摘要：在公路桥梁建设中，预应力施工被广泛应用，张拉是其中关键工序。桥梁预应力施工质量是保证桥梁结构安全和耐久性的关键工序，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。
关键词：预应力；智能张拉；系统；应用
一、工程状况：
某高速公路AK2合同段，共有563片50米预应力箱梁。为确保我合同段预应力箱梁的预应力张拉质量，同时结合某高速公路建设管理处的要求，我项目部引进了桥梁预应力智能张拉系统。
二、智能张拉工作原理
智能张拉系统由系统主机、油泵、千斤顶三大部分组成。预应力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张拉设备（千斤顶）的工作压力和钢绞线的伸长量（含回缩量）等数据，并实时将数据传输给系统主机进行分析判断，同时张拉设备（泵站）接收系统指令，实时调整变频电机工作参数，从而实现高精度实时调控油泵电机的转速，实现张拉力及加载速度的实时精确控制。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。
三、预应力智能张拉系统特点
3.1智能控制，有效规范张拉过程
智能张拉系统实现了张拉程序电脑控制，不受人为、环境因素影响；加载速率、持荷点、持荷时间、卸载速率等张拉过程符合桥梁施工技术规范要求。传统的张拉过程中人为因素影响较大，如张拉达到设计张拉力时要求持荷5分钟，但手动操作时，操作工人会因为持荷时间长，不愿意等待，可能3分钟就回油了，有可能导致钢绞线内部应力未完全达到平衡。
3.2实现两端同步张拉
预应力张拉要求张拉两端尽量做到同步操作、同步受力、同步达到设计张拉力、同步卸载回油，保证对称张拉。传统工艺中，梁端各站一个操作员，依靠口令尽量做到同步，但接收命令需要时间，做出反应需要时间，所以很难做到两端同步操作。智能张拉系统采用一台计算机控制两台千斤顶，同时同步对称张拉，实现“多顶同步张拉”工艺。
3.3精确施加应力，智能数据采集
智能张拉依靠计算机运算，精确控制施工过程中所施加的预应力力值，张拉过程的每个阶段依靠安装在千斤顶上的传感器，自动采集保存数据，也避免了人为的读数误差，是质量控制得到了提高。
3.4及时校核伸长量，实现“双控”
系统传感器实时采集钢绞线伸长量数据，反馈到计算机，自动计算伸长量，及时校核伸长量误差是否在规范允许范围内（±6%），实现应力与伸长量同步“双控”。
5、自动生成报表，杜绝数据造假
自动生成张拉记录表，杜绝人为造假的可能，可进行真实的施工过程还原。同时还省去了张拉力、伸长量等数据的计算、填写过程，提高了工作效率。
四、预应力智能张拉施工工艺
预应力智能张拉系统首先需在电脑软件中设定张拉参数，然后装配好千斤顶接通电源，剩下的整个过程全部由电脑设定的程序运行，操作台的电脑屏幕上有张拉加载速率、停顿点、加载力、伸长量、持荷时间等张拉数据，通过千斤顶上的传感器传送过来，以数字加曲线的形式表现出来，并自动记录，张拉完成后自动形成张拉数据表及张拉曲线图。
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4.1砼强度要求：预应力筋张拉时，砼强度等级必须达到规范要求（一般为设计强度的85%）后才能进行，应以实验室出具的同条件砼试块强度报告为准。
4.2布置张拉控制站。
张拉控制站尽量布置在可同时观察到梁两端的位置，便于信息沟通，如遇到特殊情况也可以及时采取措施。为防止太阳暴晒、阴雨天气，操作电脑位置最好安装太阳伞，以便于操作。为保证电脑供电充足，还有必要配备电源插座，防止断电。
张拉仪主机和专用千斤顶布置于梁板的两端，并且都能和控制站保持直线可视状态。记录好仪器的IP地址。
4.3连接好设备电源线及油管。
连接设备电源线时注意火线与零线连接正确，380伏电压，电源线长度根据现场配电箱位置决定，不少于100米线。
油管主要连接主机及千斤顶，可根据现场地形条件配置稍长一些的油管，便于操作，也可以减少主机的移动。
4.4依次安装好限位板，千斤顶，锚具后，连接张拉仪与千斤顶数据线。
安装限位板、千斤顶、锚具与普通张拉相同，可制作简易提升设备，便于操作即可。
张拉仪及千斤顶之间的数据线就要注意了，千斤顶上装有数据采集器，安装时一定要注意保护，张拉控制力、张拉伸长量等数据都是通过这条数据线传递的，所以数据线及接口一定要做好保护。
4.5软件参数设定
控制软件回到主界面，输入设计的张拉参数等，检查软件状态栏，显示正常，张拉梁号正确，第1次张拉为准备状态。再次检查确定梁板的两端千斤顶安装正确，然后启动梁板两端设备（按下绿色<油泵启动>按钮），启动设备，电机运转声音正常，平顺。
4.6张拉施工准备工作完成，点击控制软件的<开始张拉>按钮，第1次张拉施工启动，此时密切注意在电脑上观测压力值和位移值是否正常，有异常立即点击<暂停张拉>并进行相关检查。电脑在张拉施工过程中严禁运行其他程序，操作人员时刻关注相关数值，严禁离开控制台。
4.7在张拉过程中应密切注意梁板两端设备和千斤顶的工作情况，注意安全，如有异常情况立即单击<暂停张拉>或按下张拉仪<急停指示>按钮，停止张拉，排除异常情况后，方可继续张拉。
4.8每一孔张拉完成后，设备自动退顶，保存数据，并自动跳到下一个张拉步骤，在下一个张拉步骤开始之前，计算机操作人员应再次检查锚具、千斤顶、限位板是否正确嵌套，千斤顶是否压迫粗钢筋，起吊千斤顶的铁链是否影响千斤顶的退顶等。
五、预应力智能张拉安全注意事项
1、张拉前的准备和检查：张拉区域设置明显的安全标志，禁止非工作人员进入；材料堆放整齐，场面整洁，通道畅通；电器设备符合用电规范，做到一机一闸一保护，线路完好无裸露；张拉机具搭设防雨防晒棚，防止张拉时雨淋日晒，以保证油路畅通，正常使用，对所有张拉机具进行全面检查。
2、张拉作业实施：参加张拉人员穿戴好劳动防护用品，特别要戴好防护眼镜，以防高压油泵破裂喷油伤眼；张拉时，构件两端不准站人，操作人员站在侧面，两端设置防护栏，张拉仪主机放在离构件端部左右侧；张拉时千斤顶后方不得站人，不得在有压力的情况下旋转张拉工具的锣丝或油管接头；张拉时如遇临时停电，要立即拉闸断电，以防突然来电发生危 险；张拉台座前后均应设挡板，以保护张拉人员和路人安全；每台智能张拉仪器应派专人值守，发现异常应立即按下<紧急停机>按钮并报告张拉操作员，待问题排除后方可继续张拉施工；
3、张拉后的工作：张拉完毕后，对张拉锚固两端，应妥善保护，不得压重物。管道尚未压浆前梁端应设围护和挡板。严禁撞击锚具和钢束；张拉后要拉闸断电，关闭油门，操作人员应站侧面并用板手操作，以防止预应力筋断裂伤人；参加张拉人员张拉工作完毕，要将张拉机具安全撤离现场，并进行保养，为下一次张拉做好准备。
六、总 结：
智能张拉系统的先进性非常明显，一方面可以确保工程质量，提高桥梁使用寿命，另一方面还可以适度加快工程进度，大大节省人工费，提高路桥建设单位的经济性，从而为路桥建设单位的良好发展提供可靠保证。
参考文献
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[2]王明辉.探讨桥梁工程施工中预应力智能张拉工法的应用[J].科学导报，2011（78）：29.
[3]李 维.浅谈预应力智能张拉法的使用与推广[J].市政工程，2010（50）：4.
论文作者:李学东
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年1期
论文发表时间:2019/5/6
标签：预应力论文; 千斤顶论文; 智能论文; 两端论文; 系统论文; 操作论文; 桥梁论文; 《建筑学研究前沿》2019年1期论文;