智能张拉工艺

智能张拉工艺（精选九篇）

智能张拉工艺 篇1

1 建设工程项目简介

宁通公路大桥与333交叉桩号为NK2+000 (主线桩号为K206+184.949) , 交叉角度为70.1°, 本桥共五联, 桥跨布置为: (3×20) + (4×20) + (30.7+41+35) + (4×20) + (4×20) m。第三联上部采用预应力混凝土连续箱梁, 满堂支架施工。第一、二联及第四、五联上部采用预应力混凝土空心板梁, 预制、吊装施工, 结构先简支后连续。下部结构采用柱式墩台、钻孔灌注桩基础。桥梁单幅宽度11.74m, 主桥上部结构采用30.7+41+35现浇预应力混凝土变截面连续箱梁结构, 采用单箱双室截面, 箱梁底宽6.74m, 两侧悬臂长2.008m, 箱梁顶板宽11.74m。预应力采用φs15.2低松驰预应力钢绞线束, 锚具采用MP15-15、MP15-15P、MP15-17型锚具, 主桥上部结构采用满堂支架整体浇注的施工方法。

2 预应力施工方案的比选

研究数据表明, 决定桥梁安全性、可靠性及使用寿命的关键因素是桥梁施工时有效预应力的建立。桥梁预应力施工质量的优劣直接决定了整个桥梁的结构安全, 它是影响桥梁使用寿命的重要工序。因此, 在实际的预应力混凝土结构施工时, 应该根据设计值而加以足够的预应力, 防止由于有效预应力过小, 而导致桥梁结构出现开裂, 降低了使用寿命, 抑或过大的预应力, 使得预应力筋一直处于高应力状态, 导致混凝土徐变值提高, 从而影响了结构安全和使用功能。

为了从根本上预防有效预应力在实际张拉工序时偏差过大而形成工程隐患, 预应力智能张拉系统在传统预应力张拉方式上有很多改进和突破, 具有很大的优势。

3 工艺原理

桥梁预应力智能张拉系统指一种预应力自动张拉设备及其计算机控制系统, 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。其以应力为控制指标, 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值 (含回缩量) 等数据, 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, 实现张拉力及加载速度实时精确控制。

3.1 预应力智能张拉仪

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。该设备能够精准的实现程序设定的命令, 通过无线通讯接口确保数据通讯的可靠交互。

3.2 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%, 使千斤顶的重量出力比达到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。自身附带电子位移传感器, 用于千斤顶内缸伸长量的测试。

3.3 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。

3.4 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。

3.5 系统特点

⑴采用创新性设计, 精确控制张拉力值大小, 精确测量预应力筋伸长量, 实现自动补张, 自动采集预应力筋伸长量, 及时校核伸长量误差, 精确实现“双控”操作。⑵可同时控制两个或多个千斤顶的张拉, 真正实现“多顶同步”张拉施工工艺。⑶张拉加载速率、停顿点、持荷时间等张拉要素自动控制。⑷系统采用无线采集控制, 远程监控, 便于操作, 模块化设计, 具有较高可靠性及可维护性。⑸掌握梁板信息和张拉有关的技术信息, 能实现验收评估自动化。⑹随时掌握张拉设备的状况, 如性能、校准状况等。⑺智能分析处理数据, 自动形成工程管理所需的各种报表。⑻能及时自动反馈数据至相关部门, 相关部门可及时下达指令。⑼系统采用傻瓜式操作控制, 软件界面友好, 易于操作, 可靠性高。⑽该电动液压装置采用立式电机安装, 油泵内置油箱, 噪音小, 漏泄小, 寿命长, 结构合理, 手动、自动一体化设计。

4 施工工艺流程及操作要点

4.1 准备工作

⑴准备与张拉系统能配套使用的限位板、锚具、夹片, 电脑 (预装Windows XP操作系统, 自带无线网络适配器) , 三相电缆, 阳伞等必须准备齐全。⑵对照张拉系统清单, 清点设备, 确定设备完好、配件齐全。⑶核对专用千斤顶的编号, 由于专用千斤顶都在出厂前统一标定, 使用时一定要注意对应正确的标定公式。

⑷确定好待张拉的位置及钢束。⑸进行技术交底, 学习熟悉系统软件说明文件。

⑹布置张拉控制站。选择位置要求不影响现场施工、控制站能安全工作、无阳光直射, 在张拉过程中无需移动就能方便看到梁板的两端, 能连接到220V电源以保证电脑张拉过程中不掉电, 取消电脑的屏幕保护, 自动关闭硬盘等功能, 安装好控制软件。将张拉仪主机和专用千斤顶布置于张拉端, 并使之能与控制站保持直线可视状态。

4.2 专用千斤顶、天线、数据线安装

安装好限位板以后, 起吊专用千斤顶。千斤顶必须采用钢丝绳起吊以确保安全。起吊之后, 安装好工具锚、工具夹片。工具夹片的安装必须符合《公路桥涵施工技术规范》 (JTG/T F50-2011) 相关要求。工具夹片未起作用或未完全起作用都会导致最终伸长量误差偏大。然后连接张拉仪与千斤顶的数据线, 张拉一孔完毕, 不得拉扯该数据线用于移动千斤顶。为了使钢绞线受力均匀, 应当采用梳编穿束工艺, 接下来安装好仪器天线。

4.3 锚具安装

安装完毕, 计算机操作人员对以上安装步骤和部件进行检查。

4.4 张拉施工智能操作要点

⑴控制软件回到主界面, 检查软件左下角的状态栏, 显示正常, 右上角的“张拉梁号”正确, “第1次”张拉为准备状态。⑵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。仪器进行5分钟预热;温度低于10摄氏度时, 进行15~30分钟预热。⑶通知梁板两边工作人员, 注意安全。点击控制软件的“开始张拉”按键, “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。⑷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”、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。⑸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, 数据连接线是否松动、被挤压, 千斤顶是否压迫粗钢筋等。

4.5 张拉结束

⑴整片梁板张拉施工完成后依次关闭软件、电机、切断电源, 拆卸千斤顶、油管。⑵张拉系统所有设备在张拉完毕以后必须妥善保管, 仪器、千斤顶都必须有良好的防晒、防水措施。⑶定期维护。油量不足情况下应及时加注符合要求的抗磨液压油。每三个月更换一次液压油。

5 智能张拉工艺在箱梁施工中的优势分析

5.1 保证张拉数据安全

智能张拉系统为了更好的提高张拉数据的可信程度, 实现箱梁施工的精确化。智能张拉系统运用了三重保护措施。第一, 采用专用的存储器对现场的张拉数据进行实时的存储;第二, 采用无线的通讯方式将张拉数据导入电脑, 以实时地显示预应力箱梁施工过程的相关数据, 例如伸长量曲线、张拉力曲线、张拉数据等, 使工程张拉关键环节的质量有很好的保证;第三, 能够对张拉数据进行远程备份, 可以很快的还原工程过程数据。

5.2 自动平衡缓释泄压技术, 防止滑束、避免冲击夹片

预应力智能张拉系统能够在千斤顶张拉过程完毕后, 慢慢完成卸压工作。这可以使钢绞线的张拉力非常稳定地从工具锚上转移到工作锚具上。另外, 采用缓释泄压技术能够很好的消除在卸压时对工作夹片的冲击, 造成滑束。依据梁场信息管理中心获取的张拉数据, 例如箱梁梁号、梁型、孔道以及校核张拉力目标值及伸长量值, 仅需给出命令指令, 张拉过程便全自动一体化实现。这个过程中, 不需要专业技术人员在场, 即使是专业知识技能并不是很高的工人也可以很方便地实现。

5.3 精确施加应力

智能张拉与传统张拉工艺相比, 能够将有效预应力的误差范围从±15%降至±1%, 实现了施工过程中施加的预应力力值的精准控制。另外, 智能张拉工艺控制系统还能够将传感器采集到的钢绞线伸长量传至计算机, 以判断计算出的伸长量是否在标准范围内, 从而对预应力及伸长量实现实时同步控制。最重要的是, 智能张拉系统能够实现单一计算机对多台千斤顶实现多顶同步张拉。成武高速采用智能张拉工艺后, 箱梁施工的质量得到了很大提高。

5.4 智能控制, 规范张拉过程

张拉工序智能控制, 消除人为、环境因素对工序的影响。加载速率、持荷时间、停顿点等张拉过程要素也完全按照桥梁设计和施工技术规范要求。工程的各方可以在同一联网平台, 对项目进行实时交互, 使张拉施工的质量管理不存在距离的限制, 从而可以在第一时间内了解预制梁场和桥梁预应力施工质量状况。

6 结语

工程实践表明, 在智能张拉系统的工作过程中, 其张拉均衡稳定, 未出现断丝、滑丝现象, 张拉控制应力良好, 极好地达到了“双控”和同步张拉的规范要求;进一步的测量结果表明, 张拉的伸长值偏差在2.6%~3.5%之间, 基本为正偏差, 这说明预应力度得到了有效保证。智能张拉工艺对箱梁施工质量的提高有积极的推动作用, 它在预应力桥梁施工过程中发挥的作用也越来越大。相信在不久的将来, 智能张拉工艺在该领域会有更大的突破。

参考文献

[1]重庆高速公路发展有限公司垫利分公司.桥梁工程预应力施工工艺控制与验收标准编制[M].2010.

压力分散型锚索张拉工艺研究 篇2

【关键词】张拉；压力分散型；锚索

1、前言

预应力锚索是当前锚索实际工程运用中的主要形式[1]-[2]。随着研究的进展，单孔复合锚固系統概念被提出，即将一个钻孔划分为几个单元，使得各个单元独立工作，从而分散了复合体的压力。大量的研究和工程实践表明[3]：压力分散型锚索拉力效果明显，可以达到普通拉力型锚索的2倍。虽然压力分散型锚索比传统拉力型锚索性能优越，但是由于传统的张拉工艺的缺陷，不能保证其有效预应力的施加，因而影响了压力分散型锚索的整体性能。随着预应力智能张力工艺的出现和推广[4]，预应力张拉质量得到了一定的保证。因而在压力分散型锚索中实现智能张拉具有显著的意义。

本文以智能张拉技术为背景，对智能张拉在锚索中的工艺进行了研究，对比分析了智能张拉的过程值和理论计算值的差异。进而为后续张拉工程提供技术背景和指导意义。

2、锚索施工工艺

2.1施工工序

具体的张拉过程如下：

锚索单元划分→理论和试验确定张拉工艺→施工准备→锚孔和锚筋制作→锚孔注浆→框架梁施工→锚索张拉锁定→锚孔封锚。

锚索有效预应力的施加是维持整个结构性能稳定的关键环节。在施工过程中，采用智能张拉设备进行智能张拉，来保证有效预应力的施加到位。

2.2张拉流程

以锚固段由3个单元共6束压力分散型锚索为例，预应力锚索基本张拉流程如下：

①准备好张拉设备、千斤顶，连接张拉设备电源，安装好千斤顶，连接好高压油管和数据线；

②整体加荷15%进行预张拉，持荷5min，卸荷回油；

③进行差异荷载补偿张拉：先单独张拉D1单元到△P1，再将D1、D2单元同时张拉至△P2；

④整体分级张拉：在补足差异荷载后，三个单元整体分5级（25%、50%、75%、100%和110%）张拉，在最后一级持荷10～20min后卸荷；

⑤卸荷、回顶：分级张拉并持荷完毕后进行卸荷、回顶。锚索锁定48小时内，若发现明显的预应力损失现象，必须及时进行补偿张拉。

张拉过程中为了准备控制张拉效果，采用张拉力值和锚索体伸长量2个量来控制，即所谓的“双控法”。以控制油表读数为准，伸长率为校核，保证实际伸长量与理论伸长偏差值在6%内，否则应查明原因并采取措施后方可进行张拉。

3、实例分析

3.1工程概述

海峡西岸经济区高速公路网的漳永高速（龙岩段）A9标段起讫里程为K119+400～K129+400，合同段部分路堑边坡设计采用框架梁进行防护，如图1所示。框架梁采用压力分散型预应力锚索进行锚固，每孔锚索由三单元共六（或四、八）束钢绞线组成，钢绞线采用直径15.24mm、强度1860MPa的高强度低松弛无粘结钢绞线。每个单元锚索分别由两根无粘结钢绞线内锚于钢质承载体组成。钢绞线通过特制的挤压簧（类似于夹片功能）和挤压套（类似于锚环功能）对称地锚固于钢质承载体上，其单根的连接强度大于200kN。坡面锚孔孔径φ150mm，锚具采用OVM15-4型，锚索总长度根据边坡级数位置不同而有几种设计长度，其对应设置位置详见具体的边坡锚索框架防护设计图，设计吨位分别为350kN（4束）、700kN（6束）、900kN（8束），锚索倾角15°，锚固段长度有8m、10m和12m不等，孔底沉碴段长0.2m。

3.2实例差异载荷计算

本合同段里程桩号ZK120+260.014的压力分散型预应力锚索框架类型，按锚索总长度不同共分为三种，即锚索总长16、18和20m；按锚索设计荷载不同分为两种，即350kN和700kN。锚索的锁定荷载均为设计荷载的110%。现根据计算公式，对三单元共六束压力分散型锚索分别列表计算四种锚索各单元的差异荷载及伸长量如表1所示。张拉过程中，张拉值严格按照计算设定。

表中其他计算参数：锚索锁定荷载为设计荷载的1.1倍；每单元钢绞线束n为2；单根钢绞线截面面积A=140mm2；钢绞线弹性模量E=195000 （Pa）。

3.3张拉设备、数据

湖南联智桥隧技术有限公司开发专用于边坡的智能张拉设备，分别可进行普通拉力型和压力分散型锚索的张拉，并在漳永高速（龙岩段）A9标桩号ZK120+260.014进行十多天的实地试验，张拉过程中采用的智能张拉设备如图2所示。

利用该智能张拉的特点采用合理的张拉工艺，进行边坡的压力分散锚索进行张拉，具体的图各分级阶段张拉趋势图如图3所示。

从图3可以看出，智能张拉设备设定的张拉阶段张拉力值和伸长量值与计算值吻合较好，实际伸长量与理论伸长偏差值在6%内，真正的实现了双控，保证了有效预应力的施加，提高了整个锚索预应力整体性能。通过合理的张拉工艺将智能技术运用到压力分散型锚索施工中，施工效果明显，保证了工程质量，对后续压力分散锚索的施工提供了一定的指导意义。

4、结束语

本文的主要结论如下：

（1）压力分散型锚索施工工艺技术以控制理论计算为基础，严格按照规定的程序和速度进行张拉，保证了锚索施工质量；

（2）预应力智能张拉技术展现了良好的张拉效果，配合合理的施工工艺，能够作为后期锚索张拉的典范。

参考文献

[1]尤春安，战玉宝.预应力锚索锚固段的应力分布规律及分析[J].岩石力学与工程学报，2005，24（6）：925-928.

[2]夏雄，周德培.预应力锚索地梁在边坡加固中的应用实例[J].岩土力学，2002，23（2）：242-245.

[3]姜新龙，李锦峰，王治德.压力分散型锚索试验分析[J].石家庄铁道学院学报，2003，16（B07）：91-93.

智能张拉工艺 篇3

一、智能张拉施工工艺术概述

基于智能张拉技术的特殊性, 在实践过程中必须对工艺类型有一定的了解, 满足张拉技术施工形式的要求, 做好控制措施。以下将对智能张拉技术进行分析。

1.智能张拉系统的原理

智能张拉程序控制形式本身比较特殊, 涉及到的应用系统比较多, 在实践过程中必须掌握施工形式的具体要求。智能张拉程序的控制系统涉及到系统主机和作业前端设备, 由于设备类型比较特殊, 因此在电路、油泵及传感器设计阶段, 必须对系统软件测试形式进行分析, 确定具体工艺类型, 便于工作人员进行操作。预应力智能张拉系统的工作原理比较特殊, 梁体两端分别装置千斤顶和工具锚, 能及时对智能张拉仪进行连接和控制。在千斤顶和桥梁之间需要对指标进行明确的分析, 做好数据的采集工作, 并能根据系统主机操作形式的要求, 在油泵站接收系统根据实际工作情况发出指令, 进而能够对变频电机的工作参数进行有效的调整。基于智能控制形式的特殊性, 在程序设定阶段, 要明确设备的操作形式, 实现自动化、智能化控制[1].

2.预应力施工智能张拉系统控制流程

预应力智能控制系统的应用流程对整体施工有一定的影响, 进入到系统的操作页面后, 需要将工程信息录入到系统中, 对梁型、张拉力进行设置。其次是软件控制操作, 工作人员要及时观测压力值的变化, 如果出现异常情况, 则需要在第一时间检查设备是否存在异常情况。预应力智能张拉系统的结构图如图一:

在预应力张拉技术控制阶段, 为了保证施工安全, 要注意梁板设备和千斤顶的工作情况, 保证操作步骤一致。最后需要对软件的电源、电机和油管设备进行操作, 保证设备的再次应用。

3.智能张拉系统的安全操作

系统操作的有效性是保证合理施工的基础, 由于系统安全对整体施工有一定的影响, 为了避免出现张拉隐患, 必须对相关数据和曲线图形进行分析, 保证张拉施工能按照制作要求输出报表, 实现张拉施工的同步性和实时性。如果出现施工预应力控制不准的情况, 势必会对精细化施工形式造成影响, 滋生不良因素[2]。

二、智能张拉精细化施工控制

由于预应力施工形式本身比较特殊, 在实践过程中必须做好一系列控制措施, 从实际情况入手, 掌握施工控制体系的要求, 做好一系列控制措施。以下将对智能张拉精细化施工控制措施进行分析。

1.掌握施工难点

由于技术难度比较大、预应力施工无法达到理想的施工要点, 在后续控制阶段必须做好具体控制工作, 突出施工体系的整体化要求。在实践过程中要对检查形式有一定的了解, 通过控制预应力材料、设备及施工人员等措施, 提升施工质量。在不同方面的预应力张拉质量控制方式各不相同, 要明确规范标准、操作流程及控制措施。

2.确定张拉顺序控制

张拉顺序的控制对后续施工质量有一定的影响, 需要遵循均匀一致的施工理念, 根据施工标准的要求, 必须确定张拉顺序, 避免出现扭曲、侧弯或者受力不足的情况。同时需要考虑到减少在张拉设备的移动次数, 对于T梁横向两束并排, 其中一束只张拉50%设计应力。另一束张拉至100%设计应力, 再回过头来将先张拉的力补张拉至100%设计力, 保证受力的平衡是满足施工工艺要求的基础, 因此必须避免出现开弯的情况, 保证设计形式的有序性。因此需要对分索张拉力进行控制, 做好对称中心工作。

3.张拉质量控制

基于施工控制形式的特殊性, 在整个控制阶段必须明确工艺形式, 防止出现索力控制不均匀的情况, 由于钢绞线控制需要采用相互缠绕的形式, 要求限位板要写有固定规格的数据, 实现锚具的有效安装。锚具的应用范围比较广, 需要经常涂抹润滑剂, 保证锚具工作的有效性。

4.张拉安全控制

施工安全对整个施工现状有一定的影响, 在实践过程中需要根据工艺类型和控制结构的要求, 及时设立隔离带。此外工作人员需要对应用体系进行有效的控制, 在施工现场委派专业工作人员进行监督, 保证张拉控制形式的有序性。千斤顶的支架必须稳定牢靠, 为了避免出现支架不稳定或者受力不均匀的情况, 要对控制结构进行分析, 避免出现预应力筋断或者锚具崩裂的情况。

三、T梁预应力智能张拉精细化施工注意问题

T梁预应力施工对智能化张拉控制形式有一定的积极影响, 为了适应施工形式的要求, 必须从不同的角度入手, 掌握精细化施工难点, 做好质量控制措施。以下将对T梁预应力智能张拉精细化施工注意问题进行分析。

1.及时对影响因素进行分析

智能张拉控制形式容易受到其他因素的影响, 此外该操作形式具有操作简单、工作效率高的特点, 为了保证设计形式符合技术要求, 要从当前施工现状入手, 做好一系列管理工作。停顿点、加载速率、持荷时间等对张拉控制形式有一定的影响, 必须了解环境因素和人为因素的消极影响, 保证桥梁结构的安全性和耐久性。

2.杜绝工程的随意性

系统自动校队测量体系对智能化施工有一定的影响, 必须明确伸长值和理论值之间的关系, 如果出现异常情况, 则需要查明原因, 排除问题后, 进行下一步施工。项目部、业主要对施工现场进行有效的把控, 杜绝工程随意性的发生, 保证施工控制质量。

3.保证工程的真实性

智能张拉技术是以智能化施工形式为主, 在实践过程中, 张拉数据直接保存在系统中, 由于系统是无法更改的, 因此自动化操作形式能避免不良因素的影响, 保证工程的真实性, 便于工程后续审核机制的应用。工作人员在实践过程中要做好施工控制和管理工作, 满足制度体系的要求, 针对控制结构的特殊性, 如果存在施工机制不健全的情况, 必然会增加施工控制难点[3]。

结束语

预应力的智能控制技术对整体施工有一定的积极影响, 在预应力规范化施工阶段需要做好控制精度工作, 不断提升预应力施工质量。T梁预应力智能张拉施工系统比较复杂, 随着智能张拉技术的不断发展, 必须做好一系列控制措施, 保证桥梁施工的安全性。施工工艺对T梁预应力施工形式的应用有指导性的意义, 要不断扩展预应力的施工领域, 及时对技术进行更新, 进而达到理想的控制效果。

参考文献

[1]刘维民, 唐侦湛, 张美玉.斜交45度曲线连续箱梁桥预应力超长单端张拉施工技术及质量控制[J].公路工程, 2011, 36 (01) :58-60.

[2]曹伟, 宋文峰.体外预应力在大跨连续刚构桥加固工程中的应用[J].公路工程, 2011, 12 (01) :129-130.

[3]刘芳, 刘志成.预应力智能张拉技术在炎陵高速中的应用[J].湖南交通科技, 2013, 13 (01) :96-98.

[4]孙晨红, 莫延利等.本科小学教育专业教学技能培养探究[J].吉林省教育学院学报, 2012, 15

[5]刘灿群.本科小学教育专业教育实践课程的重构[J].湖南第一师范学报, 2014, 14

谈箱梁智能张拉及管道压浆施工技术 篇4

关键词：箱梁智能张拉预应力压浆

1 工程概况

北京至台北高速公路廊坊段LQ8合同段共有中小桥6座，跨径分别为20m、25m、30m，布置为先简支后连续箱梁组合梁。全标段共计预制箱梁190片，其中南马庄中桥20m箱梁30片，南马庄分离式立交20m箱梁30片，永南干渠大桥25m箱梁50片，廊泊线分离式立交25m箱梁40片，A匝道25m箱梁20片，A匝道30m箱梁20片。

为方便管理及方便桥梁的架设，根据现场的地形条件，箱梁集中在K40+150~K40+500段线路左侧预制厂预制。

2 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。大循环智能压浆系统由制浆系统、压浆系统、测控系统、循环回路系统组成。浆液在由预应力管道、制浆机、压浆泵组成的回路内持续循环以排净管道内空气，及时发现管道堵塞等情况，并通过加大压力进行冲孔，排出杂质，消除致压浆不密实的因素。在管道进、出浆口分别设置精密传感器实时监测压力，并实时反馈给系统主机进行分析判断，测控系统根据主机指令进行压力的调整，保证预应力管道在施工技术规范要求的浆液质量、压力大小、稳压时间等重要指标约束下完成压浆过程，确保压浆饱满和密实。主机判断管道充盈的依据为进出浆口压力差在一定的时间内是否保持恒定。

3 施工准备

预应力张拉采用新型智能张拉施工工艺，千斤顶采用开湖南联智桥隧技术有限公司提供的LZD型轻量化穿心式千斤顶，吨位为150吨4台，油泵采用电动高压油泵。配备YCW27型千斤顶两台，处理单根钢绞线滑丝及负弯矩预应力钢束张拉用。计算延伸量与设计延伸量以便控制张拉延伸量控制在规范范围内。张拉吨位下的钢绞线理论伸长值计算：△Li=σi·Li/Eg

式中：△Li——钢绞线的理论伸长量。Eg——钢绞线的弹性模量。σi——钢绞线的平均应力（可近似取跨中截面与锚固截面钢绞线的平均应力值）。Li——钢绞线的长度（i为钢绞线的编号）。按每束设计张拉力计算分级张拉中各级的压力表读数，并标在压力表上，以免出错。按照张拉次序将钢束进行张拉，在施加预应力过程中要按照施力对称、平衡的要求进行施工。

4 智能张拉工艺要点

4.1 预应力筋张拉 ①控制软件回到主界面，检查软件左下角的状态栏，显示正常，右上角的“张拉梁号”正确，“第1次”张拉为准备状态。②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。仪器进行5分钟预热；温度低于10摄氏度时，进行15~30分钟预热。③通知梁板两边工作人员，注意安全。点击控制软件的“开始张拉”按键，“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”、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。⑤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，数据连接线是否松动、被挤压，千斤顶是否压迫粗钢筋，等等。

4.2 张拉结束 ①等整片梁板张拉施工完成后依次关闭软件、电机、切断电源，拆卸千斤顶、油管。②张拉系统所有设备在张拉完毕以后必须妥善保管，仪器、千斤顶都必须有良好的防晒、防水措施。由于保管不当造成的设备损坏，将不在保修之列。③定期维护。油量不足情况下应及时加注符合要求的抗磨液压油。每三个月更换一次液压油。④在张拉过程中严格遵照执行以上内容，以避免施工不当影响施工进程。

5 智能压浆

预应力智能压浆系统主要由预应力智能压浆台车（含制浆-储浆系统，灰浆泵、水胶比测量仪、进浆测控仪、返浆测控仪）、高压胶管、笔记本电脑、无线控制器等组成。

5.1 智能压浆系统的特点 ①实时监测水胶比。系统的水胶比测试仪可实时监测浆液水胶比，当实测水胶超过规范要求时及时给出警示信息。（2011版桥涵施工技术规范7.9.3条规定“浆液水胶比宜为0.26～0.28）。②精确控制压力。系统通过每次压浆时实测管道压力损失，以出浆口满足规范最低压力值为原则设置灌浆压力值。保证沿途压力损失后管道内仍满足规范要求的最低压力值（2011版桥涵施工技术规范7.9.8条规定“对水平或曲线管道，压浆压力宜为0.5～0.7MPa……关闭出浆口后宜保持一个不小于0.5MPa的压力）。③实时监测流量、自动计算管道内浆液体积。系统智能测控仪可监测实时进浆、返浆流量及计算管道内浆液体积与充盈程度（以百分比计）。④浆液循环排气。对于曲线管道，一次过浆往往很难将管道内的空气完全带出，而采用大循环回路方式，将出浆口浆液导流至储浆桶，从而可使得浆液在管道内持续循环，通过调整泵排流量将管道内空气完全排出，同时通过浆液循环带出孔道内残留杂质。⑤自动测试管道压力损失及自动调压。通过浆液持续循环实时测试管道进、出浆口压力损失值，并自动调整灌浆压力以保证全管路灌浆压力值满足规范的相应要求。⑥智能分析处理数据，形成工程管理所需的各种报表。⑦能及时自动反馈数据，相关部门可根据反馈数据及时下达指令。⑧系统采用傻瓜式操作控制，软件界面友好，易于操作，可靠性高。

5.2 智能压浆操作要点 ①压浆施工。在进行完设备装卸、管路连接、配置浆液等项工作后便可进行压浆施工。此时，控制软件回到主界面，检查液晶显示框内数据是否跳动，右上角的“压浆梁号”正确，“第1次”压浆为准备状态。再次检查确定管路连接是否正确，然后启动“梁孔挤水”按钮，电磁阀启动，电机运转声音正常，平顺。通知梁板两边工作人员，注意安全。而后密切注意在电脑上压力值和流量值是否正常，有异常立即点击“暂停压浆”并进行相关检查。电脑在压浆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。在压浆过程中应密切注意智能压浆设备工作情况，注意安全，如有异常情况立即单击“暂停压浆”、按下智能压浆台车“急停”按钮，停止压浆，排除异常情况后，方可继续压浆。每一次压浆完成后，设备自动溢流，保存数据，并自动跳到下一个压浆步骤，在下一个压浆步骤开始之前，计算机操作人员应再次检查仪器是否正常等等。一次压浆完成以后，将进浆与返浆管对接，点击“清洗设备”进行管路冲洗，冲洗宜选择高流量低压力档进行，并直至返浆口与溢流口均流出清水5min以上为止。等整片梁板压浆施工完成后依次关闭软件、电机、切断电源，拆下高压管。压浆系统所有设备在压浆完毕以后必须妥善保管，仪器都必须有良好的防晒、防水措施。定期维护。电液动阀、电动调压阀、水胶比测试仪每使用1个月必须进行维护保养，清除里面浆液凝固后的沉淀。浆体必须在45分钟内全部使用完，且在注浆过程中，浆液应不停搅拌。②封锚。孔道压浆后立即将梁端水泥浆冲洗干净，同时清除支承垫板、锚具及端面混凝土的污垢，并将端面混凝土凿毛，将截断的钢筋调直，焊好，并绑扎好封锚钢筋，以备浇筑封端混凝土，浇筑封端混凝土时，要仔细操作并认真插捣，使锚具处的混凝土密实。

6 结束语

预应力箱梁智能张拉施工中重要的几个环节包括预应力筋张拉前准备、预应力管道安装、钢铰线下料及安装、预应力筋张拉、孔道压浆，其施工质量的好坏直接影响到桥梁的使用寿命，由于智能张拉设备的优点，确保了上述施工环节工程质量，在施工中要充分发挥智能预应力张拉的特点。

参考文献：

[1]王金秋.预应力混凝土箱梁施工技术探析[J].山东科技，2011(04).

[2]李方.桥涵施工技术[J].桥梁建设，2011(08).

[3]李建五.京沪高速铁路预制箱梁预应力施工技术探讨[J].山西建筑，2010（10）.

T梁预应力智能张拉施工 篇5

某高速公路T梁预制场, 占地250 m×24 m=6 000 m2, 主要预制155片梁, 其中:30 m T梁:125片、40 m T梁:30片, 设置制梁区、存梁区、钢筋加工区和1×0.75 m3的拌合站;配置1台100 t和1台70 t的龙门吊, 负责梁板的立模、浇筑、移位和起吊等工作。

2 施工工艺

梳理钢绞线→穿束→安装锚具→安装千斤顶→连接千斤顶和油泵→打开数控电脑输入参数→张拉→换孔张拉

2.1 张拉前的准备工作

1) 准备好要使用的锚具, 并检察其型号, 将锚具分类放置。

2) 将预应力钢绞线端头铅丝剪去, 并拆散, 以备安装锚具。

3) 检查已通过业主、监理指定计量部门标定的千斤顶及配套油泵、油压表等是否正常。

4) 安装锚具, 上紧夹片, 用力敲打做到整体平整。

5) 在张拉油缸的端部锚固已经穿入的预应力钢绞线。

6) 再次确定T梁混凝土的强度是否达到设计要求的强度值。

7) 施工现场已具备确保全体操作人员和设备安全的预防措施。

2.2 梳理钢绞线、穿束

首先对钢绞线和锚具孔进行编号, 每根钢绞线与锚具孔编号相对应。将对应的钢绞线穿入锚具孔内, 每隔80~100 cm用扎丝对钢绞线进行捆绑。将固定成束的钢绞线人工穿过波纹管, 梁端两头各预留60 cm钢绞线。

2.3 安装锚具、千斤顶

锚具应避免腐蚀、沾污、遭受机械损伤、混淆和散失。用龙门吊吊起千斤顶进行安装, 千斤顶断面与锚具断面平行, 千斤顶端用锚具进行固定。千斤顶靠梁端放置限位板, 另一端安装工具锚。

2.4 连接千斤顶和油泵

张拉梁两端千斤顶与油泵通过油管和信号线连接, 油管连接需进行检验。管线连接完成后, 打开主控电脑, 检查信号线连接是否正常。

2.5 主控电脑输入参数、张拉

所有连接线、油管、各个部件连接完成并检验后, 在施工现场配置桌椅, 将主控电脑与预应力张拉仪通过无线网络连接好, 并配置1台打印机与主控电脑连接, 所有张拉数据将通过打印机打印出来。

打开主控电脑, 将工程名称, 张拉梁片信息、张拉各种数据系数输入进去, 点击开始张拉。

2.6 张拉完毕后, 换孔进行张拉施工

3 质量控制措施

1) 施工中要严格执行梳编穿束工艺, 以防索力不均度, 钢绞线穿索时相互缠绕。

2) 限位板详写有对应使用规格数字的面对准工作锚板安装, 安装后保证工作锚板在锚垫板止口内。

3) 保证限位板、千斤顶、工具锚板同轴。

4) 张拉控制力达到稳定后方可锚固, 夹片相互间错位不宜大于2 mm, 露出锚具外高度不应大于4 mm。

5) 工具锚板锥孔、工具夹片应经常涂润滑剂。

4 安全控制措施

1) 现场工人必须佩带安全帽, 做安全培训和安全技术交底。

2) 现场用电禁止随意乱摆, 必须通过支架架起来, 且在开关位置竖立安全警示牌。

3) 张拉过程中, 禁止任何人员在张拉梁片两端站立或经过。

4) 操作高压油泵人员应戴护目镜, 防止油管破裂或接头不严时喷油伤眼。

5) 高压油泵与千斤顶之间所有连接点、紫铜管的喇叭口和接头必须完好无损, 并将螺母拧紧。

6) 安全阀应调整至规定值后方可开始张拉作业。

7) 张拉时, 构件两端不得站人, 并设置防护挡板, 防护挡板由2块1.5 cm厚的夹板和1块铁皮组成, 铁皮上标识“张拉区域, 严禁靠近”字样, 防止断丝飞锚伤人, 同时张拉区域设置警戒线;高压油泵应放在构件端部的两侧;操作人员应站在预应力钢材位置的侧面。

8) 从开始张拉至管道压浆完毕全过程中, 不得敲击锚具及碰撞张拉设备。

9) 雨天张拉时, 搭设防雨棚, 防止张拉设备淋雨;冬季张拉时, 张拉设备采取保暖措施, 防止油管和油泵受冻、影响操作。

10) 更换夹片时两端都应装上千斤顶, 采用其它措施放松预应力筋时, 应做好工作场地的安全保护工作。

11) 孔道压浆时, 操作人员穿水鞋、戴手套。喷嘴插入孔道后, 喷嘴后面的胶皮垫圈须压紧在孔洞上, 胶皮管与灰浆泵连接牢固;堵压浆孔时应站在孔的侧面, 以防灰浆喷出伤人。

12) 由于张拉时T梁会起拱, 为保证梁的安全, 防止T梁倾倒, 张拉前, 梁的两端及中间横隔板下用枕木支垫牢靠, 张拉后再一次对中间横阁板下的枕木进行垫牢。

5 结语

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, 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功能。全程无需人工干预, 且具有错误纠正、数据同步、张拉审核等张拉过程控制, 核心是在预应力张拉控制和施工技术总结的基础上, 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, 真正实现了张拉的同步性控制。

谈预应力智能数控张拉施工的应用 篇6

关键词：预应力,智能数控张拉,连接,千斤顶

1 施工准备

智能数控张拉系统主要由千斤顶、泵站及控制系统、位移传感器 (电脑或触摸屏) 三大部分组成。

1) 单束预应力两端同步张拉 (主要用于预制梁场) , 见图1。

2) 双束预应力两端对称同步张拉 (用于连续刚构或箱梁) , 见图2。

3) 千斤顶是系统给预应力束加载的执行机构, 配置有位移传感器 (或位移、压力传感器) , 在张拉过程中测量千斤顶活塞伸缩及压力的实际变化量, 见图3。

4) 泵站系统 (分主泵站、副泵站) 为该系统的动力源, 主要完成泵站的启动、调压、卸荷及故障报警等功能。泵站系统主要由电机、泵组、换向阀、溢流阀、集成阀块、液位计、温度计、空气滤清器、耐震压力表、高压油管、压力传感器等组成。

5) 程序控制系统包含手提电脑 (或触摸屏) 、CPU控制单元、开关量、模拟量、采集模块、变频器、电器元件柜及相关控制线缆等;程序控制系统就是将泵站系统的压力传感器、位移传感器及各电器元件开关量、模拟量采集到的信息加以运算处理, 通过对电磁阀、变频器的动作控制实现预应力精确加载, 并保持主泵与副泵高度同步, 实现参数设置、配方管理、控制操作、完成报表等功能, 并支持Internet远程监控编辑为程序储存在电脑 (或触摸屏) 。

2 施工工艺流程及操作要点

2.1 工艺流程

数控张拉工艺流程见图4。

2.2 操作要点

1) 智能张拉准备工作。a.与张拉系统能配套使用的限位板、锚具、夹片、电脑、三相电缆、施工太阳伞备用发电机等必须准备齐全。b.对照张拉系统清单, 清点设备, 确定设备完好、配件齐全。c.检查智能张拉千斤顶的序号, 智能千斤顶在使用前要委托有资质的单位进行标定, 核验张拉结果时要注意对应正确的标定方程公式。d.确定好待张拉的构件。张拉前构件几何尺寸、混凝土龄期和强度必须满足设计要求, 若设计无特别要求时, 其强度应不低于设计强度的80%, 启动张拉前要检查锚垫板下及周边混凝土是否密实, 若有不密实情况及其他缺陷, 应立即进行补强处理, 待补强混凝土强度满足设计要求后方可进行张拉作业。e.进行技术交底, 学习熟悉系统软件说明文件及操作规程。f.布置张拉设备。张拉设备位置应选择在确定待张拉构件侧面, 要求不影响现场其他构件作业与施工、确保两端张拉设备能通视且安全正常工作, 能保证设备与电源连接方便等。

2) 电源电线连接。由专业电工连接好三相电源 (连接三根火线) , 接电箱中, 一般数字2, 4, 6位置代表火线, 字母N代表零线。不应该剪断或拆除接线插头, 连接电线以后, 用试电笔检查电源是否正常。严禁带电状态下作电线连接操作, 电线连接示意图如图5所示, 其中2, 4, 6位置代表火线, N位置代表零线;并指明仪器插头中连接火线的位置。靠近凹槽位置的一孔不连接电线。

3) 主机与千斤顶连接。主机与千斤顶连接好后:仔细检查张拉设备接头处油管是否连接完好, 确保无漏油, 进油管与回油管不能交叉混淆。油管连接处必须使用铜垫片以防止漏油。油管连接位置示意图见图6。进油管安装位置靠近数据线接口, 保护弹簧靠近油嘴起到保护作用;回油管安装位置远离数据线接口, 回油管的另外一端安装在千斤顶带有安全阀的油嘴处。

4) 专用千斤顶、天线、数据线安装。安装好限位板以后, 安装千斤顶。安装千斤顶时应采用支架配葫芦起吊以确保安全。千斤顶安装好之后, 立即安装工具锚及夹片。工具夹片的安装必须符合JTG/T F50—2011公路桥涵施工技术规范相关要求。工具夹片未起作用或未完全起作用都会导致最终伸长量误差偏大。然后连接张拉仪与千斤顶的数据线, 张拉一孔完毕, 不得拉扯该数据线用于移动千斤顶。为了使钢绞线受力均匀, 应当采用梳编穿束工艺, 接下来安装好仪器天线。a.千斤顶钢丝绳、仪器天线安装见图7。b.数据线连接见图8。c.锚具安装见图9。

安装完毕, 现场操作人员对以上安装步骤和部件进行检查。

3 智能张拉注意要点

1) 施工现场已具备经批准的张拉顺序、张拉程序和施工作业指导书, 经培训掌握预应力施工知识和正确操作的施工人员, 以及能保证操作人员和设备安全的防护措施。2) 锚具安装正确, 结构或构件混凝土已达到要求的强度和弹性模量 (或龄期) 。3) 将智能设备控制软件调回到主界面, 检查软件左下角的状态栏, 显示正常, 进入张拉准备状态。在启动正式张拉按键前再次确定梁板的两端千斤顶安装是否相匹配, 然后再启动构件两端张拉设备, 确保电机运转正常, 平稳。4) 千斤顶安装时, 工具锚应与前端的工作锚对正, 工具锚和工作锚之间的各根预应力筋不得错位、扭绞。实施张拉时, 千斤顶与预应力筋、锚具的中心线应位于同一轴线上。5) 预应力筋的张拉顺序和张拉控制应力应符合设计规定。当施工中需要对预应力筋实施超张拉或计入锚圈口预应力损失时, 可比设计规定提高5%, 但在任何情况下均不得超过设计规定的最大张拉控制应力。6) 预应力筋采用应力控制方法张拉时, 应以伸长值进行校核。实际伸长值与理论伸长值的差值应符合设计规定;设计未规定时, 其偏差应控制在±6%以内, 否则应暂停张拉, 待查明原因并采取措施予以调整后, 方可继续张拉。对环形筋、U形筋等曲率半径较小的预应力束, 其实际伸长值与理论伸长值的偏差宜通过试验确定。

4 张拉作业完成

1) 每次构件张拉作业完成后, 都应依次关闭智能张拉主机、相关设备、再切断电源, 再拆卸千斤顶及其他相关设备等。2) 张拉系统所有设备在张拉完毕以后, 必须妥善专人保管, 所有暂时不使用的张拉设备应定专人、定期进行保养维护。3) 下次起用张拉设备时应重新委托有资质的检测单位对张拉设备进行标定, 采用测力传感器测量张拉力时, 测力传感器应按相关国家标准的规定每年送检一次。

5 结语

采用智能数控张拉可确保预应力施工安全、可控、精确、同步、自动;易实现预应力施工工程标准化建设的实施与推广;易实现施工过程控制, 消除质量通病, 提高施工管理水平, 确保工程建设质量, 为类似工程技术人员提供参考及推广。

参考文献

[1]朱新实, 刘效尧.预应力技术及材料设备[M].第2版.北京:人民交通出版社, 2005.

[2]任爱珠.土木工程计算机技术新进展及研究热点[J].土木工程学报, 1996 (6) :96-97.

[3]王远平, 魏剑伟, 杨秋学, 等.计算机在预应力混凝土结构张拉中的应用[J].工程力学, 2001 (2) :33-34.

[4]JTG/T F50—2011, 公路桥涵施工技术规范[S].

智能张拉工艺 篇7

1 预制箱梁的施工工艺

预制场建造→预制梁生产、存放→梁体钢绞线张拉、预应力孔道压浆。

1.1 预制台座处置

预制箱梁采用成本低、重复利用率高的混凝土底模,表层贴3 mm～6 mm薄钢板。为防止施工期间,尤其是张拉作业时产生不均匀沉降,台座施工前首先要处理地基:铲除台座范围内疏松表土,换填砂石混合物;两端需进行强化处理,视现场测定地基承载力情况换填不等深度的浆砌片石;换填层上面浇筑10 cm厚C15混凝土作为台座垫层,垫层上部再浇筑第二层20 cm厚C20混凝土,混凝土表面贴薄钢板做底模,为了提高台座的重复利用率,改善预制箱梁底板底面混凝土外观,第二层混凝土表层还要贴3 mm～6 mm薄钢板,钢板下料采用自动切割机或冷轧,保证切边顺直不变形,将切割好的钢板铺在第二层混凝土表面,周边与镶边角钢分段焊接。

1.2 箱梁模板

1.2.1 模板设计制作与安装拆卸

箱梁预制模板底模为台座顶面,外模和端模采用定型钢模,内模采用组合钢模。外模设计是一个重要环节,以采用分块栓接模板组合为例,主模块采用大块平面钢模板,面板厚度与肋板间距采用四周约束平面板体受荷条件计算确定;肋板采用槽钢或厚钢板。外模支撑架采用槽钢焊接。外侧模支架间距宜结合上下拉杆设置,采用侧模受荷变形约束控制计算确定。内模采用组合覆塑木质层压板或组合钢模板,顶板采用可自由抽拉的活动板,有利于底板混凝土浇筑,它可直接支承在内支架上。可不设全封闭式内底模,但需设具有一定平面宽度的带弧形角的内底角模板,并且混凝土施工后应及时拆模。内部支架一般采用角钢制作,相互间采用栓接,以便于拆卸。端模设计一般采用略厚的钢板,以便于拆装、固定锚垫板波纹管端部。为保证模板及预制梁质量,模板制作尽可能采取工厂化制造。

1.2.2 模板拆卸、安装

除端模较小及内模拆卸受限而采用人工分块进行之外,为了缩短制梁周期,模板拆装应尽可能采用人工配合龙门吊整体进行。外侧模可分四节拆装,内模安装可分两节整体吊装。外模拼装时,结合拉杆连接,用钢尺进行两侧模间宽度检查,拼装时要注意接缝严密、平整;端头模板安装要注意梁端斜度控制;内模安装吊装前要设置内模底支撑,以免直接放在底部钢筋上。另外,梁顶部钢筋绑扎完成,内外模连固一体化后,必须注意做梁截面轴线测定,确保外侧模斜度准确。模板的拆卸次序一般是先拆内模,再拆端模,最后拆侧外模。

1.3 钢筋制安及预应力筋管道的埋设

箱梁底板筋、腹板筋可以在台座上采用临时加固措施进行现场绑扎。同时,结合底板筋、腹板筋钢筋绑扎,应按设计坐标固定底、腹板内波纹管。一般以“号”形式ϕ8钢筋定位,管道连接采用稍大型号的波纹管作套管,连接时接头处应注意封堵严实。安装并调整内、外模及端模后,即可绑扎顶板钢筋,同时安装顶板内扁管和锚垫板。安装波纹管时应使之穿入锚垫板内,并做好密封。为防止预应力管道变形过大,一般较多采用内衬胶管或PVC塑料管等,效果均较好。

1.4 混凝土浇筑

混凝土浇筑前,注意检查原材料质量、施工人员的在岗情况、施工机械的完好性、施工工艺的可操作性等。混凝土浇筑过程中要随时检查混凝土拌合质量,其坍落度控制要符合有关规范要求,同时注意制作混凝土试件及同期养护张拉试块。箱梁混凝土浇筑顺序一般为:底板→2/3高度腹板→剩余腹板、顶板,从梁一端向另一端推进,分段分层,形成步距呈斜向连续一次性浇筑完成。底板混凝土从内模顶开天窗进去,在底板混凝土施工时以插入式振动棒振捣。底板浇筑完毕,及时扣牢底板顶模板(即内模底模)。成段底板混凝土浇筑完成后,抓紧封闭内顶模,以便后续腹板、顶板浇筑。腹板混凝土的振捣以多台小功率附着式振捣器为主,插入式振捣器为辅。顶板混凝土采用插入式振捣器振捣。为防止出现施工缝,严格控制三层混凝土浇筑时差,以确保不超过初凝时间,一般前层混凝土浇筑向前推进5 m～8 m,应进行后层混凝土浇筑。箱梁混凝土的振捣,应防止过振、漏振,为防止因混凝土的浇筑而使内模上浮,常采用上压内模来预防。混凝土浇筑完毕应采取必要的措施及时养护。

1.5 张拉前梁体强度控制

张拉前梁体的强度控制主要采用同条件养护抗压试件进行控制,在抗压结果有可疑时再次送样抗压或以回弹仪现场检测判定。同条件抗压试件应在梁体顶板浇筑时与标准强度试件一同制作,放在梁体附近同条件养护。在龄期符合要求时送样检测,检测结果:抗压强度在设计强度75%以上,且同时满足设计要求后开始张拉。

2 钢绞线张拉

2.1 预应力部分数据处理

1)钢绞线理论伸长量计算。

钢绞线理论伸长量ΔL计算公式:

ΔL=Pp/Ap×Ep。

其中,L为预应力筋的长度,mm;Ap为预应力筋的截面积,mm2,一束中有多根钢绞线时,Ap为面积之和;Ep为预应力筋的弹性模量,N/mm2;Pp为预应力筋平均张拉力,N。

直线筋取张拉端的张拉力;两端张拉的曲线筋计算公式:

P=p(1-e-(kx+μθ))/(kx+μθ)。

其中,x为从张拉端到计算截面的孔道长度,m;k为孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数;μ为预应力筋与孔道壁的摩擦系数;θ为张拉端到计算截面曲线孔道部分切线夹角和;p为预应力筋张拉端张拉力,N,p=Δk×Ap,Δk为预应力筋张拉控制应力,MPa。

2)确立千斤顶张拉力与张拉机油表读数对应关系。

首先由国家认可的有相应资质的权威检测部门检测所用千斤顶及油表,确立千斤顶压力与油表读数之间的匹配关系并给出线性方程;其次根据图纸设计控制应力推算出张拉各阶段(初张拉、控制张拉、超张拉)千斤张拉力P值;最后将P值代入检测单位给定的线性方程计算出各阶段油表读数,以便实现张拉过程双控的目的。

2.2 钢绞线张拉过程

张拉时两端加强联系,尽量保持同步。张拉顺序一般为:10%张拉控制力(初应力)并量伸长值→20%张拉控制力并量伸长值→40%张拉控制力并量伸长值→100%张拉控制力并量伸长值→102%张拉控制力(持荷5 min)并量伸长值→回顶→静置5 min→撤顶。采用双控,以张拉力控制为主,伸长量控制校核,实际伸长量与计算伸长量误差不大于6%。张拉完一片梁后应立即测量梁的拱度,建立该梁的上拱值档案,测量其1 d,3 d,7 d,30 d,60 d的上拱度,并应符合设计值,否则检查原因,予以处理。

3 孔道压浆

对于后张法施工的孔道压浆,预应力钢绞线张拉后一般在封锚终凝后即进行孔道压浆。由于压浆使用水泥浆的多余水分将对预应力钢绞线造成锈蚀,故在施工中应严格控制水灰比。一般可将拌合设备每盘压浆使用的水泥用量和用水量计算出后采用可靠的计量器具计量后拌和施工,施工中禁止采用目测方法加水拌和。压浆完成后,水泥浆使预应力钢绞线与梁身混凝土粘结成整体,并承受部分预应力的传递。故在压浆施工中必须首先在较低端压浆至另一端冒出规定浓度的水泥浆后,从另一端再压浆至较低端冒浆为止,以确保水泥浆充满预应力孔道。压浆过程应均匀连续进行,不得中断,张拉完成14 d内务必孔道压浆。为保证孔道中充满灰浆,关闭出浆口后,应保持不小于0.5 MPa的一个稳压期,稳压期至少持续2 min。

4 结语

从施工技术角度出发,后张法箱梁预制已有成熟的工艺,不存在技术难题。而在竞争日益激烈的建筑领域,不断创新、优化施工工艺,向技术革新要效益不失为一条有效途径。与木内模相比,组合钢内模整体安装不仅降低了成本,而且缩短了施工周期,保证了施工质量,确实是一种值得推广的施工工艺。

摘要：介绍了后张法箱梁预制施工工艺特点及适用范围,对后张法箱梁预应力张拉施工的过程控制进行了分析,并提出了相关观点,对施工过程做了详细阐述,实践证明该工艺已经成功应用于公路桥梁、市政桥梁建设上。

关键词：后张法箱梁,施工工艺,预应力张拉,过程控制

参考文献

[1]JTJ 041-2000,公路桥涵施工技术规范[S].

[2]JTG F80/1-2004,公路工程质量检验评定标准[S].

[3]张树仁.钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁结构设计原理[M].北京:人民交通出版社,2004.

智能张拉工艺 篇8

预应力混凝土的结构是一种比较普遍的建筑结构。其结构与普通钢筋混凝土的结构相比之下, 它具有以下特点: (1) 节约工程材料, 减轻结构自重; (2) 改善并提高了结构和构件的受力能力, 延缓了构件开裂, 提高了构件抗裂度及刚度, 减小了其变形; (3) 提高了结构和构件的耐疲劳性、耐久性及抗震能力; (4) 可以很好地解决使用其它的结构材料棘手的技术问题, 用于建造各种大跨、大型、高耸、重载的建筑工程; (5) 可以作为拼装技术和加固技术使用。

预应力技术由于自身所特有的优点而发展迅速, 并广泛地应用在公路、铁路、高速桥梁等各个领域。张拉装置是预应力技术实现的关键因素。目前, 国内的工程用的预应力张拉装置均是通过操作人员手动操作方向阀来转换方向, 但是人工测量钢绞线张拉长度时, 很难做到实时监控预应力钢绞线承受的张拉长度及张拉力, 同时由于测量精度低, 事故容易发生, 尤其是安全事故。因此, 提高预应力张拉设备智能化、精度及安全性能是预应力技术首要问题。

1. 智能预应力张拉装置

民用住宅建筑智能预应力张拉装置包括智能预应力控制箱、非接触式位移传感器、复合力传感器、步进电机、带谐波减速器及普通张拉设备五部分。张拉装置的组成部分按所实现的功能划分, 可分为五个系统:预应力张拉的设置系统、测量系统、控制系统、执行系统和显示系统。智能预应力控制箱是工业与民用建筑智能预应力张拉装置的核心, 它包含PLC可编程的控制器和专用的控制软件, 从而控制预应力结构整个张拉施工过程。

1.1 设置系统

民用住宅建筑智能预应力张拉装置的设置系统是前3个触摸屏。设置系统的功能主要是判断是否进行理论计算、是否启动油泵及预应力筋的位移精度上下限、张拉控制力、预应力筋的张拉伸长值等。

1.2 测量系统

测量系统包括压力传感器、压力变送器和位移传感器三部分。

(1) 压力传感器

民用住宅建筑智能预应力张拉装置采用的是穿心式智能应力应变测试传感装置。它中间是传感器部分, 载体为HRC26-28, 表面为黑色, 在载体预留有长80m m×宽20m m×高10mm的凹槽, 智能传感器HNLJ010是经过焊接从而固定在载体得凹槽内, 并从中引出测试线;两端是套筒, 预应力钢筋在切断后用套筒中的锚具夹片来固定, 接着再由套筒螺纹和中间的智能传感器载体连接而形成一个整体。在实际施工或检测过程中, 需要对智能传感器的表面采取一定保护措施来防止由于张拉时扭曲或摩擦而带来损伤。在进行张拉施工或检测前必须对装置进行校正定, 以确保测试的数据有一定的准确性。

(2) 压力变送器

由于压力传感器产生的是毫伏信号, 如果不加变送器, 则在信号传送过程中, 因为外界的干扰信号影响, 可能导致传送的毫伏信号改变或者消失。为了解决这一问题, 用变送器对信号进行处理。变送器把毫伏信号转换成4mA~20mA电流信号, 并经传输电缆传到EM235AID模块中。本研究使用的压力变送器是二线制变送器, 它需要传输4mA~20mA电流信号的电缆线及直流电源线。由于可以在一对传输线上同时传输电源和信号并且不受远距离的传输线阻抗压降的影响, 从而既节省了电缆线又有利于远距离的传输。压力变送器的核心芯片是使用控制核心芯片MAX1464, 它是美国Maxim公司的产品。此芯片中含有ADC、DAC转换电路和温度传感器, 它可以减小智能压力变送器的体积, 所以降低了成本并增强了系统可靠性。

压力变送器是通过扩散硅压力传感器采集压力信号, 同时芯片内的温度传感器采集温度信号, 两种信号经多路的选通 (MUX) 、可编程运算的放大器 (PGA) 放大到适当尺寸, 然后送入ADC转换成数字信号。接着数字信号由CPU对其进行温度补偿、滤波、线性化等处理, 并把数字信号通过DAC变为模拟信号, 最终通过运算放大器和外部的电路组成V/I电路并以4mA~20mA标准的电流信号形式输出。

(3) 位移传感器

位移传感器在张拉装置中的作用是测量活塞相对油缸的位移, 也就是预应力钢绞线的拉伸长度。张拉系统采用的位移传感器量程是0~300mm, 输出直流电压是0~5V, 激励电源是24V直流电压。把信号线连接到智能A/D转换模块EM235和输出模块AIW0主要是用来实时采集位移传感器的伸长量, 来监控梯形图程序。

1.3 控制系统

民用住宅建筑智能预应力张拉装置中的控制系统是智能预应力控制箱。智能预应力控制箱是此装置为控制预应力筋张拉和双控张拉伸长值的核心部分, 它主要负责把来于位移传感器及复合力传感器的信号通过用户程序的支持来进行处理, 同时把处理的结果反馈给带谐波减速器的步进电机, 接着由步进电机带动油泵的电磁阀转动, 进而实现了预应力的结构张拉施工双控功能。

智能预应力控制箱的硬件主体是PLC可编程控制器。该控制器是以微处理器为基础, 综合了自动控制技术、计算机技术及通讯技术的一种自控装置。其显著特点: (1) 可靠性和适应恶劣环境的能力较强, 防潮、耐热、抗震等性能好; (2) 模块多以及指令功能强大, 功能完善; (3) 编程比较简单, 采用的是类似于继电器控制系统图的梯形图语言, 便于理解; (4) 可以实现在线编程。在施工的同时, 可以通过笔记本电脑或手持编程器对PLC编程, 联网后可以在网络任意位置对PLC编程; (5) 重量轻、体积小、功耗低; (6) 有较好的通用性, 和实用性。

智能预应力控制箱内部的电路由信号放大和预处理模块、模拟量输入和输出模块、人—机界面模块、中央处理器、信号输出模块组成。信号放大和预处理模块及模拟量输入模块负责对信号采集, 并对来自复合力传感器及位移传感器的非标准电信号放大和必要的预处理。模拟量输入模块是SIEMENS公司的EM235AI4/AQI/12BIT, 它主要功能是进行高速度与高精度模数转换放大和预处理后的位移信号及压力信号, 随后输入CPU226;人—机界面模块采用的是SIEMENS公司的TP07O触摸屏, 该触摸屏可以便捷地将预应力结构张拉控制参数传送给中央处理器, 同时可以把过程信号和其它信号显示在触摸屏上;中央处理器具有较强控制能力, 其集成了24入/6出总共40个数字点, 可以同时连接2个RS485通迅接口, 7个扩展模块, 有高速脉冲的输出功能, 可以非常便利的控制步进电机;模拟量输入模块EM235和信号输出模块共用, 与此同时预应力控制箱的内部还有打印输出电路及声光报警电路。

1.4 执行系统

系统执行机构包括SC—100信号模块 (信号调理) 、步进电机、步进电机控制器、谐波减速器。SC—100信号模块把智能预应力控制箱中的PLC可编程控制器发出的控制信号调理后传送至步进电机控制器, 由步进电机控制器来控制步进电机, 然后通过谐波减速器进行减速, 并带动电磁阀转动到某一个确定的位置, 进而来控制油泵完成加载、负荷、顶压、回油中的一个或全部过程。此执行系统据有易定位, 控制准确的优点。

1.5 显示系统

这套装置中的显示系统采用的是西门子公司的触摸屏Tp170。Tp170触摸屏不仅可以显示张拉的参数变化过程和某些报警提示信息, 而且可以输入张拉控制的参数和控制的命令。TP170液晶触摸显示屏集显示与参数输入作用于一体, 直流供电为24V, 并且带有两个连接口, 分别是A端口和B端口, “A端口为Rs232口, 可以直接连接Rs232串行口和微机的九针D型, 并且TP170中的现有画面设置组态编程上可以转载到计算机中, 相反的也可以将微机对触摸屏进行画面设置编程之后, 便可以直接下载到TP170触摸屏中。同时此端口也可以和PLC相连, 但是需要一种特殊的连接线缆, 把将RS232口与转换位RS485连接起来。B端口是RS485/RS422口, 它可以与PI刃直接连接, 从而实现了和PI刃之间的参数互相传输和对PLC运行状态的监控。

2. 智能预应力张拉装置出现的问题及解决途径

2.1 信号不稳定

由复合力传感器和位移传感器传送来的信号有时十分稳定。主要原因是由于复合力传感器和位移传感器需要经过很长的传感器线才能把信号传到PLC上, 所以很多干扰信号就加在了传感器线上了, 导致了信号的不稳定。可以采取多次采集信号值然后取平均的途径来消除干扰, S7-200PLC就能较好的实现这一功能。此外, 接地工作在实际工程中也非常重要。接地处理不好同样也会导致信号不稳定, 值得注意的是这时的信号不稳定不能油软件滤波解决。因此在实际工程中, 必须把各种地线按照规定连接好, 同时要注意EM235A/D模块的连接, 因为EM235A/D模块信号输入端的负信号的接线端必须要和地线接在一起。

2.2 压力传感器的死区

因为复合力传感器电桥的电阻不完全一样, 所以在没有压力时, 复合力传感器上的输出电压也就不为零。解决这个问题的一个办法是在电桥上添加一个调零电阻, 其具体方法是在电桥的最大电阻上并联一个可变的调零电阻, 可以调节可变调零电阻的电阻值, 使在零压力的情况下输出电压为零或正压。

2.3 步进电机的丢步

由于步进电机所带负载比较大, 步进电机就容易产生丢步。这个问题的危害性比较大, 因为两者间的脉冲数误差累积到一定程度的时候, 整个系统将会瘫痪。为了解决这一问题, 可以在步进电机起始位置添加一个接近开关, 其目的是为了保证步进电机工作时每次都是从起始位置开始的, 即使步进电机可能每次工作产生脉冲丢步, 也可以确保丢失的脉冲不至于积累到下一次的工作。

由于步进电机接收的实际脉冲的数量比PLC发给的脉冲的数量大, 可以导致电磁阀拧坏, 造成重大事故。为了解决这一问题, 可以采取给步进电机施加一终止接近开关, 在电磁阀转到终止位置时, 接通终止接近开关, 来防止事故的发生。

3. 小结

预应力结构数字化张拉技术张拉精度高, 可保证张拉精度在1%的范围内, 能很好地保证设计意图, 实现了张拉过程的自动化、数字化。虽然民用住宅建筑智能预应力张拉装置的研究取得了可喜的成就, 但是由于还存在诸多的问题, 任重而道远。

预应力数字化张拉技术是采用数字化张拉设备直接进行预应力张拉的施工技术, 是计算机和控制技术在土木工程施工中的具体应用, 该技术的研究有着重要的工程背景与广阔的应用前景。

参考文献

[1]钱厚亮, 贾艳敏, 林锦国等.新型智能预应力张拉设备的研制[J].自动化仪表, 2009.20 (12) :49-51.

[2]孙鑫鹏, 李益进, 廖宏等.预应力混凝土智能检测与控制技术及工程应用[J].工业建筑, 2009.39 (9) :103-106.

[3]李珠, 高建全, 贾碧敏等.预应力结构数控技术的研究[J].施工技术, 2003.32 (7) :54-55.

智能张拉工艺 篇9

桥梁是为了跨越山谷、道路、水体或其他障碍物而建造的一种结构，来提供跨越这些障碍的通路。上部结构主要承受汽车或其他车辆运输荷载的是预制箱梁或T形梁体，怎样提高梁体的承载能力和保证预应力系统的耐久性是影响到整个桥梁结构安全的重要因素。

人们为了改善桥梁梁体在工作状态下的工作性能、提高其强度，在使用前给梁体预先施加的永久性内应力，称为预应力。桥梁工程中预应力筋的加工和张拉，在现行《公路工程质量检验评定标准》的建设项目工程划分中，列为桥梁工程分项工程的主要工程。由此可见预应力施工质量的好坏直接关系到桥梁工程的结构安全和桥梁在运营后的使用寿命。

从20世纪90年代开始，桥梁预制梁施工更多采用了后张法施工，即先进行梁体混凝土浇筑，然后再给梁体施工加一定的预应力并在预应力管道中灌注水泥浆，使其成为一个结构整体。一般预应力张拉程序是安装好千斤顶→从0应力开始→初应力→设计应力并持荷5 min→卸荷。

在目前工程施工中，传统的预应力张拉施工多采用传统方法，施工时先按照计量监督部门出具的千斤顶标定证书的数据计算出张拉需要控制的初始应力、设计应力所对应的压力表读数，按照计算的数据进行张拉过程应力控制。由于压力表的读数精度问题，使张拉过程中各阶段应力控制的精度难以达到，同时，由于施工人员能力及责任心等因素，更进一步影响到张拉过程的质量控制。在对伸长量的量测时，也存在人为量测不准确、不及时等问题，为预应力施工质量留下隐患。

通过对多座预应力桥梁的检测和调查发现，桥梁结构安全性问题主要原因之一是桥梁梁体预应力张拉施工不规范，有效预应力不足，缺少有效的质量控制手段，导致桥梁的使用寿命严重缩短，不少桥梁因为预应力施工不合格，被迫提前进行加固。如何改进传统的张拉工艺，能够精确的对梁体施加预应力，减少施工过程中的人为因素，确保桥梁预应力施工的质量，就成了当前桥梁施工急需解决的问题。

本文以山西省岢临高速公路部分标段的桥梁施工为例，对智能张拉施工工艺的优点进行阐述。在本项目桥梁施工中，业主为了工程需要，引进了智能张拉工艺对桥梁工程预制箱梁、T梁进行预应力张拉施工。该技术采用了计算机智能控制技术，实现了张拉过程一键控制，自动操作，对张拉过程的各个环节的应力进行精准控制，严格按照施工技术规范的要求进行施工，并实现了自动采集数据、及时纠错、应力损失及时补充，切实有效的提高梁体的施工质量，为桥梁的结构安全性和耐久性提供了保障。同时，由于张拉过程中的全自动控制，大大减少了施工管理和监控的工作强度。预应力张拉程控系统见图1。

预应力智能张拉的优点主要体现在以下几个方面。

1 操作方便、简单

操作前，先在计算机内输入需要张拉的箱梁的基本数据，如梁体梁号、梁型、孔道等，并校核张拉力目标值及伸长量值。操作时，只需按下按键，张拉过程全自动完成，无需配备专业技术人员，即使是工地上文化素质不高的普工也能够轻松操作。

2 自动故障检测

针对张拉过程中可能会出现的问题，对使用过程中的传感器故障、错误操作引起的超行程或超张拉力等，都会通过故障提示功能进行显示，并且故障不解决、不开机，以保证使用过程中的安全和准确。

3 自动平衡缓释泄压技术，防止滑束、避免冲击夹片

最新的预应力智能张拉系统可使千斤顶张拉完成后缓慢卸压，从而保证预应力从工具锚更稳定的过渡到工作锚具上，尤其在卸压过程中通过缓释泄压技术避免了对工作夹片的冲击，防止出现滑束，该方法已于2012年在山西岢临高速公路沿线多个梁场获得认可。

4 同步计算，及时补充，保证张拉应力数据准确

智能张拉系统通过压力传感器采集千斤顶内油压，并将信息同步传送至计算机，计算机再根据千斤顶的标定参数，换算成拉力值，同时将信息同步传送至张拉设备(油泵)，从而实现张拉力及加载速度的精准控制，并能自动补充应力(即当张拉力下降1%时，系统自动补拉至规定值)。通过计算机控制系统，将施工时张拉应力的误差范围从传统工艺的10%～15%缩小到±1%。

5 及时校核伸长量，实现“双控”

智能张拉系统通过位移传感器采集钢绞线的伸长量和回缩量信息，同步传送至计算机，由计算机自动计算伸长量，并及时判定伸长量是否在规范规定±6%范围内，如超出该规范，计算会发出警示，提醒施工人员出现异常，及时查找原因，从而实现了张拉应力与伸长量的同步“双控”。

6 两端对称同步张拉，减少对梁体的损害

由于梁体单端张拉会造成梁体内应力分布不均衡，应力损失较大，不同步张拉会对梁体造成扭曲等危害，智能张拉系统通过一台计算机控制两台或多台千斤顶，同时，对称对梁体施加张拉应力，实现梁体“两端对称同步张拉”，避免了由于张拉过程操作不规范对梁体造成的危害。

7 自动控制操作，规范张拉过程

智能张拉系统通过计算机控制，实现张拉过程中自动控制，减少了传统工艺中人为操作的误差及施工人员责任心不强等因素的影响，对张拉过程中的应力控制停顿点、加载速度、持荷时间等参数进行自动控制，规范了张拉过程，保证了有效预应力符合设计要求。

8 随时监控，减轻监管工作强度

智能张拉系统通过网络传输技术，为业主单位、监理单位、施工单位创建了一个共同的平台，可随时随地进行监控，打破了地域的限制，使三方都能够及时掌控预制梁预应力施工质量情况，实现了“跟踪监控、及时纠错”。同时，由于智能张拉系统实现了自动采集数据，杜绝了人为造假，数据不可靠的可能性，为进行科学研究和质量分析提供了真实的数据。

为适应新时期公路桥梁工程建设发展要求，JTG/T F50-2011公路桥涵施工技术规范简称《新桥规》，在2011年8月1日起开始实施，《新桥规》中采用了大量的新技术、新方法、新工艺、新材料、新理念。对公路桥梁建设将起到更好的行业技术指导作用，有助于提高公路桥梁建设的技术水平和施工工艺水平。

9 结语

桥梁智能张拉系统是随着技术的进步和为提高桥梁结构安全和使用耐久性，应运而生的一种新型的施工控制技术，其在施工质量的关键工序控制中所起到的作用已不容忽视，该技术的全面推广必将全面提升我国桥梁的安全使用性能。

摘要：以山西省岢临高速公路部分标段的桥梁施工为例,分析了智能张拉系统的优点,并作了具体论述,指出智能张拉工艺采用了计算机智能控制技术,可有效提高桥梁施工质量,为桥梁的结构安全性和耐久性提供了保障。

关键词：智能张拉系统,桥梁耐久性,优点

参考文献