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摘要：智能张拉系统可以有效地减少人工张拉中存在的问题，提高了预应力施工质量，在技术和经济方面都值得推广。
关键词：箱梁；智能张拉系统；人工张拉
1智能张拉系统的介绍
智能张拉系统是指一种主要运用于桥梁预应力施工的张拉的设备、相关软硬件以及使整个预应力张拉的施工过程智能化的工具。相比于传统预应力张拉工艺，其 要特点是能够对张拉力以及预应力钢束的伸长量进行精确的测量，能根据系统及时采集 的张拉力值以及钢束的伸长量，及时进行相对误差的校核，以实现自动补张。同时，系统对预应力张拉施工过程中的张拉加载速率、停顿点、持荷时间等关键要素进行自动控制。另外，系统还可以同时控制两个或两个以上的张拉设备，实现精确的“同步张拉” 施工工艺。系统主要由智能张拉仪、智能千斤顶、油管、电脑等组成。
（1）控制计算机
计算机是整个智能张拉系统的核心部分，是系统的大脑。它通过智能张拉系统软件程序提前对整个张拉过程进行张拉力及伸长量的设置，传输指令给预应力智能张拉仪，并实时接收智能张拉仪以及智能千斤顶反馈的信息，并根据反馈信息进行调整，完全实现了张拉过程在自动化，大大减小了张拉施工的人为影响。
（2）智能张拉仪
智能张拉仪是系统的重要部分，相当于传统预应力张拉工艺中的千斤顶油泵，它是为智能千斤顶提供可靠、稳定动力的装置，具有提升、保压、回程等功能。相对于传统工艺中的油泵，它的最大特点是能够实时地执行计算机所发出的指令，实现预应力张拉过程的精确施工和精确控制。
（3）智能千斤顶
相对于传统的张拉千斤顶，智能千斤顶的最大特点是，自身附带电子位移传感器，能够对千斤顶内缸位移，也就是预应力钢束伸长量进行精确的测试。同时，它可以通过自身附带的高精度压力传感器，也能对千斤顶所输出的力值进行精确测量。
2传统的张拉技术
2.1张拉力精度方面
传统张拉施工中测量张拉力所使用的压力表的最小刻度一般为IMPa或2MPa，精度不够高；传统工艺中所采取的是人工读数，机械的振动会导致压力表指针抖动，导致压力读数不准确；压力表安装在油泵上而不是千斤顶上，那么所测得的压力值是动力源的压力值而不是真正作用于预应力钢束端的压力；规范中所要求的预应力张拉盍氲工中，必须有持荷阶段，但传统工艺中的该阶段的持荷时间主要取决于工人的操作，当工人不按规范要求操作时，预应力钢束就有可能松弛，从而造成预应力损失，使预应力张拉达不到预期效果。
2.2预应力钢束伸长量测量方面
测量数值不准确，因为人工利用钢尺对预应力钢束伸长量进行测量时，钢尺的角度以及测量部位都会有差别，甚至一次张拉过程中进行多次测量的测量人员都不一样，这样人为因素影响很大，误差将会很大；测量不及时，预应力张拉的整个施工过程是动态的，当采用以张拉力控制为主，以伸长量控制为辅的双控法对施工过程进行控制时，要求张拉过程中应该实时地对伸长 量进行测量，并及时与理论伸长量进行对比。采用传统工艺施工时，施工人员往往不能及时的对预应力钢束的伸长量进行测量，测量后也很难做到及时与规范要求的伸长量 值进行校核，往往当发现问题时，已经没有办法进行弥补。
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2.3多个千斤顶同步张拉方面
传统的张拉工艺中，油泵的操作是由人工完成，多个千斤顶同步张拉时，是由多个施工人员分别操作多个油泵来实现的。而操作油泵的施工人员之间基本靠对讲机或者喊话来进行沟通，一旦沟通不畅，就会造成张拉不同步。同时，不同的工作人员在操作油泵时，很难做到完全一致，这样就会造成张拉力大小不同步，伸长量也会相差较大。
3智能张拉技术在预制箱梁中的应用
3.1张拉力精度方面的应用
智能张拉技术采用了高精度的压力传感器，其测量精度可达0.01MPa。相比传统的压力表，精度提高至少100倍；压力传感器测得实际压力值后，会将其所产生的电流信号，转换成数字信号，然后传输给系统计算机，由计算机进行实时显示和记录，避免了传统工艺中导致读数误差的各种干扰，提高了精度；该高精度压力传感器安装在智能千斤顶内，测得的压力值能够准确的反应出压力输出端的实时压力，避免了油压输送过程中压力损失的影响，提高了张拉力的控制精度；智能张拉技术由系统计算机提前编辑好程序，张拉过程中自动在持荷阶段保证 持荷时间和持荷张拉力，这势必将减少预应力钢束的松弛，从而也就减少了预应力的损失，提高了张拉的精度。
3.2预应力钢束伸长量测量方面的应用
智能张拉系统中，用位移传感器代替了钢尺，钢尺的最小刻度为lmm，而位移传感器的精度一般可以达到0.1mm，甚至更高，大大提高了测量精度；设置在智能千斤顶上的位移传感器测量到位移数据后，会将其所产生的电流信号，转换成数字信号，然后传输给系统计算机，由计算机进行实时显示和记录，避免了传统工艺中导致读数误差的各种干扰。同时，当伸长量值的误差超过了规范要求的范围时，系统将会报警。这时候工作人员或者系统可以迅速停止张拉，查明产生误差的原因，并作出处理后再进行张拉，从而从真正意义上实现了张拉过程的“双控”。
3.3多个千斤顶同步张拉方面的应用
在智能张拉系统的智能张拉仪中，安装了了两台功率完全相同的油泵，在张拉过程中，由计算机 发出张拉指令，智能张拉仪接受到相关指令后，两台张拉仪同时工作。当达到预应力钢 束计算的初应力时进行短暂停顿，然后继续张拉，在张拉过程中，计算机会根据压力传感器和位移传感器所反馈的信息进行同步性判断，如果测量值在控制要求范围之内，则张拉施工继续进行，若在张拉过程中的任何时刻，出现了超出规定范围的信号，计算机则会根据实际情况进行调整，再进行张拉。当张拉过程中，达到目标值后，张拉施工进入持荷阶段，在持荷阶段，仍然由计算机进行目标值判断，若发现测量值低于目标值，则计算机发出指令进行补张，直至达到目标值并稳定。当持荷时间达到规范规定时，张拉过程结束。
3.4智能张拉在预制箱梁施工工艺
（1）张拉前准备阶段。包括钢绞线的下料编号穿束以及工作锚具及夹片的安装。此阶段和传统后张法施工工艺相同。
（2）智能张拉设备及附属设施的安装。根据设备使用说明及要求，具体安装程序如下：安装限位板 →安装专用千斤顶 →安装工具锚 →安装工具夹片 →安放安全防护挡板及警示标志。（3）启动智能张拉系统。经相关技术人员和监理人员检查验收合格后，由操作人员启动主机操作系统，进入界面操作，完成操作平台参数下发。智能张拉平台系统发出信号，传递给辅机张拉系统，通过辅机张拉系统控系统预先编制的张拉顺序进行对称同步张拉作业。程序设定三级加载依次上升油压，分级方式为10% 20% 100%三个阶段；亦可为15% 30% 100%。张拉过程中智能张拉平台系统通过传感器测量每一级张拉后的千斤顶活塞行程，并得出与该阶段计算值的偏差，当实际伸长值与理论伸长值相差大于±6% 时系统将自动报警，停止张拉；同时当张拉力不足100%，当下降1%时，锚固前系统会自动补张至设计规定值，从而实现真正意义上的“双控”。在张拉过程中，通过智能张拉系统自动控制每个千斤顶加载速率及持荷时间，减少人为操作误差。张拉结束后，系统自动生成张拉数据表格。
4结束语
智能张拉技术有力地保证了预应力张拉施工质量，和传统张拉相比，智能张拉系统能让混凝土构件形成牢固的有效预应力体系，采用智能张拉系统，已成为预应力施工工艺技术发展的新趋势。
参考文献：
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[3]沈新慧.浅析智能张拉系统在预应力桥梁施工中的应用[J].中国新技术新产 品，2013，08：54-56.
论文作者:姜自龙
论文发表刊物:《建筑细部》2018年1月中
论文发表时间:2018/8/10
标签：预应力论文; 智能论文; 系统论文; 千斤顶论文; 测量论文; 拉力论文; 过程中论文; 《建筑细部》2018年1月中论文;