桥梁预应力智能张拉施工控制

1、T梁预应力智能张拉精细化施工工艺及施工控制 引 言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。如何改进和细化施工技术使预应力张拉能有效地完成，如何对整个桥梁预应力工程加以控制，已经成为亟待解决的重要问题。然而，传统的预应力张拉控制方法由于受到监测手段的限制，其同步精度根本无法保证。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，严重影响有效预应力的建立。如何严格控制有效预应力的大小及其不均匀度，确保桥梁预应力张拉施工质量符合设计和规范要求，是解决当前因施工不当而造成桥梁预应力病害问题的最有

2、效、最直接的方法，具有重大的现实意义。40米T桥梁预应力施工，实行桥梁预应力智能张拉精细化施工技术，对预应力张拉实时全程跟踪、智能控制、及时纠错。基本上消除了人工张拉中测量精度较低，容易引发人员伤害安全事故存在的问题，减少环境与人为等因素的影响，切实有效的控制锚下预应力的大小，改进施工工艺和规范张拉过程，提高预应力施工质量，保证了桥梁结构安全和耐久性，降低了桥梁全寿命周期成本。 1 、工程概况 桥梁中心桩号为：K17+850，起终点桩号：K16+770K19+930，全长2160米，桥面宽度2×12.0米，双向四车道。边跨为39.52m；预制梁高2.5m。主桥上部采用预应力混凝土连续

3、T梁，先简支后结构连续，按全预应力构件设计。主梁采用C50混凝土，采用高强低松弛预应力钢绞线，其抗拉强度标准值fpk1860MPa，直径为15.20mm，面积为139.0mm2，弹性模量Ep1.95×105MPa。预制T梁正弯矩钢束采用15-8型、15-9型系列锚具及其配件，预应力管道采用圆形金属波纹管；预制梁在墩顶处的负弯矩钢束采用BM15-4型扁锚及其配件，管道采用扁形金属波纹管。 2 、智能张拉系统及工作原理桥梁预应力张拉智能控制系统主要组成部分有：智能张拉系统平台、 LZ-5901智能张拉仪和专用千斤顶组成。详见图1、2、3。 图1智能张拉系统平台智能张拉系统操作简单，界面人

4、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、张拉申核等张拉过程控制，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，真正地实现了张拉的同步性控制。 图2 LZ-5901智能张拉系统 图3专用千斤顶 施工单位根据系统预先设定的不同账号、角色和使用权限，通过智能张拉系统平台，输入申请张拉的梁板编号，即可提取张拉要素，在填写相关信息之后，提交张拉申请，

5、系统将通过计算系统自动计算张拉力和伸长值控制值，一切张拉准备就绪，经由监理单位审核批准后，施工单位启动“张拉施工控制”智能张拉系统平台界面。由LZ-5901智能张拉系统输出液压油量控制信息，通过专用千斤顶液压终端来达到智能控制张拉的目的。张拉完成后数据自动上传，通过智能张拉平台系统，施工单位、监理、业主可以根据预先设定的用户权限登录平台系统，对整个张拉进度、延伸率、起拱度等过程进行全面控制了解。如有不符合质量要求，系统将及时预警，并提供预应力张拉控制“平均张拉力”和“理论伸长量”分析指标，分析原因，及时积累数据，还可原张拉过程，积累工程经验。同时，该智能张拉系统与传统张拉方式相比，能够使业主、

6、监理、施工单位、检测单位在同一个平台上进行交互，而交互的媒介是通过互联网，因而突破了地域的限制，实现质量管理的严密性。张拉过程中产生的数据都能够通过无线网络反映到业主面前，便于业主进行施工质量控制。 3、 智能张拉施工工艺整个智能张拉过程包括设备安装、智能张拉。3.1张拉设备安装在张拉作业之前，相关技术人员和监理人员对构件进行检验，其检验结果符合质量标准要求方可进行张拉。经平台系统监理单位审核批准后，张拉控制系统才能启动。根据此设备的使用说明及要求，现场施工作业人员开始收编穿索、穿索、安装千斤顶（工作锚及夹片）等施工程序，具体安装程序如下： 3.1.1安装限位板，限位板有止口与锚板定位； 3.

7、1.2安装专用千斤顶，千斤顶止口应对准限位板，如图4； 图4专用千斤顶安装示意图 3.1.3安装工具锚，应与前端张拉端锚具对正，使孔位排列一致，不得使钢绞线在千斤顶的穿心孔发生交叉，以免张拉时出现失锚事故，工具锚夹片均匀涂退锚灵。 3.1.4连千斤顶油管，接油表，接油泵电源； 3.1.5开动油泵，将千斤顶活塞来回打出几次，以排出可能残存于千斤顶缸体中的空气。3.2智能张拉 3.2.1启动张拉智能平台系统后，现场操作人员、监理员现场摄像，由现场操作人员启动张拉程序如图5。图5 启动张拉程序 图6 张拉控制智能张拉平台系统发出信号，传递给LZ-5901智能张拉仪张拉系统，通过张拉系统控制专用千斤顶

8、按预先系统编制的张拉顺序进行对称均衡张拉； 3.2.2油泵供油给千斤顶张拉油缸，按五级加载过程依次上升油压，分级方式为10%(初应力即计算伸长值的起点),20%、40%、60%、80%、100%； 3.2.3张拉过程中智能张拉平台系统对每一级进行测量和记录，测量每一级张拉后的活塞伸长值的读数，并随时检查伸长值与计算值的偏差； 3.2.4张拉时，通过智能张拉系统平台和LZ-5901智能张拉系统控制好专用千斤顶加载速度，确保给油平稳，持荷稳定，如图6； 3.2.5 张拉过程中，系统将自动校核测量数据，当实际伸长值与理论伸长值相差大于正负6%时系统将自动报警，停止张拉。待查明原因，排除问题后，方可进

9、行下一步的工作。4、智能张拉精细化施工控制由于预应力混凝土结构施工工艺较复杂、技术难度大，预应力施工无法直观地检查其质量，在质量认证中属于很难检查其结果的特殊控制过程。只有通过控制其过程包括控制预应力材料、设备、施工人员、施工工艺等来控制施工质量。关于这方面的预应力张拉质量控制方法在许多技术规范、操作规程、施工手则中有很详细的要求，这里就不赘述了，现就结合项目实际张拉情况简要总结几点质量安全控制要点。4.1张拉顺序控制：4.1.1张拉顺序遵循均匀对称，偏心荷载小的原则，以确保结构及构件受力均匀，张拉过程中不产生扭转、侧弯，防止混凝土产生超应力、过大的附加应力与变形。此外，安排张拉顺序还应考虑到

10、尽量减少张拉设备来回移动次数。4.1.2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，尽量做到横向对称，避免横向产生偏心造成平弯开裂现象。4.1.3对于同一束扁锚如采用分索张拉应从中心孔开始张拉，再对称进行。4.2张拉质量控制：4.2.1施工中要严格执行梳编穿束工艺，以防索力不均度，钢绞线穿束时相互缠绕。限位板应将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；保证限位板、千斤顶、工具锚板同轴。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2mm，露出锚具外高度不应大于4mm。工

11、具锚板锥孔、工具夹片应经常涂润滑剂。4.3张拉安全控制：4.3.1张拉现场应有明显标志，与工作无关的人员严禁入内。 4.3.2作业应由专人负责现场指挥。4.3.3专用千斤顶支架必须与梁端垫板接触良好，位置正直对称，严禁多加垫块，以防支架不稳或受力不匀倾到伤人。4.3.4已张拉完，而未压浆的梁，严禁剧烈震动。以防止预应力筋断裂或锚具崩开而酿成重大事故。 5 、 结语通过在40米T梁施工中，推广运用T梁预应力智能张拉精细化施工工艺及施工控制方案，从已完工的98片梁板张拉数据结果显示，张拉施工效果明显，最高延伸量误差在2%以内，实际伸长量与理论伸长量相差不到1毫米。基本杜绝了人工对张拉施工的影响，保证了桥梁预应力的质量。相比之下，传统张拉依靠施工人员手动操作方向阀，实现方向的切换的施工方法，人工量测伸长值，无法有效对预应力钢绞线的承受张拉力以及张拉长度进行实时监控。智能张拉系统自动读取梁板参数，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。全程无需人工干预，且对错误纠正、数据同步、张拉申核等张拉过程实行控制。操作简单，界面人性化，适应各种施工场地环境，