浅谈智能张拉在预制箱梁预应力施工中的应用

1、浅谈智能张拉在预制箱梁预应力施工中的应用洪俊财广东省长大公路工程有限公司广东广州510620摘要：肇（庆）一花（都）高速第三合同段预制箱梁预应力施工采用智能张拉设备， 实现了张拉全过程智能控制，真正做到了张拉施工质量管理的“实时跟踪、智能 控制、及时纠错”。解决传统张拉中存在的问题，有效控制施工质量、规范施工、 节约施工成木。关键词：预制箱梁；预应力；智能张拉；应用引言在如今的桥梁道路建设中，保证桥梁结构安全和耐久性的关键工序就是 预应力张拉施工。传统施工中采用人工操作，会出现人为因素不可控制、同步精 度无法保证、有效预应力难以满足设计要求等现象，影响预应力施工质量，严重 时会危害桥梁结构安全

2、。如何提高桥梁预应力施工质量，延长结构使用寿命，是所有交通建设者 都在努力克服的难题。为了确保桥梁预应力施工质量符合设计和新规范要求，肇 花高速公路第三合同段项目釆用智能张拉系统进行小箱梁预应力施工，改变旧有 施工工艺，实现了张拉全过程智能控制，真正做到了张拉施工质量管理的“实时 跟踪、智能控制、及时纠错”。基木上消除了人工张拉中测量精度较低，容易引 发人员伤害安全事故等存在的问题，减少人为等因素的影响。在切实保障预应力 张拉施工质量的同时，大大提高了施工管理水平和效率，保证了桥梁结构安全和 耐久性。1工程概况珠江三角洲环线高速公路黄岗至花山段第3合同段起讫点桩号为 k9+074k19+255

3、,共长10.181km,木合同段位于佛山市三水区境内，地处粤境 南岭山系南麓与珠江三角洲北部平原结合处。其中望岗特大桥中心桩号为： k17+850,起终点桩号：k16+770k19+930,全长 2160 米，桥面宽度 2×12.0 米，双向四车道。桥梁跨径组成为48×25m预应力混凝土箱梁，单幅桥梁 片数5片，共480片，预制梁高1.4mo桥梁上部采用预应力混凝土简支箱梁， 桥面连续，按全预应力构件设计。主梁采用c50混凝土，采用高强低松弛预应力 钢绞线，其抗拉强度标准值fpk=1860mpa,直径为15.20mm,面积为139.0mm2, 弹性模量e

4、p = 1.95×105mpao预制箱梁正弯矩钢束采用15-4型、15-5型系 列锚具及其配件，预应力管道采用圆形金属波纹管。2智能张拉系统及工作原理lz-5903预应力智能张拉系统主要由预应力智能张拉仪、智能千斤顶、自带无线网卡的笔记本电脑、高压油管等组成。详见图1、2。图1智能张拉系统平台图2智能张拉仪与千斤顶智能张拉系统操作简单，界面人性化，适应各种施工场地环境。借助智 能张拉系统，可以自动读取梁板参数，智能计算张拉过程的压力值，无线控制油 泵的进退油，位移传杆器测量伸长量，并实吋无线采集油压与位移信息，自动生 成预应力张拉记录表等功能。全程无需人工干预，且具有错误纠

5、正、数据同步、 张拉审核等张拉过程控制。通过计算机来控制张拉施工过程，完全改变了传统的 通过人工来操纵油泵进行张拉操作，真正地实现了张拉的同步性控制。启动“智能张拉系统平台界面，输入待进行张拉的梁体、千斤顶等相关 信息，包括项目名称、施工单位、监理单位、各千斤顶线性关系、钢绞线物理性 能等。并将智能张拉仪与计算机通过wifi进行连接。待各项准备工作做好后，启 动张拉。张拉完成后数据自动生成，对整个张拉进度、延伸率、等过程进行全面 掌控。如有不符合质量要求，系统将及吋预警，并提供预应力张拉控制“平均张 拉力”和“理论伸长量”分析指标，分析原因，及吋积累数据，可还原张拉过程， 积累工程经验，实现质

6、量管理的严密性。3智1能张拉施工工艺3.1设备安装在张拉作业之前，相关技术人员和监理人员对构件进行检验，其检验结 果符合质量标准要求方可进行。根据此设备的使用说明及要求，现场施工作业人 员开始收编穿索、穿索、安装千斤顶（工作锚及夹片）等施工程序，具体安装程 序如下先安装工作锚板，限位板，再安装专用千斤顶，最后安装工具锚板。 安装工作锚板时需注意与波纹管严格对中，工作锚板平面与管道垂直。夹片与锚 圈锥孔不应粘附泥浆或其它杂物，且不允许锈蚀，若有轻微浮锈，应彻底清除, 并打紧工具锚板处夹片。连接千斤顶油管，接油表，接通油泵电源。开动油泵，将千斤顶活塞来冋打出几次，以排出可能残存于千斤顶缸 体中的空

7、气。3.2智能张拉在计算机上启动智能张拉操作系统后，通过wifi与两台智能张拉仪进 行连接。lz-5903智能张拉仪通过张拉操作系统控制专用千斤顶按预先系统编 制的张拉顺序进行对称均衡张拉，张拉过程以控制应力为主，伸长量为辅。张拉 顺序遵循均匀对称，偏心荷载小的原则，以确保结构及构件受力均匀，张拉过程 中不产生扭转、侧弯，防止混凝土产生超应力、过大的附加应力与变形。此外, 安排张拉顺序还应考虑到尽量减少张拉设备来冋移动次数。油泵供油给千斤顶张拉油缸，按三级加载过程依次上升油压，分级方 式为10%（初应力即计算伸长值的起点）,20%、100% o张拉过程中智能张拉平台系统对每一级进行测量和记录，

8、测量每一级 张拉后的活塞伸长值的读数，并随时检查伸长值与计算值的偏差。张拉时，通过智能张拉系统控制好专用千斤顶加载速度，确保给油平 稳，持荷稳定。加载至控制应力的10%、20%吋分别持荷30s,达到100%控制应 力吋持荷5min,在持荷过程中出现卸压时，智1能张拉仪会自动进油补拉，使得 持荷过程中始终维持控制应力。张拉过程中，系统将自动校核测量数据，当实际伸长值与理论伸长值 相差大于正负6%吋系统将自动报警，停止张拉。待查明原因，排除问题后，方 可进行下一步的工作；当张拉过程中出现两端伸长量差值超过3cm吋，智能张 拉仪会自动将伸长量过长一端暂停，等待另一端。当两端基本处理平衡再同吋进 行张

9、拉。4结语通过在望岗特大桥25米箱梁施工中运用lz-5903预应力智能张拉系统， 从已完工的201片梁板张拉数据结果显示，张拉施工效果明显，最人延伸量误差 在2%以内，实际伸长量与理论伸长量相差绝对值不到1毫米。基本杜绝了人工 对张拉施工的影响，保证了桥梁预应力的质量。相比之下，传统张拉依靠施工人 员手动操作方向阀，实现方向的切换的施工方法，人工量测伸长值，无法有效对 预应力钢绞线的承受张拉力以及张拉长度进行实时监控。智能张拉系统自动读取梁板参数，智能计算张拉过程的压力值，无线控 制油泵的进退油，实时无线采集油压与位移信息，自动生成预应力张拉记录表等。 全程无需人工干预，且对错误纠正、数据同步、张拉审核等张拉过程实行控制。 操作简单，界面人性化，适应各种施工场地环境，大幅度的改变了传统施工的弊 端，有效提高了施工的精确度（精度0.5%）。肇花高速公路在望岗特大桥小箱梁预应力智能张拉精细化施工工艺实 施在预应力智能张拉施工中积累了宝贵经验，不仅降低了施工中人为因素的影响, 减少了张拉施工的误差，节约了成本，提升了施工质量，而且真正意义上提高了 张拉施工质量，保证了桥梁结构安全和耐久性，大大地