溫家龍

（贛州市公路發(fā)展中心信豐分中心，江西信豐331600）

0 引言

智能數(shù)控張拉技術(shù)在橋梁項(xiàng)目建設(shè)領(lǐng)域中作用很大，能夠?qū)崿F(xiàn)快捷的施工效果，對(duì)推進(jìn)橋梁項(xiàng)目工程的開展有著重要幫助，所以在項(xiàng)目開展階段要按照預(yù)應(yīng)力智能數(shù)控張拉技術(shù)的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)做好工藝的規(guī)范，這樣才能夠提高橋梁工程項(xiàng)目的施工質(zhì)量以及施工效果。

1 智能張拉設(shè)備功能特點(diǎn)

第一，張拉力精確控制。智能張拉系統(tǒng)通過(guò)智能系統(tǒng)控制，利用系統(tǒng)可以精確的控制千斤頂施加的預(yù)應(yīng)力參數(shù)值，保證誤差不會(huì)超過(guò)±1%，避免因?yàn)閺埨粶?zhǔn)確而導(dǎo)致出現(xiàn)開裂、下?lián)系任：?，?duì)于提高結(jié)構(gòu)安全性和質(zhì)量水平有重要價(jià)值，減少資金投入。第二，保證延伸量測(cè)量的精確性。通過(guò)系統(tǒng)裝載的傳感器能夠直接確定鋼絞線的延伸量，將其傳輸?shù)接?jì)算機(jī)內(nèi)，可以自動(dòng)化計(jì)算延伸量參數(shù)，檢驗(yàn)是否符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到有效控制，精度合格。第三，同步對(duì)稱張拉施工。一臺(tái)計(jì)算機(jī)可以實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)或者多臺(tái)千斤頂?shù)目刂?，同時(shí)、同步張拉施工，多臺(tái)千斤頂頂升作用力相同，避免因?yàn)閺埨煌蕉霈F(xiàn)扭曲等危害性問題。這一系統(tǒng)達(dá)到控制的精度與標(biāo)準(zhǔn)，保證預(yù)應(yīng)力施工質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，確保橋梁安全性、耐久性符合要求，不僅能保護(hù)人們的生命安全，還能夠降低項(xiàng)目運(yùn)行的成本，所以是一種非常先進(jìn)且有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的技術(shù)。第四，張拉環(huán)節(jié)規(guī)范化管理。利用一鍵操作可以完成張拉作業(yè)，實(shí)現(xiàn)智能化的控制，沒有人為、環(huán)境等要素的干擾和影響，并且做好停頓點(diǎn)、加載速率、持荷時(shí)間等張拉階段的控制，符合技術(shù)要求。通過(guò)規(guī)范張拉控制，減小張拉環(huán)節(jié)的損失，達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的要求。第五，進(jìn)行質(zhì)量控制。業(yè)主、監(jiān)理、施工、檢測(cè)單位同時(shí)進(jìn)入相同的互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)中，進(jìn)行實(shí)時(shí)交互管理，不會(huì)受到時(shí)空的限制，能夠隨時(shí)掌握橋梁施工的具體情況，利用張拉控制減小預(yù)應(yīng)力的損失，保證預(yù)應(yīng)力達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。第六，遠(yuǎn)程監(jiān)控。利用系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，隨時(shí)掌握技術(shù)參數(shù)，做好質(zhì)量管控，提升管理效率[1]。

2 預(yù)應(yīng)力混凝土的重要性

預(yù)應(yīng)力主要是通過(guò)人為在混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)施加內(nèi)部應(yīng)力，利用混凝土的鋼筋張拉應(yīng)力作用，讓其形成良好的運(yùn)行狀態(tài)，可以消除荷載形成的拉應(yīng)力，進(jìn)而可以保證混凝土結(jié)構(gòu)部件內(nèi)應(yīng)用荷載而不會(huì)發(fā)生開裂的問題。預(yù)應(yīng)力張拉施工作業(yè)是預(yù)應(yīng)力施工的重要環(huán)節(jié)，對(duì)于提高整體結(jié)構(gòu)的質(zhì)量會(huì)產(chǎn)生積極的影響。預(yù)應(yīng)力筋張拉施工要解決伸長(zhǎng)值、預(yù)應(yīng)力錨固損失、孔道摩擦損失、應(yīng)力松弛損失等問題，同時(shí)其傳力的系統(tǒng)比較復(fù)雜。預(yù)應(yīng)力筋張拉力的參數(shù)高低，對(duì)于張拉施工的質(zhì)量有著直接的影響。張拉力越大，預(yù)應(yīng)力值也會(huì)越高，結(jié)構(gòu)部件的抗裂性也就越好；但是預(yù)應(yīng)力筋在使用中，容易出現(xiàn)應(yīng)力過(guò)大的情況，結(jié)構(gòu)部件發(fā)生裂縫的載荷與破壞載荷是比較相近的，而很多破壞前并不會(huì)有預(yù)兆，一旦發(fā)生，就會(huì)導(dǎo)致較大的危險(xiǎn)。此外，如果張拉力過(guò)高，結(jié)構(gòu)部件反拱過(guò)大或者預(yù)拉區(qū)發(fā)生裂縫的危險(xiǎn)。反之，張拉環(huán)節(jié)預(yù)應(yīng)力損失較大的情況，有效應(yīng)力值也就會(huì)越小，構(gòu)件會(huì)過(guò)早的出現(xiàn)裂縫問題，這也是不安全的。預(yù)應(yīng)力張拉施工必須做好全面控制，這是提高運(yùn)行安全性的關(guān)鍵，只要精度不合格，輕則造成錨固端出現(xiàn)裂紋、反拱過(guò)大，重則會(huì)造成結(jié)構(gòu)發(fā)生橫向裂縫、拉斷等事故，從而導(dǎo)致嚴(yán)重的安全事故發(fā)生，給人們的生命財(cái)產(chǎn)造成嚴(yán)重的威脅。

3 施工準(zhǔn)備

智能張拉系統(tǒng)包含千斤頂、泵站、控制系統(tǒng)、傳感器等部件。

其一，單束預(yù)應(yīng)力兩側(cè)同時(shí)張拉，見圖1。

圖1 單束預(yù)應(yīng)力兩端同步張拉

其二，束預(yù)應(yīng)力兩端對(duì)稱同步張拉。

其三，千斤頂主要是通過(guò)預(yù)應(yīng)力束加載執(zhí)行結(jié)構(gòu)形式，需要設(shè)置兩側(cè)位移傳感器系統(tǒng)，并且利用千斤頂來(lái)測(cè)量活塞量數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)壓力的控制。

其四，泵站系統(tǒng)包含主、副站的系統(tǒng)形式，給系統(tǒng)提供動(dòng)力系統(tǒng)，保證啟動(dòng)、調(diào)壓、卸荷、故障報(bào)警等方面實(shí)現(xiàn)同時(shí)運(yùn)行。在泵站系統(tǒng)內(nèi)，具體是電機(jī)、泵組、換向閥、溢流閥等部件構(gòu)成，利用壓力傳感器獲取壓力參數(shù)，對(duì)保證運(yùn)行效果有重要作用。

其五，做好程序控制，主要是通過(guò)手提電腦、控制系統(tǒng)、開關(guān)量、模擬量、變頻器等控制，在施工中要通過(guò)傳感器獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息，然后應(yīng)用電磁閥、變頻器動(dòng)作控制，在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行預(yù)應(yīng)力參數(shù)的精確性控制，從而可以保證數(shù)據(jù)有效的控制，并且利用網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)連接控制，將各種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到計(jì)算機(jī)內(nèi)，實(shí)現(xiàn)全面控制[2]。

4 施工工藝分析和研究

4.1 工藝流程

智能數(shù)控張拉工藝可見圖2。

圖2 智能數(shù)控張拉工藝流程圖

4.2 操作要點(diǎn)

4.2.1 準(zhǔn)備工作

（1）在張拉工作前，需要準(zhǔn)備的系統(tǒng)使用的配套設(shè)施，比如限位板、錨具、夾片、計(jì)算機(jī)等相關(guān)設(shè)施準(zhǔn)備充足，各項(xiàng)性能符合運(yùn)行的要求，完全滿足系統(tǒng)功能的標(biāo)準(zhǔn)。

（2）根據(jù)張拉工作的清單，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)備準(zhǔn)備和清點(diǎn)，保證其完整性，數(shù)量符合要求，配件滿足使用的需要。

（3）進(jìn)行智能張拉千斤頂?shù)木幪?hào)控制，在使用之前，工作人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)單位實(shí)施標(biāo)記和控制，保證張拉參數(shù)符合應(yīng)用的要求，確定具體的公式來(lái)計(jì)算。

（4）明確張拉部件。張拉施工開始前，對(duì)各個(gè)部件尺寸進(jìn)行全面的控制，確保其強(qiáng)度、剛性方面都符合要求，完全按照設(shè)計(jì)方案的要求進(jìn)行制作，如果無(wú)法達(dá)到張拉設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，強(qiáng)度也要控制在設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的80%以上；張拉作業(yè)前，檢查錨墊板下部以及周邊結(jié)構(gòu)部位混凝土強(qiáng)度性能，如果密實(shí)度不夠或者有其他質(zhì)量問題，需要技術(shù)補(bǔ)強(qiáng)處理，在強(qiáng)度合格后才能進(jìn)行張拉施工。

（5）及時(shí)進(jìn)行張拉交底，學(xué)習(xí)相關(guān)的技術(shù)軟件和操作規(guī)程。

（6）設(shè)置張拉設(shè)備。張拉設(shè)備應(yīng)該選擇在張拉結(jié)構(gòu)部件的側(cè)面，保證不會(huì)給結(jié)構(gòu)部件產(chǎn)生任何的影響，達(dá)到張拉施工的標(biāo)準(zhǔn)，完全符合使用的標(biāo)準(zhǔn)要求[3]。

4.2.2 電源線連接

由電力工程師對(duì)現(xiàn)場(chǎng)電路進(jìn)行檢查，三項(xiàng)電源符合連接的要求，接電箱內(nèi)一般都標(biāo)設(shè)置有2、4、6 位置火線，字母N 為零線。保證直接把接頭弄斷，電線連接工作結(jié)束后，應(yīng)用試電筆做好檢查，以滿足運(yùn)行的壓強(qiáng)。如果系統(tǒng)帶電，則禁止連線作業(yè)，且要確保插頭連接穩(wěn)定、牢固，不會(huì)給系統(tǒng)的運(yùn)行產(chǎn)生負(fù)面的影響。

4.2.3 主機(jī)與千斤頂連接

主機(jī)和千斤頂連接穩(wěn)定之后，要進(jìn)行全面的檢查，保證張拉設(shè)備接頭位置上油管連接達(dá)到密封性要求，沒有發(fā)生漏油的問題，進(jìn)油管與回油管順利設(shè)置，不能存在交叉設(shè)置的情況。油管連接時(shí)應(yīng)用銅墊片的方式以防止發(fā)生漏油的問題。進(jìn)油管安裝要臨近數(shù)據(jù)線接口，應(yīng)用保護(hù)彈簧進(jìn)行接口部位的保護(hù)處理；回油管安裝要遠(yuǎn)離數(shù)據(jù)線接口，一側(cè)直接和千斤頂安全閥油嘴連接。

4.2.4 專用千斤頂、天線、數(shù)據(jù)線安裝

限位閥安裝結(jié)束后，保證千斤頂安裝符合要求，一般可以采用手拉葫蘆等固定處理。安裝結(jié)束后，立即進(jìn)行工具錨和夾片的安裝。工具夾片安裝要達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求，如果沒有起到一定作用，說(shuō)明其伸長(zhǎng)量已經(jīng)嚴(yán)重超出設(shè)計(jì)方案的標(biāo)準(zhǔn)要求。利用張拉儀和千斤頂連接，掌握其運(yùn)行的數(shù)據(jù)，在一個(gè)張拉工作完成后，不能影響數(shù)據(jù)線的運(yùn)行，保證移動(dòng)性合格。為了保證張拉達(dá)到均勻性的要求，需要使用梳編傳輸?shù)姆绞竭M(jìn)行施工，然后安裝儀器天線。安裝結(jié)束后，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員進(jìn)行各個(gè)部件的檢查和控制[4]。

5 智能張拉注意要點(diǎn)

一是在作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)加強(qiáng)張拉工藝控制，執(zhí)行現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求，作業(yè)人員必須經(jīng)過(guò)培訓(xùn)才能進(jìn)入工作崗位中，并且加強(qiáng)防護(hù)與管理，確保現(xiàn)場(chǎng)施工的安全性。二是錨具安裝達(dá)到準(zhǔn)確性的要求，結(jié)構(gòu)或者部件必須達(dá)到強(qiáng)度與彈性模量的要求。三是智能張拉設(shè)備軟件調(diào)整到主界面，檢查軟件分析和控制數(shù)據(jù)，達(dá)到正常的狀態(tài)才能進(jìn)行后續(xù)的張拉。開啟設(shè)備按鍵再次進(jìn)行梁板兩側(cè)千斤頂?shù)恼{(diào)整，保證是匹配設(shè)置的，并且開啟兩側(cè)部件同時(shí)張拉施工，達(dá)到電機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定性的要求。四是千斤頂?shù)陌惭b階段，工具錨要和前端的錨結(jié)構(gòu)對(duì)正，保證每根預(yù)應(yīng)力都符合順直的要求，不會(huì)發(fā)生偏差的問題。張拉施工環(huán)節(jié)，千斤頂、預(yù)應(yīng)力錨筋、錨具必須布置在同一直線上。五是預(yù)應(yīng)力筋張拉環(huán)節(jié)，保證張拉順序和壓力符合要求，嚴(yán)格執(zhí)行壓力控制的要求，達(dá)到運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，順序符合要求，且可以超出設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)約5%，但是在任何情況下都不能超出最大設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。六是預(yù)應(yīng)力筋張拉時(shí)，必須做好應(yīng)力控制，伸長(zhǎng)值符合設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)際伸長(zhǎng)值進(jìn)行測(cè)量，與理論伸長(zhǎng)值對(duì)比分析，保證其偏差不會(huì)超出規(guī)定的要求，通常偏差不超過(guò)±6%，否則不能持續(xù)性張拉施工；如果發(fā)現(xiàn)偏差嚴(yán)重，組織技術(shù)人員檢查形成原因，結(jié)合情況做出改進(jìn)和調(diào)整，合格后才能開始繼續(xù)張拉。環(huán)形筋、U 型筋半徑較小的情況下，實(shí)際伸長(zhǎng)值與理論伸長(zhǎng)值必須經(jīng)過(guò)試驗(yàn)檢測(cè)合格，不會(huì)超出設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

6 張拉作業(yè)完成

首先，每個(gè)部件張拉施工后，先關(guān)閉操作設(shè)備，然后切斷電源，確認(rèn)安全后拆除千斤頂。其次，張拉施工后，做好設(shè)備保管工作，對(duì)于暫時(shí)不使用的設(shè)備必須組織人員進(jìn)行管理，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)維護(hù)管理，不會(huì)發(fā)生損壞的問題。最后，下次張拉設(shè)備使用前，應(yīng)消除偏差和影響，保證張拉施工的精度合格。通過(guò)測(cè)力傳感器進(jìn)行張拉檢測(cè)的過(guò)程中，必須保證其參數(shù)符合要求，且每年經(jīng)過(guò)一次國(guó)家檢定，合格后才能投入使用。

7 橋梁預(yù)應(yīng)力張拉時(shí)常見控制要點(diǎn)

7.1 預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉伸長(zhǎng)量不夠

7.1.1 主要原因

（1）預(yù)留管道順直度不足，會(huì)導(dǎo)致管道和預(yù)應(yīng)力筋存在摩阻力增大的情況，因?yàn)槠骄鶑埨瓚?yīng)力的下降，導(dǎo)致伸長(zhǎng)值無(wú)法滿足要求。

（2）張拉施工前，先應(yīng)用預(yù)應(yīng)力筋穿越混凝土管道的形式，管道漏漿將部分預(yù)應(yīng)力筋進(jìn)行連接，達(dá)到穩(wěn)固性的要求，張拉環(huán)節(jié)應(yīng)該保證預(yù)應(yīng)力筋的拉力為零，伸長(zhǎng)量基本為零，總伸長(zhǎng)量無(wú)法滿足要求。

（3）經(jīng)過(guò)檢測(cè)分析實(shí)際伸長(zhǎng)量參數(shù)和理論計(jì)算參數(shù)有差異時(shí)，彈性模量數(shù)據(jù)存在明顯差異。

7.1.2 防治措施

（1）預(yù)埋預(yù)應(yīng)力管道的環(huán)節(jié)，各個(gè)坐標(biāo)位置都必須進(jìn)行控制，達(dá)到精度的要求，固定達(dá)到牢固性、穩(wěn)定性的要求，管道順直度合格。混凝土振搗施工階段，不會(huì)存在觸碰管道的情況，也不會(huì)導(dǎo)致管道發(fā)生位移。

（2）混凝土澆筑與振搗施工階段，都必須做好管道的防護(hù)處理，不能使插入振搗器和管道有接觸，距離符合要求，防止發(fā)生管道偏移或者漏振的問題，同時(shí)組織專人間隔10～20min 把預(yù)應(yīng)力筋張拉施工，直到最后澆筑后達(dá)到初凝的狀態(tài)。一是需要進(jìn)行預(yù)應(yīng)力筋的檢查，確定水泥漿是否達(dá)到緊固性要求；二是利用推拉預(yù)應(yīng)力筋的方式直接將其拉入凹槽內(nèi)，保證管道達(dá)到平滑性的要求。預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉前，可以進(jìn)行再次張拉施工，以保證不會(huì)發(fā)生凝結(jié)的情況。

（3）計(jì)算理論伸長(zhǎng)值，同時(shí)根據(jù)試驗(yàn)進(jìn)行彈性模量參數(shù)的確定，以得到具體的試驗(yàn)數(shù)據(jù)信息。

7.2 管道堵塞預(yù)應(yīng)力鋼筋

7.2.1 主要原因

（1）因?yàn)楣艿肋B接處理不到位或者管道存在小孔，也可能是振搗不合格容易導(dǎo)致漏振的問題，澆筑環(huán)節(jié)發(fā)生漏漿的情況，結(jié)構(gòu)性能下降。

（2）穿越預(yù)應(yīng)力鋼筋的過(guò)程中，端頭部位的波紋管損壞而發(fā)生彎曲的問題。

7.2.2 防治措施

（1）波紋管安裝前要做好全面檢查，保證沒有小孔等問題，如果存在，需要使用膠帶封閉。

（2）加強(qiáng)波紋管安裝質(zhì)量控制，保證接頭平滑，沒有發(fā)生卷曲變形的問題，使用膠帶包裹，確保不會(huì)發(fā)生漏漿的問題。

（3）澆筑最后一層混凝土結(jié)構(gòu)，達(dá)到初凝的狀態(tài)，使用兩根長(zhǎng)度稍微超出結(jié)構(gòu)的滑拉塊鋼筋進(jìn)行來(lái)回穿越，逐步地拉平一些有缺陷的位置，達(dá)到結(jié)構(gòu)平滑性的要求。

7.3 張拉拱度或放張拱度偏大或偏小

預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)部件張拉或者放張的過(guò)程中，結(jié)構(gòu)部件受到預(yù)應(yīng)力筋的持續(xù)作用，因?yàn)榻孛娲嬖谄膲毫Γ詴?huì)形成拱度的情況，這樣并未明確標(biāo)準(zhǔn)，難以達(dá)到設(shè)計(jì)的要求，但是也能夠反映出技術(shù)指標(biāo)。施工作業(yè)人員需要根據(jù)具體的情況展開測(cè)量和控制，保證各個(gè)結(jié)構(gòu)部分都處于可控的范圍內(nèi)，各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)合格，預(yù)應(yīng)力張拉和放張的施工質(zhì)量達(dá)標(biāo)。

8 結(jié)語(yǔ)

橋梁工程預(yù)應(yīng)力智能數(shù)控張拉施工技術(shù)有著非常明顯的優(yōu)勢(shì)，符合安全、精度、同步、自動(dòng)控制的標(biāo)準(zhǔn)，能夠達(dá)到張拉施工的標(biāo)準(zhǔn)要求，可以推廣應(yīng)用。該技術(shù)可以消除張拉施工的質(zhì)量缺陷，促進(jìn)施工總體水平的提升，可以在建筑工程中廣泛投入使用。