1、智能數(shù)控張拉施工工藝卞桂榮 李寶枝 常溧高速公路1、序言本文論述了預(yù)應(yīng)力智能張拉系統(tǒng)原理及工藝流程，闡述智能張拉系統(tǒng)在施工 中與傳統(tǒng)張拉相比具有其技術(shù)經(jīng)濟(jì)先進(jìn)性。常州至溧陽高速公路CL-5標(biāo)段路線起點樁號為K41+700,位于溧陽市上黃鎮(zhèn) 境內(nèi)，外圩村北側(cè)；終點樁號為 K46+300位于溧陽市溧城鎮(zhèn)境內(nèi)，石塘村和后 莊村東側(cè)，路線主線長 4.60 公里，雙向四車道，寬度 28m。本合同段中中河大橋預(yù)制箱梁的主要工程量為： 25m箱梁共計128榀、29m 箱梁24榀，最重為29m邊跨梁（箱梁最重約為90t ）;石界灘特大橋預(yù)制箱梁 的主要工程量為：25m箱梁共計372榀，均采用就地預(yù)制、預(yù)應(yīng)力后

2、張法工藝施 工。箱梁預(yù)制場生產(chǎn)場區(qū)布置于 K43+418路線左側(cè)，占地面積約14畝，共布置 箱梁地胎膜 18個。2、工藝闡述的主題內(nèi)容及適用范圍該工藝主要闡述預(yù)制箱梁智能張拉，同樣適用于空心板梁、連續(xù)梁、連續(xù)剛 構(gòu)等結(jié)構(gòu)的張拉，也可用于邊坡錨索、先張法等施工。3、工藝所執(zhí)行的主要規(guī)范、規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn)預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線 GB/T5224-2003 預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具和連接器 GB/T 14370-2007 公路工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)（ JTGF80/1-2004） 公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（ JTG/T F502011）常州至溧陽高速公路 CL-5標(biāo)工程橋梁施工圖4、預(yù)應(yīng)力智能張拉系統(tǒng)工作原理及工藝流

3、程圖4.1 智能張拉系統(tǒng)及工作原理本工程采用的智能張拉系統(tǒng)由主機(jī)、 油泵、千斤頂三大部分組成。 該系統(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)， 并適時將數(shù)據(jù)傳輸給系統(tǒng)主 機(jī)進(jìn)行分析判斷， 同時張拉設(shè)備接受系統(tǒng)指令， 適時調(diào)整變頻電機(jī)工作參數(shù)， 從 而實現(xiàn)高精度適時油泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速， 實現(xiàn)張拉力及加載速度的精確控制。 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)備的每一個機(jī)械動作， 自動 完成整個張拉過程。 壓力傳感器在張拉過程中負(fù)責(zé)采集千斤頂油缸的壓力值， 通 過下位機(jī)傳給控制主機(jī)， 主機(jī)根據(jù)

4、標(biāo)定參數(shù)換算成拉力值。 位移傳感器在張拉過 程中負(fù)責(zé)采集鋼絞線伸長量（含回縮量）值，通過下位機(jī)傳給控制主機(jī)。千斤頂智能芯片無線傳輸亠計算機(jī)主控制系統(tǒng)圖1張拉系統(tǒng)工作原理圖4.2智能張拉工藝流程安放工作錨、限位板、智能千斤頂、工具錨、智能張拉儀、連接油管 放主控電腦確保主控電腦、預(yù)應(yīng)力智能張拉儀、智能千斤頂連接正常，即可幵始操作輸入梁板蔘數(shù)，確認(rèn)梁板參數(shù)，啟動智肖躬長拉程序進(jìn)行第一行程（控制應(yīng)力1處）張拉，30秒短暫停_第二行程（控制應(yīng)力亦）張拉，旳秒短暫停第三開纟成張拉，張拉致目標(biāo)值，進(jìn)行5分鐘持荷Qf回油退頂完成張拉，自動生成張拉計算數(shù)據(jù)。圖2工藝流程5、施工方法說明和主要設(shè)備等資源的配置5

5、.1施工方法說明和傳統(tǒng)張拉相比，預(yù)應(yīng)力智能張拉系統(tǒng)利用計算機(jī)控制技術(shù)， 實現(xiàn)了預(yù)應(yīng)力 張拉全過程自動化，具有張拉力到位，同步精確，自動控制張拉應(yīng)力、延伸量、 加載速率、停頓點、持荷時間等要素的特點，同時還實現(xiàn)了適時監(jiān)控、規(guī)范管理、 確保數(shù)據(jù)真實可靠等管理功能，能有效杜絕人為因素干擾，確保預(yù)應(yīng)力張拉施工 質(zhì)量。本工程預(yù)制箱梁張拉采用120T千斤頂進(jìn)行數(shù)控張拉，兩個千斤頂對稱張拉， 以石界灘特大橋42跨右-4箱梁N1 （高）束張拉控制應(yīng)力0% 20% 100%進(jìn)行闡述。/K 一 X 口F1 AV)IT線段LH-0E0量 長 伸1X0056O000.00 a9996_11000.00o593493I

6、T-49353.247.20_00.00.IX00o.000.999o493MX293I3935.13S870L2030.OB o0.2990,8 o o0.6990.293Jl-1-831*871355,4T936.00O0.o0.o1±0.5990.it83863i7431x145Ml943.71080.52 o 0.5970-5020.88g86IX43351137 攵267900.0-0O000 ot9990._1x000.999otq331J233336tl7計 忌9 1 .876叫.+6一11%-6F一56表1 計算理論伸長量176mm張拉控制說明：現(xiàn)場鋼絞線根據(jù)設(shè)計要求

7、采用低松弛 S15.20鋼絞線，張拉 控制應(yīng)力為：010沁力20沁力c con（持荷5min錨固）。伸長值： L = L1+A L2; 式中： L1為初應(yīng)力到最大張拉應(yīng)力間的實測伸長量； L2為相鄰級應(yīng)力張拉伸長量差值。張拉前首先由技術(shù)員將張拉鋼束按照張拉順序進(jìn)行編號輸入計算機(jī)中。 計算 機(jī)同張拉設(shè)備進(jìn)行鏈接，準(zhǔn)備工作做好后，啟動電源鍵，按順序一鍵完成鋼絞線 的張拉。張拉過程界面見下圖：linJ哦號 那4 ?耐右<1捲為:B聲r j mU.U蹬力W*lTTnU-U"HiIn g |( # 止.MM1OD 同呼臨FJMAltEl:-3. 0Ldir® 一_ -S R&#

8、171;S|hih冬枚恤2 Af£圖3準(zhǔn)備張拉，壓力、位移均為0哲場整甲S!>y it綱右 4mwahiR.-lj£*(r<i叭1壷也筑丄X1H1IMIM« 佝IS» - HrwttK叢IKIMr歯珊1W-HfflmutMPflH圖4應(yīng)力10%寸張拉應(yīng)力兩端分別為3.78MPa 3.83MPa；位移量為12.1mm 16.8mm輩號 M42JQt7)L Oi.O陛力(MM村ar的呼I旦«崢止I*(|p9'l5Hatai曲線'EH'oiuig»蝕HM?sU.&AZ tt±£

9、圖5應(yīng)力20%寸張拉應(yīng)力兩端分別為7.58MPa 7.5MPa位移量為22.0mm 26.3mmEEJJ：IPaJMJ|SNi|t.IMN>| u SJf I ff 止 Iz nJ Km壓力iip）5KI5K7砂堰圖6應(yīng)力100%長拉應(yīng)力兩端分別為37.39MPa37.56MPa位移量為97.8mm 97.4mm張扌立記錄歷電貢詢血姑曰期 2U13-1LI-M +.結(jié)珠曰朋，liS-11-25*iSSSffSB *1號；華v*右-4丹=孔（幣！弓掙拮二鉗舟t斂你招拒制力燼砒 fJKi亡種七畳（.眄：！？F測悴長鼻5歸伸畳屈芒£和凹晞值RTijjfcfHd-勺 U3呂1?S 2

10、2 a U.- 3 D175a Q176_ C 175- O 1?S.<5173. O17- O17l1_170.174172- 1?.0.ITS-171.12*3-37亠壬臺無表2張拉伸長量自動生成結(jié)果分析：上表為電腦終端顯示最終伸長量為174.4mm誤差為-0.9% ,遠(yuǎn)遠(yuǎn) 小于規(guī)范要求的土 6%5.2主要資源配置機(jī)械名稱規(guī)格型號數(shù)量（臺）智能千斤頂1200KN2液壓泵Y10012-42筆記本電腦聯(lián)想1手拉葫蘆5T2切斷機(jī)qgw-126、施工操作要點及工藝要求和技術(shù)措施6.1施工中要嚴(yán)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6.2限位板應(yīng)將寫有對應(yīng)使用規(guī)格數(shù)字的面對準(zhǔn)

11、工作錨板安裝，安裝后保證工作錨板在錨墊板止口內(nèi)；6.3保證限位板、千斤頂、工具錨板同軸。6.4張拉控制力達(dá)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(yīng)大于4mm6.5工具錨板錐孔、工具夾片應(yīng)經(jīng)常涂潤滑劑。7、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、卡控點防范措施和專項檢查要素7.1質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)1、預(yù)應(yīng)力鋼材的張拉施工時的實際伸長值與理論伸長值差值應(yīng) 符合設(shè)計要求，或按規(guī)范要求控制在-6%+6%以內(nèi)，否則應(yīng)暫停 張拉，待查明原因并采取措施予以調(diào)整后，才可繼續(xù)進(jìn)行張拉。2、每束鋼絞線最多只允許出現(xiàn)一絲斷絲，每個斷面斷絲總和不 得超過該斷面鋼絲總數(shù)的1%3、兩端對稱均勻張拉7.2卡控點防范措施7.2.1

12、千斤頂?shù)脑O(shè)備安裝、調(diào)試 安裝限位板，限位板有止口與錨板定位，工作錨環(huán)必須在限位槽內(nèi) 安裝專用千斤頂，千斤頂止口應(yīng)對準(zhǔn)限位板 安裝工具錨，應(yīng)與前端張拉錨具對正，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，工具錨夾片均涂退錨靈。 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7.2.2張拉 智能張拉設(shè)備在啟動前應(yīng)對其參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，根據(jù)設(shè)計要求按設(shè)計張拉 力的10% 20% 100%進(jìn)行張拉，中間各需穩(wěn)壓一次。 張拉完成后穩(wěn)壓，穩(wěn)壓完成后油泵自行回頂，進(jìn)行下一束的張拉 張拉數(shù)據(jù)用專用存儲器導(dǎo)出。7.3專項檢查要素序號分項工程工序名稱執(zhí)行人

13、標(biāo)準(zhǔn)與要求檢查時段檢查情況檢查人1技術(shù)交底工作施工方案交底施工員編制，總工審核， 施工員交底全員覆蓋開工前2安全培訓(xùn)交底施工員編制，生產(chǎn)副經(jīng) 理審核，安全員主持、施工員交底全員覆蓋開工前3設(shè)備驗收張拉設(shè)備及儀表施工員長期不使用張拉次數(shù)超過200 次標(biāo)定時間超過半年開工前4電腦及軟件施工員方案要求張拉前5砼工程張拉時的混凝土強(qiáng)度施工員、試驗員設(shè)計交底張拉前6錨墊板后方砼密實度施工員無蜂窩，密實張拉前7材料預(yù)應(yīng)力筋損傷施工員表面無損傷張拉前8人員操作工是否持證上崗， 人證相符安全員持證上崗張拉前9安全張拉作業(yè)區(qū)域是否設(shè)置 警示標(biāo)志，無關(guān)人員嚴(yán)禁入內(nèi)安全員方案要求張拉全過程10檢查用電是否符合要求（

14、電箱、電源線、電器 開關(guān)、漏電保護(hù)裝置）安全員方案要求張拉前11張拉操作平臺是否符合 方案要求施工員方案要求張拉前12張拉時千斤頂后方不得 站人，且后方設(shè)置安全 擋板施工員、安全員方案要求張拉全過程13智能張拉張拉過程控制施工員出現(xiàn)壓力表讀數(shù)異 常或損壞、預(yù)應(yīng)力筋 斷絲、滑絲、混凝土 破例等情況，應(yīng)立即 停止張拉，查明原因采取措施后再進(jìn)行 張拉張拉時表3智能張拉專項檢查要素8、施工工藝所涉及的試驗檢測內(nèi)容及檢測索引的檢查標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范1、精確施加應(yīng)力專為“后張拉法”全自動預(yù)應(yīng)力智能精確張拉工藝而設(shè)計，設(shè)備全自動化， 有利于預(yù)應(yīng)力張拉的精確施工， 避免人為因素對數(shù)據(jù)的影響。 將誤差范圍縮小至 

15、7;1%。2、實時校核伸長量，實現(xiàn)“雙控”系統(tǒng)傳感器實時采集鋼絞線數(shù)據(jù)， 反饋到計算機(jī)， 自動計算伸長量， 及時校 核伸長量誤差是否在± 6%以內(nèi)，實現(xiàn)應(yīng)力與伸長量雙控。 （公路橋涵施工技術(shù) 規(guī)范762款規(guī)定：預(yù)應(yīng)力筋采用應(yīng)力控制方法張拉時應(yīng)以伸長量進(jìn)行校 核，其偏差應(yīng)控制在 6%。）3、對稱同步張拉采用力與位移的雙控同步技術(shù)， 一臺計算機(jī)控制兩臺或多臺千斤頂同時、 同 步對稱張拉，實現(xiàn)“多頂同步張拉”工藝。4、規(guī)范張拉過程，減少預(yù)應(yīng)力損失張拉數(shù)據(jù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫管理， 預(yù)存張拉工藝參數(shù)于數(shù)據(jù)庫內(nèi)， 根據(jù)梁號孔號即可實現(xiàn)自動張拉， 張拉結(jié)果數(shù)據(jù)自動存儲在數(shù)據(jù)庫內(nèi)， 可查閱、下載和即時打印。

16、5、卸載速度緩慢，避免沖擊損傷夾片，減少內(nèi)縮量。公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范 7.6.2 款規(guī)定：錨固階段張拉端預(yù)應(yīng)力筋的內(nèi)縮 量，應(yīng)不大于設(shè)計規(guī)定或表 7.6.2 所列容許值。9、安全風(fēng)險分析、防范措施和專項檢查要素9.1 安全風(fēng)險分析該工序的安全風(fēng)險主要有張拉作業(yè)時錨夾具彈出傷人、 高壓油泵與千斤頂連 接不牢固液壓油擠出傷人、觸電危險。9.2 防范措施張拉時作業(yè)區(qū)應(yīng)設(shè)警告標(biāo)志， 無關(guān)人員嚴(yán)禁入內(nèi)； 預(yù)應(yīng)力施工人員應(yīng)在千斤 頂兩側(cè)操作， 不得在端部來回穿越； 油泵操作人員要戴防護(hù)眼鏡； 張拉操作地點 上、下垂直方向嚴(yán)禁其他工種同時施工；電線接頭等應(yīng)定期檢查，確保不透水、不漏電，雨天張拉時，還應(yīng)架設(shè)防

17、雨棚10、實施過程中所遇問題及處理方案在現(xiàn)場實際操作過程中，由于是首次在預(yù)制箱梁中大力推廣運(yùn)用智能張拉設(shè) 備，所以我部在張拉過程中為校核智能張拉數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性，采取了對部分預(yù)制箱梁進(jìn)行人工鋼尺量值、人工讀取油壓表讀數(shù)的措施與同步進(jìn)行智能張拉 控制的讀數(shù)予以及時比較，發(fā)現(xiàn)通過同一榀梁智能張拉的人工讀數(shù)與智能張拉顯 示數(shù)據(jù)存在一定的誤差，雖然最終的結(jié)果和精度均符合要求，但是這個方面仍然 需要我們和廠家技術(shù)部門進(jìn)行進(jìn)一步的溝通和論證。數(shù)控張拉在常溧高速公路項目應(yīng)用中存在以下幾個方面的問題及相關(guān)處理10.1設(shè)備連接存在問題：數(shù)控張拉千斤頂、數(shù)控計算機(jī)、油泵局域網(wǎng)無線連接不穩(wěn)定，在 一定程度上造成

18、誤工。處理方案：所以要加強(qiáng)對設(shè)備的維保。10.2計算機(jī)系統(tǒng)存在問題：計算機(jī)軟件系統(tǒng)不穩(wěn)定。處理方案：數(shù)控張拉軟件對計算機(jī)要求較高，計算機(jī)的系統(tǒng)必須保證穩(wěn)定， 否則易造成張拉中斷，要對計算機(jī)定期查殺病毒和軟件維護(hù)。10.3環(huán)境影響存在問題：數(shù)控張拉設(shè)備對工作環(huán)境要求較高，高溫及寒冬容易造成系統(tǒng)誤 差。處理方案：需避開高溫、雨天施工。10.4數(shù)據(jù)輸出存在問題：張拉數(shù)據(jù)可以設(shè)置更改，一定程度上降低了智能張拉系統(tǒng)精度的 可靠性處理方案：進(jìn)一步優(yōu)化智能張拉系統(tǒng)，加強(qiáng)設(shè)備的軟件能力。11、工藝措施與傳統(tǒng)手工張拉經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較序 號比較內(nèi)容傳統(tǒng)手工張拉預(yù)應(yīng)力智能張拉系統(tǒng)1張拉力精度伸長率的允許誤差土6%± 1%2自動補(bǔ)張拉無此功能張拉力下降1%寸，錨固前 自動補(bǔ)張拉3伸長量測量與校核用鋼尺人工測量張拉伸 長值，受環(huán)境、人為影 響，測量出來的伸長值 波動較大自動測量，及時準(zhǔn)確，及 時校核，與張拉力同步控 制，實現(xiàn)”雙控”4對稱同步根據(jù)壓力表讀數(shù)控制張