摘 要：如何嚴(yán)格控制有效預(yù)應(yīng)力的大小及其不均勻度，確保橋梁預(yù)應(yīng)力張拉施工質(zhì)量符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求，是解決當(dāng)前因施工不當(dāng)而造成橋梁預(yù)應(yīng)力病害問題的最有效也是最直接的方法，具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。以實(shí)際工程為研究對象，對橋梁預(yù)應(yīng)力智能張拉系統(tǒng)及其工作原理作了闡述，并對智能張拉系統(tǒng)的主要功能特點(diǎn)、施工工藝、質(zhì)量控制等進(jìn)行了分析，通過采用智能張拉新工藝，保證了預(yù)應(yīng)力張拉質(zhì)量，確保了橋梁結(jié)構(gòu)安全。

　　關(guān)鍵詞：預(yù)制梁,預(yù)應(yīng)力,智能張拉

　　1 工程概況

　　某高速公路全長125.227km。總體為南北走向。主線全長11.45km。全線主線橋梁4671 m/14座，匝道橋梁422 m /2 座;預(yù)制架設(shè)梁板共1301片，其中25 m箱梁216片，30m箱梁540片，40 m T梁545片。

　　2 智能張拉系統(tǒng)及工作原理

　　橋梁預(yù)應(yīng)力智能張拉系統(tǒng)主要組成部分有：智能張拉系統(tǒng)平臺、LZ-5901 智能張拉儀和專用千斤頂。

　　預(yù)應(yīng)力智能張拉系統(tǒng)以應(yīng)力為控制指標(biāo)，伸長量誤差作為校對指標(biāo)。系統(tǒng)通過傳感技術(shù)采集每臺張拉設(shè)備(千斤頂)的工作壓力和鋼絞線的伸長量(含回縮量)等數(shù)據(jù)，并實(shí)時(shí)將數(shù)據(jù)傳輸給系統(tǒng)主機(jī)進(jìn)行分析判斷，同時(shí)張拉設(shè)備(泵站)接收系統(tǒng)指令，實(shí)時(shí)調(diào)整變頻電機(jī)工作參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)高精度實(shí)時(shí)調(diào)控油泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)張拉力及加載速度的實(shí)時(shí)精確控制。系統(tǒng)還根據(jù)預(yù)設(shè)的程序，由主機(jī)發(fā)出指令，同步控制每臺設(shè)備的每一個(gè)機(jī)械動作，自動完成整個(gè)張拉過程。

　　智能張拉系統(tǒng)操作簡單，界面人性化，適應(yīng)各種施工場地環(huán)境。借助智能張拉系統(tǒng)，可以自動讀取梁板參數(shù)，智能計(jì)算張拉過程的壓力值，無線控制油泵的進(jìn)退油，實(shí)時(shí)無線采集油壓與位移信息，自動生成預(yù)應(yīng)力張拉記錄表等功能。全程無需人工干預(yù)，且具有錯(cuò)誤糾正、數(shù)據(jù)同步、張拉審核等張拉過程控制，核心是在預(yù)應(yīng)力張拉控制和施工技術(shù)總結(jié)的基礎(chǔ)上，通過計(jì)算機(jī)來控制張拉施工過程，完全改變了傳統(tǒng)的通過人工來操縱油泵進(jìn)行張拉操作，真正地實(shí)現(xiàn)了張拉的同步性控制。

　　3 智能張拉系統(tǒng)主要功能特點(diǎn)

　　1)精確施加應(yīng)力。系統(tǒng)能精確控制施加的預(yù)應(yīng)力值，將誤差范圍由傳統(tǒng)張拉的±15%縮小到 ±1%(2011版橋涵施工技術(shù)規(guī)范7.12.2第2款規(guī)定“張拉力控制應(yīng)力的精度宜為 ± 1.5% ”) 。

　　2)及時(shí)校核伸長量，實(shí)現(xiàn)“雙控”。實(shí)時(shí)采集鋼絞線伸長量，自動計(jì)算伸長量，及時(shí)校核伸長量是否在 ±6%范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)應(yīng)力與伸長量同步“雙控”。

　　3)對稱同步張拉。一臺計(jì)算機(jī)控制兩臺或多臺千斤頂同時(shí)、同步對稱張拉，實(shí)現(xiàn)“多頂同步張拉”工藝(規(guī)范 7.12.2 第1款規(guī)定“各千斤頂之間同步張拉力的允許誤差為 ±2%”)。

　　4)智能控制張拉過程，減少預(yù)應(yīng)力損失。張拉程序智能控制，不受人為、環(huán)境因素影響;停頓點(diǎn)、加載速率、持荷時(shí)間等張拉過程要素完全符合橋梁設(shè)計(jì)和施工技術(shù)規(guī)范要求(規(guī)范規(guī)定持荷時(shí)間為5 min)。最大限度減少了張拉過程中的預(yù)應(yīng)力損失。

　　5)自動生成報(bào)表，杜絕數(shù)據(jù)造假。自動生成張拉記錄表，杜絕人為造假的可能，可進(jìn)行真實(shí)的施工過程還原。同時(shí)還省去了張拉力、伸長量等數(shù)據(jù)的計(jì)算、填寫過程，提高了工作效率。

　　6)遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控功能，方便質(zhì)量管理，提高管理效率。統(tǒng)一業(yè)主、監(jiān)理、施工、檢測單位于同一互聯(lián)網(wǎng)平臺，能實(shí)時(shí)進(jìn)行交互，突破了地域的限制，及時(shí)掌握預(yù)制梁場和橋梁預(yù)應(yīng)力施工質(zhì)量情況，實(shí)現(xiàn)“實(shí)時(shí)跟蹤、智能控制、及時(shí)糾錯(cuò)”。

　　4 智能張拉施工工藝

　　預(yù)應(yīng)力智能張拉過程包括設(shè)備安裝以及智能張拉兩部分。

　　4.1 張拉設(shè)備安裝

　　在張拉作業(yè)之前，相關(guān)技術(shù)人員和監(jiān)理人員對構(gòu)件進(jìn)行檢驗(yàn)，其檢驗(yàn)結(jié)果符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求方可進(jìn)行張拉。經(jīng)平臺系統(tǒng)監(jiān)理單位審核批準(zhǔn)后，張拉控制系統(tǒng)才能啟動。根據(jù)此設(shè)備的使用說明及要求，現(xiàn)場施工作業(yè)人員開始收編穿索、穿索、安裝千斤頂(工作錨及夾片)等施工程序，具體安裝程序如下：

　　1)安裝限位板，限位板由止口與錨板定位;

　　2)安裝專用千斤頂，千斤頂止口應(yīng)對準(zhǔn)限位板;

　　3)安裝工具錨，應(yīng)與前端張拉端錨具對正，使孔位排列一致，不得使鋼絞線在千斤頂?shù)拇┬目装l(fā)生交叉，以免張拉時(shí)出現(xiàn)失錨事故，工具錨夾片均勻涂退錨;

　　4)連千斤頂油管，接油表，接油泵電源;

　　5)開動油泵，將千斤頂活塞來回打出幾次，以排出可能殘存于千斤頂缸體中的空氣。

　　4.2 智能張拉

　　1)啟動張拉智能平臺系統(tǒng)后，現(xiàn)場操作人員、監(jiān)理員現(xiàn)場攝像，由現(xiàn)場操作人員啟動張拉程序。智能張拉平臺系統(tǒng)發(fā)出信號，傳遞給 LZ-5901 智能張拉儀張拉系統(tǒng)，通過張拉系統(tǒng)控制專用千斤頂按預(yù)先系統(tǒng)編制的張拉順序進(jìn)行對稱均衡張拉;

　　2)油泵供油給千斤頂張拉油缸，按五級加載過程依次上升油壓，分級方式為 10% (初應(yīng)力即計(jì)算伸長值的起點(diǎn))，20%，40%，60% ，80% ，100% ;

　　3)張拉過程中智能張拉平臺系統(tǒng)對每一級進(jìn)行測量和記錄，測量每一級張拉后的活塞伸長值的讀數(shù)，并隨時(shí)檢查伸長值與計(jì)算值的偏差;

　　4)張拉時(shí)，通過智能張拉系統(tǒng)平臺和 LZ-5901 智能張拉系統(tǒng)控制好專用千斤頂加載速度，確保給油平穩(wěn)，持荷穩(wěn)定;

　　5)張拉過程中，系統(tǒng)將自動校核測量數(shù)據(jù)，當(dāng)實(shí)際伸長值與理論伸長值相差大于 ± 6% 時(shí)系統(tǒng)將自動報(bào)警，停止張拉。待查明原因，排除問題后，方可進(jìn)行下一步的工作。

　　5 智能張拉施工控制

　　由于預(yù)應(yīng)力張拉施工工藝相對較復(fù)雜、技術(shù)難度大，預(yù)應(yīng)力施工無法直觀地檢查其質(zhì)量，在質(zhì)量認(rèn)證中屬于很難檢查其結(jié)果的特殊控制過程。施工中只有通過控制其過程包括控制預(yù)應(yīng)力材料、設(shè)備、施工人員、施工工藝等來保證施工質(zhì)量。現(xiàn)就結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際張拉情況簡要總結(jié)幾點(diǎn)質(zhì)量安全控制要點(diǎn)。

　　5.1 張拉質(zhì)量控制

　　1)施工中要嚴(yán)格執(zhí)行梳編穿束工藝，以防索力不均勻，鋼絞線穿束時(shí)相互纏繞。

　　2)限位板應(yīng)將寫有對應(yīng)使用規(guī)格數(shù)字的面對準(zhǔn)工作錨板安裝，安裝后保證工作錨板在錨墊板止口內(nèi)。

　　3)保證限位板、千斤頂、工具錨板同軸。

　　4)張拉控制力達(dá)到穩(wěn)定后方可錨固，夾片相互間錯(cuò)位不宜大于 2 mm，露出錨具外高度不應(yīng)大于 4 mm。

　　5)工具錨板錐孔、工具夾片應(yīng)經(jīng)常涂潤滑劑。

　　5.2 張拉順序控制

　　1)張拉順序遵循均勻?qū)ΨQ，偏心荷載小的原則，以確保結(jié)構(gòu)及構(gòu)件受力均勻，張拉過程中不產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)、側(cè)彎，防止混凝土產(chǎn)生超應(yīng)力、過大的附加應(yīng)力與變形。此外，安排張拉順序還應(yīng)考慮到盡量減少張拉設(shè)備來回移動次數(shù)。

　　2)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求張拉順序進(jìn)行施工，盡量做到橫向?qū)ΨQ，避免橫向產(chǎn)生偏心造成平彎開裂現(xiàn)象。

　　3)對于同一束扁錨如采用分索張拉應(yīng)從中心孔開始張拉，再對稱進(jìn)行。

　　5.3 張拉安全控制

　　1)張拉現(xiàn)場應(yīng)有明顯標(biāo)志，與工作無關(guān)的人員嚴(yán)禁入內(nèi)。

　　2)作業(yè)應(yīng)由專人負(fù)責(zé)現(xiàn)場指揮。

　　3)專用千斤頂支架必須與梁端墊板接觸良好，位置正直對稱，嚴(yán)禁多加墊塊，以防支架不穩(wěn)或受力不勻傾倒傷人。

　　4)已張拉完而未進(jìn)行壓漿的梁體，嚴(yán)禁劇烈震動，以防止預(yù)應(yīng)力筋斷裂或錨具崩開而釀成重大事故。

　　6 結(jié)語

　　通過在某高速公路路基八標(biāo)梁體施工中推廣運(yùn)用預(yù)應(yīng)力智能張拉新工藝，從梁板張拉結(jié)果數(shù)據(jù)顯示，張拉施工效果明顯，最高延伸量誤差在 2% 以內(nèi)，實(shí)際伸長量與理論伸長量相差不到1 mm，基本杜絕了人工對張拉質(zhì)量的影響，保證了橋梁預(yù)應(yīng)力的質(zhì)量。相比之下，傳統(tǒng)張拉依靠施工人員手動驅(qū)動油泵、人工量測伸長值、人工記錄張拉數(shù)據(jù)，張拉工藝存在以下問題：張拉力控制誤差過大;鋼絞線伸長值測量不及時(shí)、準(zhǔn)確，未能實(shí)現(xiàn)張拉力和伸長值的雙重同步控制;張拉過程很不規(guī)范，預(yù)應(yīng)力損失大;兩端對稱張拉不同步，結(jié)構(gòu)受力不均;人工記錄數(shù)據(jù)，質(zhì)量隱患被掩蓋。智能張拉系統(tǒng)自動讀取梁板參數(shù)，智能控制施加的預(yù)應(yīng)力值，無線控制油泵的進(jìn)退油，實(shí)時(shí)無線采集油壓與位移信息，自動生成預(yù)應(yīng)力張拉記錄表等。全程無需人工干預(yù)，且對錯(cuò)誤糾正、數(shù)據(jù)同步、張拉校核等張拉過程實(shí)行控制。操作簡單，界面人性化，適應(yīng)各種施工場地環(huán)境，大幅度的改變了傳統(tǒng)施工的弊端，有效提高了施工的精確度(精度 1%)。橋梁預(yù)應(yīng)力智能張拉新工藝的成功實(shí)施，不僅降低了施工中人為因素的影響，減少了張拉施工的誤差，節(jié)約了投資，而且提高了橋梁結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量。

　　此高速公路路基八標(biāo)梁體預(yù)應(yīng)力智能張拉新工藝的成功實(shí)施，真正意義上提高了張拉施工質(zhì)量，保證了橋梁結(jié)構(gòu)安全和耐久性，大大地降低了橋梁全壽命周期成本。該橋梁預(yù)應(yīng)力張拉新工藝的成功應(yīng)用，將給省內(nèi)其他公路橋梁預(yù)應(yīng)力張拉提供寶貴的施工經(jīng)驗(yàn)。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1] 唐前松. T梁預(yù)應(yīng)力智能張拉精細(xì)化施工工藝及施工控制[J]. 公路工程. 2011(04)

　　[2] 張巧仕. 淺談后張法預(yù)應(yīng)力箱梁施工技術(shù)[J]. 技術(shù)與市場. 2011(04)

　　[3] 姚鎖平. 客運(yùn)專線整孔箱梁預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)[J]. 山西建筑. 2008(05)

　　[4] 楊志新. 公路橋梁預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的質(zhì)量控制[J]. 科技信息. 2009(15)

　　[5] 閆世崗. 預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁后張法預(yù)應(yīng)力施工控制要點(diǎn)[J]. 山西建筑. 2009(01)