浅谈高速桥梁施工中智能张拉的应用
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摘要：桥梁预应力施工智能张拉系统为规范桥梁预应力施工，保障结构质量和安全提供了有效的技术手段，切合工程实际需求，在工程实践中有迫切的需要。实现张拉过程控制自动化、精细化、标准化，让预应力施工质量符合设计与使用要求，保证桥梁结构安全和耐久性，该系统和设备有利于保障结构安全，节约桥梁建设、养护资金投入和社会资源、保护环境。随着对预应力混凝土施工要求的提高，采用智能张拉技术取代传统的人工控制张拉，是发展的趋势。
中图分类号：U412文献标识码： A
引言
目前的高速公路施工中，桥梁上部结构预应力设计得到大量应用，准确的按照设计要求施加预应力，成为桥梁施工中重要的环节，预应力不足或超过设计值，会引起桥梁的开裂、下挠，对桥梁结构的耐久性造成极大的影响。大量在役的预应力桥梁调查和检测结果表明，相当部分的预应力桥梁质量隐患来源于预应力张拉施工不规范和缺乏有效的质量控制手段。
一、智能张拉
1、智能张拉的原理
系统的构成包括多个器件，主要包括压力传感器、程控主机、上拱度测量传感器等而各个器件的组成，又较为复杂且具有其特定的原理。如主机来讲，其组成包括负责程控的专门软件、触摸屏及工业计算机，其监控的实现依赖于无线信号对前端控制器的控制。在其实际控制过程当中，以响应参数指令为依据，来对相应的测控指令进行控制，并作用于测控前端这一作用是持续的，从而保障了整个控制过程的持续性。又如前端控制器的监测内容主要包括钢纹线回缩量、钢纹线伸长量和千斤顶工作拉力等，后将所得的监测数据向测控主机进行实时的传递，测控指令作用于主机，并以变频器工作参数为依据，来油泵电机的工作转速进行实时、精确地调控这样一来，就能够精确、实时地对加载速度与张力进行控制。
2、工作流程
安装好油压千斤顶、工作锚具及夹片。将拉线式位移传感器固定在千斤顶的外壳上，并将其位移测量绳固定在钢绞线或工具锚具上。将压力传感器接到油泵上的油压表接口。前端控制器为油泵电机供电。启动程控主机和前端控制器，在程控主机的触摸屏显示界面上输入工程相关参数及本次张拉的控制参数，如预张拉设备参数、荷载分级、持荷时间等。启动系统工作，则程控主机自动地按预设的张拉作业程序控制前端控制器驱动油泵电机工作，控制千斤顶执行预应力张拉作业。在张拉过程中，程控主机通过两端的油压传感器则实时监控张拉力，通过拉线式位移传感器实时监控。
二、传统的预应力张拉施工
在传统的预应力张拉施工中，主要是由油泵和千斤顶组成的张拉系统，其主要工作方式为全人工操作，预应力的施加过程完全由人工完成。施工精度和加载过程由人工操作完成，受人为影响较大。手动驱动油泵，由压力表读数控制张拉力，待压力表读数达到预定值时，用钢尺人工测量张拉伸长值，人工记录。张拉力控制由人工操作，张拉力控制误差过大。张拉伸长值测量不准确，由于测量工具由人工读数，存在很大的不确定性，而伸长值作为重要的控制指标，必须满足数据的可靠性。不能实现张拉力和张拉伸长值的双重同步控制。千斤顶、张拉油泵与油压表的标定次数多，标定结果不易保持。张拉中停顿时间不充分，使得预应力筋回缩、锚具变形等原因引起的预应力损失十分大。
三、智能张拉特点
1、精确施加张拉力
智能张拉系统能精确控制千斤顶所施加的预应力力值，将误差范围控制到±1%，降低了由于预应力施加不足或超过引起的桥梁开裂、下挠等风险，有利于保证结构安全，提高耐久性，延长使用寿命，降低养护维修成本。
2、质量管理功能
使用智能张拉系统，业主、监理、施工和检测单位可以在同一个互联网平台，实时进行交互，可以突破地域限制，及时掌握预制梁场上T梁的预应力施工质量情况，实现“实时跟踪、智能控制、及时纠错”。计算机自动记录张拉数据，杜绝了人为造假质量数据的可能，可进行真实的数据质量追溯。自动生成张拉记录表，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。
3、对两端对称同步张拉，减少对梁体的损害
梁体的一端张拉会引起梁体内不均匀的应力分布，造成较大的应力损失，从而易造成出现梁体扭曲等情况，系统对于多台千斤顶的控制室使依靠台计算机来完成的与此同时，将张拉应力作用于对称梁体来形成同步的张拉，从而规避了因不规范的张拉操作，以影响梁体性能。
4、操作简单，自动检测故障
在进行操作之前，首先需要将基本的张拉箱梁参数输入至计算机，包括孔道、梁型、梁号等，并对标值与量值进行核对与校正。在具体的操作过程当中，通过简单的按键操作，不需要专业技术人员的参与，就可自动地完成张拉过程而按键操作对于人员的素食要求不高，一般的普工就可实施操作在张拉过程当中，一些问题的存在是可能出现的，如因操作错误导致的超张拉力或超形成、传感器故障等，这些问题均会显示出来而负责显示故障的就是故障提示系统，且如不将故障解决，就不能开机，这对于准确、安全的使用都是极大的保障。
5、节省人员投入
智能张拉在人员的投入上，大大减少了对专业人员的需求，只需一名技术人员操作，便能够完成。相比传统张拉需要4、5个专业人员的投入，大大节省了人力资源。
6、有效的施工监控
施工整个过程，可以采用联网的形式实施全程监控检查，数据可以保存复查，方便了各级控制方的监控检查，有效地保证了预应力施工的质量。
7、远程监控功能
可以实现300m以内的远程监控功能，在很大程度上降低了施工操作人员的工作难度和施工安全隐患，并且能够做到多道工序同时进行，大大提高了施工、管理效率。
四、高速桥梁施工中智能张拉的应用案例分析
1、工程概况
工程为高速桥梁，为五片单幅桥梁片，而T梁共1巧片这样，大体的工程框架就有了而其中中跨中梁、中跨边梁、边跨中梁、边跨边梁的数量分别为26片、19片、19片和38片，保持了2.5。的梁间距边框为3Om，中跨为29.7m，梁高为1.gm连续T梁为主桥上部的主要结构形式，再进行简支后再完成连续的结构，依据预应力来进行构件的设计。
2、工作流程
将油压千斤顶、夹片、锚具等安装好于千斤顶外壳上进行拉线式位移传感器的固定，并于工具锚具和钢纹线上进行位移测量绳的固定这一过程中，对于固定点的选取需要合理、同实际工作环境和特定的结构要求相结合来完成，即确保稳固、合理的固定前端控制器和程控主机启动，将相关的工程参数与张拉控制参数输入到触摸屏现实界面，主要包括持荷时间、荷载、设备参数等系统进入到工作状态中，程控主机以预设作业程序为依据，对前端控制器进行控制，从而形成对油泵电机的驱动而油泵电机直接作用于千斤顶，张拉作业由此开展在整个张拉程序当中，油压传感器能够对张拉力进行实时的监控且依靠拉线式位移传感器，程控主机也具备了实时监控的功能。
结束语
智能张拉系统在预应力桥梁施工中，保证了预应力规范张拉，为保障桥梁结构质量和安全提供了有效的技术手段，切合工程实际需要和规范要求。应用智能张拉系统，实现张拉过程控制自动化、精细化、标准化，让预应力施工质量符合设计与使用要求，保证桥梁结构的安全性和耐久性，有利于保障人民群众的生命财产安全和降低桥梁全寿命周期成本，有利于节约桥梁建设、养护资金投入，有利于节约社会资源和保护环境，直接服务于资源节约型、环境
友好型社会建设，实现交通事业科学发展，可以产生很大的经济、社会效益。
参考文献
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