浅谈智能张拉在预制T梁中的应用

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【摘要】本文结合大岳高速公路第十合同段芭蕉湖1号特大桥30mT梁智能张拉为案例，浅析智能张拉系统的应用及与传统张拉相比其应用优势的分析，总结施工经验，为类似工程的施工提供经验。

【关键词】智能张拉；应用；优势

一、工程概况

大岳高速公路全称为杭州至瑞丽国家高速公路湖南省临湘大界（湘鄂界）至岳阳公路，第十合同段位于岳阳市岳阳楼区梅溪乡胥家桥村、滨湖村境内，线路全长3.3km，冷水铺互通匝道总长3.038km，项目内容为桥梁、涵洞、路基土石方等土建工程，主要工程有1座特大桥、3座大桥及2座中桥，上部结构为预制T梁414片、现浇箱梁折合单幅1433m，路基土石方46.6万m3，圬工防护2.1万m3，涵洞15道421m。

二、智能张拉设备工作原理

本项目所用的设备为湖南联智桥隧研发的型号为LZ59MGH/G10预应力智能张拉设备，该设备由系统主从机、千斤顶、自带无线网卡的强固触摸屏、高压油管等组成。张拉设备以应力为控制指标，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、自动张拉系统操作步骤

（一）系统连接

1、连接千斤顶

将系统所带油管连接至千斤顶，应注意油管接头需使用铜密封圈，千斤顶油缸进油口接液压站油路A口，回油口接液压站B口，紧固接头后检查无液压油渗漏完成连接。连接好后，一般情况下不准拆卸，避免沙石进入泵站损坏泵体。

2、连接传感器

千斤顶上带有高精度位移传感器，在安装好千斤顶油管后，应将千斤顶侧面位移传感器连接线上三芯航空插头连至系统控制箱。

3、电源连接

系统采用380/220三相四线制供电，需使用四芯动力电缆连接至附近配电箱，零线必须连接正确，否则会导致控制箱烧毁。接线正确后，闭合电源闸刀，控制面板红色“电源指示”灯亮起。

（二）安装千斤顶

根据施工图纸及工艺要求将工作锚、千斤顶、工具锚等安装就位。

（三）启动控制系统

1、确认千斤顶夹片安装就绪，先手动进油预拉5cm左右（根据钢绞线的长短确定一般不超过伸长量的10%）后回油确认夹片锚具安装无误和把钢绞线从松弛状态拉直，按下控制面板启动张拉进入张拉页面确认程序和理论伸长量是否正确。

2、开启控制主机（便携式计算机）电源，进入系统后启动全自动张拉控制程序，输入工程单位名称及相应张拉参数后，进入张拉界面，此时界面上位移以及应力示值应能显示，无错误提示，即可启动张拉。

3、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“停止”按钮，停止张拉，排除异常情况后，方可继续张拉。

4、每一孔张拉完毕后，设备自动退顶，数据保存，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，数据连线是否松动、被挤压，千斤顶是否压迫粗钢筋等。

四、软件使用

（一）输入工程信息

启动全自动张拉控制程序，首先进入张拉工程信息管理界面，在该界面上可输入相关的工程信息：

（二）输入仪器信息

在软件界面上点击“仪器信息”一栏，输入仪器的相关信息，以备日后查询：

（三）完善张拉工艺

在软件界面上点击“张拉工艺”一栏，新建、修改完成张拉工艺的各项参数：

（四）启动张拉施工

准备工作就绪后，在软件界面上点击“张拉施工”一栏，进入张拉施工界面，该界面只要选择张拉工艺名称，则下面参数会根据选择的张拉工艺名称变化，只需输入梁板名称和试块强度就可以点击启动张拉。

点击启动张拉后，仪器开始工作，仪表盘上会有出现相应的张拉参数：（1）压力读数：显示千斤顶油压值（MPa），以及此时的张拉控制力值（KN）；（2）进油指示灯：该灯状态为红色的时候，表示当前处于进油状态；（3）推油指示灯：该灯状态为绿色的时候，表示当前处于退油状态；（4）位移指示：显示位移大小，每一行程张拉之前位移读书自动清零，因此张拉开始时并不要求张拉系统千斤顶内缸完全归为；（5）时间-压力曲线：反应随着时间推移的压力变化曲线；（6）时间位移曲线：反应随着时间推移的位移变化曲线。

张拉过程中数据显示如下：

（五）数据管理

张拉完毕，设备自动退顶，电脑自动生成张拉表格：

（六）急停及手动操作

在自动张拉过程中，若出现张拉异常状况，点击操作界面中“暂停张拉”按钮可停止张拉，待查明原因后，按下“继续张拉”恢复张拉过程；如故障无法排除，应及时点击张拉仪“停止”按钮并将千斤顶退油，待故障排除后更换钢绞线、夹片等后方可重新张拉。

五、应用优势分析

智能张拉能够实现张拉的全过程智能控制，能够对预应力关键工序张拉质量进行实时跟踪监测，自动控制，及时纠错，这是对传统的张拉工艺施工的极大改善，主要优势表现在以下几个方面：

1、精确施加应力：智能张拉系统能精确控制预应力张拉施工过程中施加的预应力值，将误差范围由传统张拉的±15%缩小到±1%，完全满足《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011）7.12.2第2款规定“张拉力控制应力的精度宜为±1.5%”的要求。

2、及时校核伸长量，实现“双控”：系统传感器实时采集钢绞线数据，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±6%以内，实现应力与伸长量“双控”，满足《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011）7.6.3第3款规定“预应力筋采用应力控制方法进行张拉时，应以伸长量进行校核。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”的要求。

3、对称同步张拉一台计算机控制两台或多台千斤顶同时、同步对称预应力张拉，实现“多顶同步张拉”工艺，满足《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011）7.12.2第1款规定“各千斤顶之间同步张拉力的允许误差为±2%”的要求

4、规范张拉过程，减少预应力损失：实现了预应力张拉程序智能控制，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完全符合桥梁设计和施工技术规范要求，避免或大幅减少了张拉过程中预应力的损失。满满足《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011）7.12.2第2款规定“保证千斤顶具有足够的持荷时间（5分钟）”的要求。

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。

6、远程管理功能：实现远程监控功能，方便质量管理，提高管理效率。统一业主、监理、施工、检测单位于同一互联网平台，能实时进行交互，突破了地域的限制，及时掌握预制梁场和桥梁预应力张拉施工质量情况，实现“实时跟踪、智能控制、及时纠错”。

7、现场拍照，确保施工人员、监理人员到位，张拉数据随时可以察看并且无法更改，杜绝数据造假。

六、结语

智能张拉工艺对T梁施工质量的提高有积极的推动作用，利用数字传感技术实现了对预应力筋张拉的双重控制，改进了传统的预应力施工工艺，大大提高了预应力施工的精度和效率，它在预应力桥梁施工过程中发挥的作用也越来越大，保证了公路事业建设的健康发展，相信在不久的将来，智能张拉技术在该领域还会有更大的突破。

参考文献

[1] 孟泽彬. 桥梁预应力智能张拉与压浆技术研究[J]. 山西建筑， 2013，（35）.

[2] 周加佳，黄建阳. 智能张拉技术在T梁预应力施工中的应用[J]. 港工技术与管理， 2011，（01）.

[3] 李晓暾. 智能张拉工艺在箱梁施工中的优势分析[J]. 中国科技纵横， 2012，（21）.

[4] JTG/T F50-2011， 公路桥涵施工技术规范[S]. 北京：人民交通出版社，2011.