）預應力張拉前，應先進行穿束作業，該項目預應力筋采用低松弛鋼絞線。穿束前，作業人員應根據設計要求進行鋼絞線下料。

（2）鋼絞線下料完成后，應采用扎絲綁扎成束，并按照順序進行編號存放。綁扎時應嚴格控制綁扎間距，每1.2～1.5 m綁扎一道，綁扎完成后的預應力鋼束應牢固和平順，并在端部設置錐形套頭實施穿束作業[3]。

（3）鋼絞線穿束采用人工作業方式完成，穿束過程中應不停抽拉鋼絞線束，確保各鋼絞線受力一致，穿束完畢后應使用砂輪切割機將兩端多余鋼絞線切除。

3.2 張拉設備安裝

（1）預應力束穿束完成后進行張拉設備安裝，預應力智能張拉設備主要有千斤頂、限位板、錨板等。設備安裝前應委托具有專業資質的機構對設備實施標定和校準，確保性能良好，校準完成后由校驗機構簽字確認并安裝[4]。

（2）限位板安裝時，應嚴格控制限位板位置，確保與齒口匹配，千斤頂安裝時應確保與限位板的齒口相對應。同時，錨板安裝應確保其前端與錨具相符合，并對孔位實施統一排布，防止張拉施工時千斤頂穿心孔與預應力筋交叉，形成失錨，待所有設備安裝就位后建立張拉控制站[5]。

3.3 張拉控制站布置

（1）張拉控制站作為智能張拉系統的操控中心，應結合現場具體狀況確定其布設位置，不僅能確?？刂普静倏匕踩覒苊怅柟庵鄙?，并不得妨礙現場正常施工。

（2）該工程張拉控制站布設于預制梁一側，采用220 V交流電。布設完成后應關閉屏保、硬盤等各項功能，并對施工區域內電、磁場實施檢測，確保附近20 m空間范圍內無電磁場干擾，防止對張拉作業造成影響[6]。

（3）檢測完成后在電腦內部安裝控制程序，并安排專業技術人員完成調試工作，確保程序穩定運行。

3.4 線路油管連接

（1）張拉設備及控制站安裝完成后，應進行現場臨時線路敷設，并接通千斤頂與油泵。施工現場臨時線路應由專業電工進行連接，主要接通火線和零線。張拉設備中紅、綠、黃顏色的粗線代表火線，藍線代表零線，而配電箱中2、4、6表示火線，字母N表示零線。線路接通后應采用電筆實施檢測，若檢測時電筆指針正常轉動，則表明該條線路正常[7]。

（2）千斤頂與油泵之間通過油管相連。連接前，工作人員應對油管實施全面檢查，確保表面完整和潔凈，連接完成后應對連接質量進行檢查，確保接頭牢固、可靠、不漏油。油泵回油管應盡量設置于遠離梁體一側，進油管設置于對側，對油管接頭處螺帽檢查確認后，開啟油泵裝置實施試運行，看是否出現漏油現象。

4 預應力智能張拉施工

4.1 啟動張拉程序

智能張拉設備安裝完成且現場線路接通后，對現場所有設備通電并啟動主控電腦，待網絡連接成功后，啟動已安裝、調試完成的控制程序，并根據工程實際情況將相關技術參數及要求錄入程序，檢查確認無誤后點擊啟動按鈕，此時程序會自動進入張拉控制界面，完成與各設備的連接。連接成功后，系統左下角會自動顯示，此時可對設備進行調試，若連接失敗，技術人員應及時排查原因并進行科學處置，待處置完成后進行二次連接[8]。

4.2 調試張拉設備

張拉設備與控制系統連接成功后，啟動系統中的調試按鈕，對張拉系統實施初步調試。在對位移線及壓力線實施調試時，若程序中顯示的位移讀數為負數或持續變化，則表明兩線路存在故障，可能是由于未保持水平或接觸不良所致。通過檢測，程序中位移讀數正常且隨位移傳感器伸縮桿晃動，讀數不斷變化則表明連接正常，工作人員在此種狀況下應暫停調試，并開啟手動控制器，采用人工檢測方式，全面檢查張拉設備輸油、回油等相關性能，檢查合格后再進行張拉參數設定[9]。

4.3 設置張拉參數

張拉設備調試完成后，啟動控制程序中的參數設置命令，并在參數設置界面完成張拉參數設定。根據該工程具體狀況，該預應力橋梁張拉施工采用張拉力及伸長量雙控模式。張拉時，錨下控制應力為0.7∫pk=1 395 MPa，采用分階段張拉，加載順序為50%N2→100%N3→100%N2→100%N1。各張拉環節均需持荷5 min。張拉參數確定后，準確錄入參數設定界面，錄入完成后仔細核對，確保準確無誤，核對完成并確認無誤后點擊確認，并返回控制程序主界面，然后對各待張拉梁體編號及實際狀況進行全面檢查，確認正常后開展張拉施工[10]。

4.4 正式張拉作業

正式張拉施工前，應再次對預制梁兩端千斤頂安裝情況進行全面檢查，確保狀態良好，然后啟動張拉設備正式進行張拉作業。張拉時電機運行聲音應保持正常和平順，若聲音異常，應立即關閉設備，防止損壞電機，待故障排除后重新開啟電機，正常運行一段時間后啟動張拉程序，再次開始張拉施工。首次張拉時，應安排專人對梁體兩端設備實施監測，主控電腦應由操控人員親自監控，此時電腦應單獨運行控制程序，若張拉過程中任一環節產生異常，均應停止張拉作業，待問題解決后再繼續進行張拉施工。

預制梁每孔預應力張拉完成后，智能張拉設備會自行退頂，并自動采集和保存張拉信息，自動進入下一張拉環節。在進行下一張拉環節施工前，工作人員應再次對張拉系統實施檢查，其中包括千斤頂、錨具、限位板等各設備工作狀態，并檢查各設備接觸嚴密性、操控系統能否正常運轉等，待各方面檢查滿足要求后，方可實施下一環節張拉施工。待整片梁預應力施工完成后，工作人員可關閉控制系統，退出控制程序，斷開電源，并拆除張拉設備，清理完成后準備開展后續張拉作業。

5 智能張拉注意事項

5.1 注意張拉過程的質量控制

該橋梁工程預應力智能張拉施工中，極易產生錨墊板及混凝土開裂問題。造成此種狀況的因素較多，主要包括錨下混凝土密實度不足、錨墊板安裝不合理、預應力鋼絞線與孔道、錨墊板不在同一軸線上等，若張拉施工中產生此問題，必然會引發安全事故。因此，張拉作業時應嚴格防止此類問題出現。而對于此種問題，橋梁預制過程中應嚴格控制鋼筋布設間距、混凝土材料質量等，同時嚴格控制混凝土澆筑和振搗過程，防止出現欠振、過振、漏振、漏漿等現象。若張拉過程中出現此類問題，應立即停止張拉，并進行放張處理，待問題解決后再繼續進行張拉施工。

智能張拉施工時，應對張拉過程實施全面監督，以有效確保張拉質量及安全，其主要監控內容包括以下幾方面：

（1）張拉施工現場20 m范圍內禁止電焊作業，防止產生電磁場影響張拉施工。

（2）各張拉控制站應安排專人負責，張拉過程中若出現漏油、斷絲、滑絲、油壓異常、位移突變等情況，應及時聯系張拉工作人員，暫停張拉施工，待異常排除后再繼續張拉。

（3）張拉施工完成后，應對鋼絞線性能實施全面檢測，并及時對張拉端實施錨固處理，且嚴禁在張拉端放置重物。

（4）張拉施工時應實時監測安全閥回油速率、壓力變化、傳感器讀數等，保證張拉正常。

5.2 注意張拉安全管理

預應力智能張拉施工時，應科學做好現場安全防護工作，具體包括以下幾個方面：

（1）張拉作業前，應在張拉區設置醒目安全標識，禁止閑雜人員靠近；施工現場用電設備嚴格落實“一機一閘一保護”制度，確保用電安全。

（2）張拉設備使用前應做好維修和保養工作，確保性能良好。

（3）張拉作業時，施工人員應做好安全防護，如正確佩戴安全帽和防護用具等；若張拉作業時發生意外情況，應及時采取應急措施，避免產生安全事故。

（4）張拉完成后，應對錨固端采取防護措施，禁止堆載。張拉設備拆除時應先切斷電源，并按照順序進行拆除作業，避免引發安全事故。

6 張拉質量及效益分析

6.1 張拉質量分析

為全面驗證該橋梁工程預制箱梁預應力智能張拉效果，張拉完畢后，工作人員對伸長量實施檢測。在所有梁體中隨機選取5組梁體，各組梁體選取一孔預應力進行檢測，其檢測結果如表1所示。

通過表1能夠看出：檢測點預應力筋伸長量最大值和最小值分別為178.3 mm和172.2 mm，與設計值175 mm存在偏差，但偏差均未超出±6%標準要求，充分表明該橋梁工程預制箱梁預應力智能張拉質量滿足要求。

6.2 張拉效益分析

預制梁張拉施工時，若采用傳統張拉技術至少應配備5人實施張拉作業，此外還應配備2人監控油表讀數、2人檢測伸長量、1人管控現場，且施工安全風險較大，張拉效果較差，完成單片梁體張拉作業時間至少需要20 min；而采用智能張拉施工技術，張拉施工時僅需對張拉設備運行狀態及數據變化進行監管，無其他工作任務，且完成單片梁體張拉作業時間僅需10 min。因此，經綜合比較，智能張拉施工技術可減少人員投入，顯著降低人工成本，提高施工效率，縮短施工工期，經濟效益顯著。

7 結論

綜上所述，預應力智能張拉技術是通過計算機智能化系統自主控制張拉設備，從而自動完成預應力張拉作業。橋梁工程預制梁施工中采用預應力智能張拉技術，可顯著提升梁體張拉效果，降低工作人員施工強度，減少人員投入，節約成本、縮短工期，具有較高的經濟效益。同時，預應力智能張拉施工中加強施工質量及安全管控，對提高張拉施工效率、保證橋梁施工質量及安全具有重要意義。

參考文獻

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