浅析智能张拉系统在预应力桥梁施工中的应用

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摘 要：智能张拉系统具有施工操作便捷性和质量控制可靠性的显著特点，在预应力桥梁中得到了越来越广泛的应用。为了对智能张拉系统有更加全面的认识，在介绍其工作原理的基础上，以国道主干线昆明绕城公路某桥梁为例，对其在实体工程中的应用效果进行了系统评价；实践表明，与传统手工张拉工艺相比，智能张拉系统优势突出，具有重要的推广应用价值。

关键词：智能张拉系统；预应力桥梁；原理；特点；应用效果

中图分类号：U44 文献标识码：A

随着我国交通运输事业的大力发展，预应力混凝土桥梁的应用更为普及，公路上建造了大量的预应力混凝土桥，然而，大量现役预应力桥梁的调查和检测结果表明，梁体内不能建立与设计相符的、准确的预应力，这将会导致梁体开裂、下挠、破坏，并将影响桥梁结构的安全性和耐久性。究其原因，质量隐患主要来源于预应力张拉时施工不规范和缺乏有效的质量控制技术手段。为保证预应力桥梁结构的安全性和耐久性，交通运输部出台了新的《公路桥涵施工技术规范》，其中对多台千斤顶在张拉过程中的同步性、持荷时间、锚下的有效预应力及其均匀度等的质量控制提出更加严格的要求。实践说明，传统人工张拉技术已经难以满足新规范实施手册，智能张拉系统则能够较好地适应。本文结合工程应用效果和经验总结，对智能张拉系统进行应用性研究，具有一定的参考价值。

1智能张拉系统的工作原理及特点

1.1智能张拉系统的工作原理

智能张拉系统是由主机、油泵、千斤顶三大部分组成，图1所示为其结构示意图。

预应力智能张拉系统以应力为控制指标，伸长量偏差作为校核指标。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（油泵站）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，同步控制每台张拉设备的每一个机械动作，自动完成整个张拉工程。如图2所示，为智能张拉系统的工作原理图。

千斤顶上的压力传感器在张拉过程中负责采集千斤顶油缸的压力值，通过下位机传给控制主机，主机根据标定参数换算成拉力值，然后根据压力油表的线性方程，计算出油表读数，并把拉力值和油表读数存储记录在预应力张拉记录表里。

千斤顶上的位移传感器在张拉过程中负责采集钢绞线伸长量（含回缩量）值，通过下位机传给控制主机，计算出实际伸长量和伸长量偏差，并存储记录在预应力张拉记录表里。

1.2智能张拉系统的特点

使用智能张拉系统，可以精确施加应力，及时校核伸长量，实现“双控”，多台千斤顶对称同步，持荷时间满足要求，自动生成张拉记录表杜绝数据造假，实现远程控制张拉。

2智能张力系统工程应用

2.1工程概况

K0+145鲁塔村1号大桥位于国道主干线昆明绕城公路西北段9合同明朗支线段，采用智能张拉系统进行施工，图3为智能张拉的操作现场。

该桥左右幅均为7孔30米T形连续梁桥，断面为5梁式结构，左右幅各2联（3孔一联+4孔一联）。全桥共有70片T梁，其中边跨中梁24片，边跨边梁16片，中跨中梁18片，中跨边梁12片，每片梁肋设3束正弯矩预应力钢绞线，设计理论控制张拉力见表1。在张拉过程中，对全桥所有T梁的420个钢绞线张拉端的锚下控制力数据和210个伸长量偏差值进行了统计分析。

2.2同步张拉

一台计算机能控制多台千斤顶同时、同步对称张拉。在张拉过程中，终端会根据设置，实时检测张拉两端的伸长量差值和张拉控制力差值是否符合要求。如果不符合要求，系统会弹出对话框要求检查。

2.3张拉过程智能化

2.4精确施加应力

2.5及时校核伸长量，实现"双控"

2.6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。

2.7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。

3智能张拉系统工艺的优越性

结语

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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