广东新粤交通投资有限公司
摘要：在如今的桥梁道路建设中，预应力施工被广泛应用，其中关键工序——张拉，其施工质量的好坏，会直接影响结构的耐久性，但是传统张拉施工，纯靠施工人员凭经验手动操作，误差率很高，无法保证预应力施工质量。不少桥梁因为预应力施工不合格，被迫提前进行加固，严重的甚至突然垮塌，给人民生命财产造成了巨大损失。
智能张拉技术由于智能系统的高精度和稳定性，能完全排除人为因素干扰，有效确保预应力张拉施工质量，是目前国内预应力张拉领域最先进的工艺。
一、工程概况
江门至罗定高速公路第7合同段有30M预制T梁147片，现浇箱梁预应力束324束，全部采用预应力智能张拉系统进行张拉作业，经检测预应力施工质量均符合设计及规范要求。
二、桥梁预应力智能张拉系统及设备介绍
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。
桥梁预应力智能张拉系统示意图
（一）预应力智能张拉系统油泵
此设备为超高压动力输出装置，它的作用主要是为梁体的张拉装置（千斤顶）提供可靠、稳定的提升动力，具有提升、保压、回程等功能。
（二）智能千斤顶
采用新型密封件，高压自增强油缸强度，优化千斤顶结构尺寸，在保证千斤顶行程，油压不变的前提下，重量比常规穿心式千斤顶减轻30％～45％，出力比达到0.6：1，同时千斤顶长度和外径减小，能减小预留钢绞线的长度，可广泛应用于先张法和后张法的预应力施工。
（三）设备无线连接
本系统采用局域网WIFI连接计算机与智能张拉仪，利用计算机自带的无线网卡，使用方便快捷，性能可靠。
（四）高压油管
油管包括进油管、回油管，构成千斤顶提升、回程的油路。
三、智能张拉系统及工作原理
智能张拉系统以应力为控制指标，伸长量误差作为校对指标。系统通过传感技术采集每台千斤顶的工作压力和钢绞线的伸长量（含回缩量）等数据，并适时将数据传输给系统主机进行分析判断，同时张拉设备接受系统指令，适时调整变频电机工作参数，从而实现高精度适时油泵电机的转速，实现张拉力及加载速度的精确控制。系统还根据预设的程序，由主机发出指令，同步控制每台设备的每一个机械动作，自动完成整个张拉过程。压力传感器在张拉过程中负责采集千斤顶油缸的压力值，通过下位机传给控制主机，主机根据标定参数换算成拉力值。位移传感器在张拉过程中负责采集钢绞线伸长量（含回缩量）值，通过下位机传给控制主机。
四、预应力智能张拉检测系统优越性功能和特点
（一）远程监控：随时随地能观察张拉数据，检查张拉规范性。
（二）统一规范：能监控到每个项目的张拉情况，有利于做到标准化、规范化。
（三）张拉过程安全：施工过程中对于出现的突然断电、信号中断时，千斤顶将停止工作确保张拉的安全性。安装好千斤顶后，施工人员可以远离张拉端头。由操作平台自动进行张拉、读取伸长量和回顶。
（四）精确施加应力：安装在千斤顶内的压力传感器具有较高的采样频率，能快速反应实时的油压值，因此能够实现张拉施工中梁体两端预应力张拉值的精确控制，将误差范围由传统张拉的±15%缩小到±1%。
（五）精准测量伸长量：千斤顶上的位移传感器，伴随在千斤顶的迁移，精确实时的读取张拉伸长量。
（六）张拉过程规范：系统采用程序智能化控制，不受人为、环境因素影响；停顿点、加载速率、持荷时间等张拉过程要素安全符合桥梁设计和施工技术规范要求。
（七）操作适应性强：操作智能张拉检测系统除电脑操作人员外不需要额外培训。电脑操作界面简单、便捷。
（八）充分的使用兼容性：设备不仅具有不同吨位的千斤顶能共享一套设备，同时具有单孔张拉和检测锚下预应力测试功能。
（九）不合格数据清晰明了：针对张拉不符合规范要求的张拉结果，系统将在统一的界面剔除报警。并对不符合要求的张拉结果提出处理意见和措施。
（十）确保张拉审批机制：张拉工作开始前，须通过张拉系统上报监理审批。监理人员确保梁板龄期、砼强度等符合要求后，在系统中提交审批合格信息，方能开始张拉程序。
（十一）具有多种安全防护功能：计算机能实时监控到设备在运行过程中的电压、工作温度、液位及各种不同状况的报警。
（十二）卸载保护功能：张拉结束后，能保证千斤顶缓慢回缩，减少了卸载时千斤顶突然回缩对梁板的冲击破坏。
（十三）张拉过程可回溯：能随时调取每一束钢绞线的张拉参数。为桥梁预应力损失研究提供可靠的原始依据。
（十四）施工责任可追溯：张拉操作人员及监理人员拍照存入系统，确保张拉过程监督到位，责任到人。
（十五）张拉数据真实可靠：张拉数据又系统自动生成，避开人为修改捏造。
（十六）张拉数据时效精准：张拉过程参数随着张拉的进行实时记录，克服了人为记录数据的时效性和大误差。
（十七）自动生成张拉曲线图：张拉过程中实时的生成位移和压力曲线图，曲线图中能直观形象观测到张拉要素。还可根据图形的走势帮助查找张拉不合格原因。
用户登录界面专一：系统提供施工单位、监理单位、业主单位、质监单位等用户界面，每个界面都设置了各种的密码管理，不同的用户查看不同的界面内容。
（十八）实现同步张拉：系统中采用的WIFI无线通讯控制技术，一台计算机能够控制两台或多台设备同时、同步对称张拉，因而实现真正意义的“多顶同步张拉”，同步张拉力的误差范围可控制在±2%；
（十九）测量张拉回缩量：系统中通过对千斤顶缸内的油压慢卸，可分析得出预应力筋的回缩量变化值；
（二十）张拉操作简单：能实现真正意义的一键张拉。
（二十一）张拉资料统一归档：张拉资料统一归档到系统中，有利于资料规范管理。
五、工后检测
智能张拉虽然能够保证有效预应力施加，但同样需要合理的检测方法进行有效的预应力检测。当下主流的有效预应力检测手段为反拉法检测。反拉法原理简单、可靠，通过较为智能的配套设施能够准确的测得锚下预应力。
经检测，江门至罗定高速公路第7合同段30M预制T梁，现浇箱梁锚下预应力、单点极致偏差等检测指标均满足设计及规范质量要求。
六、结语
智能张拉系统在施工中的应用，使张拉过程控制自动化、成果数字化，进一步提高预应力施工质量，使设计与实际偏差减小，对提高桥梁结构的安全性和耐久性效果显著，同时降低了后期对该项工程的维护费用。并且智能张拉作业比传统张拉作业可节省人工费用，降低工程成本。综上所述，预应力智能张拉控制系统的推广和使用，必将为我国的工程建设带来巨大的助益，从而推动我国建设行业的发展。
论文作者:黄红苑
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年2期
论文发表时间:2019/6/5
标签：预应力论文; 千斤顶论文; 系统论文; 智能论文; 油管论文; 桥梁论文; 设备论文; 《建筑学研究前沿》2019年2期论文;