橋梁預應力智能張拉施工控制VIP

1、T梁預應力智能張拉精細化施工工藝及施工控制 引 言大量在役的預應力橋梁調查和檢測結果表明，相當部分的預應力橋梁質量隱患來源于預應力張拉施工不規(guī)范和缺乏有效的質量控制手段。如何改進和細化施工技術使預應力張拉能有效地完成，如何對整個橋梁預應力工程加以控制，已經成為亟待解決的重要問題。然而，傳統(tǒng)的預應力張拉控制方法由于受到監(jiān)測手段的限制，其同步精度根本無法保證。張拉中停頓時間不充分，使得預應力筋回縮、錨具變形等原因引起的預應力損失十分大，嚴重影響有效預應力的建立。如何嚴格控制有效預應力的大小及其不均勻度，確保橋梁預應力張拉施工質量符合設計和規(guī)范要求，是解決當前因施工不當而造成橋梁預應力病害問題的最有

2、效、最直接的方法，具有重大的現(xiàn)實意義。40米T橋梁預應力施工，實行橋梁預應力智能張拉精細化施工技術，對預應力張拉實時全程跟蹤、智能控制、及時糾錯?；旧舷巳斯埨袦y量精度較低，容易引發(fā)人員傷害安全事故存在的問題，減少環(huán)境與人為等因素的影響，切實有效的控制錨下預應力的大小，改進施工工藝和規(guī)范張拉過程，提高預應力施工質量，保證了橋梁結構安全和耐久性，降低了橋梁全壽命周期成本。 1 、工程概況 橋梁中心樁號為：K17+850，起終點樁號：K16+770K19+930，全長2160米，橋面寬度2×12.0米，雙向四車道。邊跨為39.52m；預制梁高2.5m。主橋上部采用預應力混凝土連續(xù)

3、T梁，先簡支后結構連續(xù)，按全預應力構件設計。主梁采用C50混凝土，采用高強低松弛預應力鋼絞線，其抗拉強度標準值fpk1860MPa，直徑為15.20mm，面積為139.0mm2，彈性模量Ep1.95×105MPa。預制T梁正彎矩鋼束采用15-8型、15-9型系列錨具及其配件，預應力管道采用圓形金屬波紋管；預制梁在墩頂處的負彎矩鋼束采用BM15-4型扁錨及其配件，管道采用扁形金屬波紋管。 2 、智能張拉系統(tǒng)及工作原理橋梁預應力張拉智能控制系統(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組成。詳見圖1、2、3。 圖1智能張拉系統(tǒng)平臺智能張拉系統(tǒng)操作簡單，界面人

4、性化，適應各種施工場地環(huán)境。借助智能張拉系統(tǒng)，可以自動讀取梁板參數(shù)，智能計算張拉過程的壓力值，無線控制油泵的進退油，實時無線采集油壓與位移信息，自動生成預應力張拉記錄表等功能。全程無需人工干預，且具有錯誤糾正、數(shù)據同步、張拉申核等張拉過程控制，核心是在預應力張拉控制和施工技術總結的基礎上，通過計算機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行張拉操作，真正地實現(xiàn)了張拉的同步性控制。 圖2 LZ-5901智能張拉系統(tǒng) 圖3專用千斤頂 施工單位根據系統(tǒng)預先設定的不同賬號、角色和使用權限，通過智能張拉系統(tǒng)平臺，輸入申請張拉的梁板編號，即可提取張拉要素，在填寫相關信息之后，提交張拉申請，

5、系統(tǒng)將通過計算系統(tǒng)自動計算張拉力和伸長值控制值，一切張拉準備就緒，經由監(jiān)理單位審核批準后，施工單位啟動“張拉施工控制”智能張拉系統(tǒng)平臺界面。由LZ-5901智能張拉系統(tǒng)輸出液壓油量控制信息，通過專用千斤頂液壓終端來達到智能控制張拉的目的。張拉完成后數(shù)據自動上傳，通過智能張拉平臺系統(tǒng)，施工單位、監(jiān)理、業(yè)主可以根據預先設定的用戶權限登錄平臺系統(tǒng)，對整個張拉進度、延伸率、起拱度等過程進行全面控制了解。如有不符合質量要求，系統(tǒng)將及時預警，并提供預應力張拉控制“平均張拉力”和“理論伸長量”分析指標，分析原因，及時積累數(shù)據，還可原張拉過程，積累工程經驗。同時，該智能張拉系統(tǒng)與傳統(tǒng)張拉方式相比，能夠使業(yè)主、

6、監(jiān)理、施工單位、檢測單位在同一個平臺上進行交互，而交互的媒介是通過互聯(lián)網，因而突破了地域的限制，實現(xiàn)質量管理的嚴密性。張拉過程中產生的數(shù)據都能夠通過無線網絡反映到業(yè)主面前，便于業(yè)主進行施工質量控制。 3、 智能張拉施工工藝整個智能張拉過程包括設備安裝、智能張拉。3.1張拉設備安裝在張拉作業(yè)之前，相關技術人員和監(jiān)理人員對構件進行檢驗，其檢驗結果符合質量標準要求方可進行張拉。經平臺系統(tǒng)監(jiān)理單位審核批準后，張拉控制系統(tǒng)才能啟動。根據此設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： 3.1.1安裝限位板，限位板有止口與錨板定位； 3.

7、1.2安裝專用千斤頂，千斤頂止口應對準限位板，如圖4； 圖4專用千斤頂安裝示意圖 3.1.3安裝工具錨，應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，以免張拉時出現(xiàn)失錨事故，工具錨夾片均勻涂退錨靈。 3.1.4連千斤頂油管，接油表，接油泵電源； 3.1.5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。3.2智能張拉 3.2.1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如圖5。圖5 啟動張拉程序 圖6 張拉控制智能張拉平臺系統(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

8、按預先系統(tǒng)編制的張拉順序進行對稱均衡張拉； 3.2.2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%(初應力即計算伸長值的起點),20%、40%、60%、80%、100%； 3.2.3張拉過程中智能張拉平臺系統(tǒng)對每一級進行測量和記錄，測量每一級張拉后的活塞伸長值的讀數(shù)，并隨時檢查伸長值與計算值的偏差； 3.2.4張拉時，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，如圖6； 3.2.5 張拉過程中，系統(tǒng)將自動校核測量數(shù)據，當實際伸長值與理論伸長值相差大于正負6%時系統(tǒng)將自動報警，停止張拉。待查明原因，排除問題后，方可進

9、行下一步的工作。4、智能張拉精細化施工控制由于預應力混凝土結構施工工藝較復雜、技術難度大，預應力施工無法直觀地檢查其質量，在質量認證中屬于很難檢查其結果的特殊控制過程。只有通過控制其過程包括控制預應力材料、設備、施工人員、施工工藝等來控制施工質量。關于這方面的預應力張拉質量控制方法在許多技術規(guī)范、操作規(guī)程、施工手則中有很詳細的要求，這里就不贅述了，現(xiàn)就結合項目實際張拉情況簡要總結幾點質量安全控制要點。4.1張拉順序控制：4.1.1張拉順序遵循均勻對稱，偏心荷載小的原則，以確保結構及構件受力均勻，張拉過程中不產生扭轉、側彎，防止混凝土產生超應力、過大的附加應力與變形。此外，安排張拉順序還應考慮到

10、盡量減少張拉設備來回移動次數(shù)。4.1.2對于T梁橫向兩束并排，其中一束只張拉50%設計應力。另一束張拉至100%設計應力，再回過頭來將先張拉的力補張拉至100%設計力，盡量做到橫向對稱，避免橫向產生偏心造成平彎開裂現(xiàn)象。4.1.3對于同一束扁錨如采用分索張拉應從中心孔開始張拉，再對稱進行。4.2張拉質量控制：4.2.1施工中要嚴格執(zhí)行梳編穿束工藝，以防索力不均度，鋼絞線穿束時相互纏繞。限位板應將寫有對應使用規(guī)格數(shù)字的面對準工作錨板安裝，安裝后保證工作錨板在錨墊板止口內；保證限位板、千斤頂、工具錨板同軸。張拉控制力達到穩(wěn)定后方可錨固，夾片相互間錯位不宜大于2mm，露出錨具外高度不應大于4mm。工

11、具錨板錐孔、工具夾片應經常涂潤滑劑。4.3張拉安全控制：4.3.1張拉現(xiàn)場應有明顯標志，與工作無關的人員嚴禁入內。 4.3.2作業(yè)應由專人負責現(xiàn)場指揮。4.3.3專用千斤頂支架必須與梁端墊板接觸良好，位置正直對稱，嚴禁多加墊塊，以防支架不穩(wěn)或受力不勻傾到傷人。4.3.4已張拉完，而未壓漿的梁，嚴禁劇烈震動。以防止預應力筋斷裂或錨具崩開而釀成重大事故。 5 、 結語通過在40米T梁施工中，推廣運用T梁預應力智能張拉精細化施工工藝及施工控制方案，從已完工的98片梁板張拉數(shù)據結果顯示，張拉施工效果明顯，最高延伸量誤差在2%以內，實際伸長量與理論伸長量相差不到1毫米?；径沤^了人工對張拉施工的影響，保證了橋梁預應力的質量。相比之下，傳統(tǒng)張拉依靠施工人員手動操作方向閥，實現(xiàn)方向的切換的施工方法，人工量測伸長值，無法有效對預應力鋼絞線的承受張拉力以及張拉長度進行實時監(jiān)控。智能張拉系統(tǒng)自動讀取梁板參數(shù)，智能計算張拉過程的壓力值，無線控制油泵的進退油，實時無線采集油壓與位移信息，自動生成預應力張拉記錄表等。全程無需人工干預，且對錯誤糾正、數(shù)據同步、張拉申核等張拉過程實行控制。操作簡單，界面人性化，適應各種施工場地環(huán)境，