智能张拉在桥梁现浇构件中的应用

智能张拉在桥梁现浇构件中的应用

黄振飞

十一冶建设集团有限责任公司广西柳州市545007

摘要：在预应力桥梁工程施工中，预应力张拉是十分重要的施工工序，现如今，智能张拉施工技术发展迅速，并逐渐被应用于桥梁工程施工中。对此，本文首先对预应力智能张拉系统进行了介绍，然后以某桥梁工程为研究实例，对智能张拉施工技术在桥梁工程预应力构件中的应用方式进行详细探究，可供同行参考。

关键词：智能张拉；桥梁；现浇构件；应用技术；对策分析

1引言

随着现代控制技术、计算机信息技术的快速发展，预应力桥梁智能张拉系统应运而生，其在实际应用中，有利于对预应力施工质量进行有效控制，保证桥梁工程建设质量。在该张拉系统的实际应用中，与传统的张拉施工技术相比，其采用智能泵站替代传统的手动泵站，并应用智能踩空平台，施工质量可通过网络、信息化技术得到有效管控，能科学地整合施工的自动控制过程，实现实时监控，并能迅速得到结果，做出客观评价，如图1所示。桥梁工程智能张拉系统是由传感器系统、机械动力系统、智能控制系统等所组成的，其动力加载系统为高性能液压系统，同时，在系统控制方面，采用专业的编程控制器进行管理和控制，能对桥梁工程张拉施工数据进行科学管理。

2工程概况

柳州市胜利路（双冲大桥－胜利路立交段）改造工程路线总长1.7km，道路标准红线宽度50m，在该桥梁工程张拉施工中，道路荷载标准BZZ-100，设计速度主线60km/h，匝道40km/h，设计使用年限100年，抗震设防等级设定为基本烈度6度，抗震设防措施等级7级，结构形式呈预应力混凝土连续箱梁，基础类型设定为钻孔灌注桩（嵌岩桩）智能张拉。在张拉梁板施工的侧面位置建设控制站，这样能为观察梁板的两端提供广阔的视野；在进行张拉操作的一端放置千斤顶、张拉仪等设备，确保在施工过程中进行实时观察控制站和两个设备保持在同一条直线。

3智能张拉施工准备工作

（1）在正式施工之前，需要确保相关作业人员的资质，相关监理人员要对施工作业人员的上岗证进行审核，合格之后才能够从事施工作业。同时要对施工过程中的重点技术内容以及安全内容进行充分交底，主要包括：预应力筋张拉顺序、初始拉力以及超张拉控制力、预应力筋拉伸允许范围、质量标准等等。

（2）按照施工图对于每束预应力筋进行分类，同时进行编号，并且确定出不同预应力筋的下料长度。同时，严格按照灌浆料强度设计标准规范进行灌浆配比。

（3）对于张拉设备进行标定，保证张拉方式、顺序以及油压表读书的准确性。另外，要对每一束预应力筋的理论伸长值以及允许偏差情况进行计算，同时要加强施工过程中的记录，为后续调整做好储备。

（4）正式张拉之前需要建立起面积在1.5m×1.5m的脚手平台（采用钢管搭建），在周边设立栏杆来保障安全性。通过合适的设备（一般采用钢丝刷）对于洞口的混凝土进行清理，同时也要对钢绞线表面的水泥浆进行清理，并且准确计算出不同孔道的灌浆量，做好灌浆施工现场记录。

（5）如果千斤顶油缸的引身量长度无法一次性满足张拉需求，就要通过二次张拉来完成。一般情况下，第一次张拉要拉伸到50%后对于实际伸长值进行标记，之后进行第二次张拉到100%，并计算实际伸长值。

4预应力张拉方案分析

（1）进行波纹管的设置

在正式安装波纹管之前需要按照图纸中的设计情况确定出纵横坐标情况，同时要确定出波纹管的中心点。之后采用φ8的钢筋制作成“井”字的钢筋网（不同区段采取不同的钢筋布置，直线段间隔1m布设、曲线段间隔0.5m布设），将其和相邻的空心板梁钢筋进行焊接，从而确保波纹管位置的准确性以及牢固性。

可以通过旋入套管接法进行波纹管的连接，要确保接头套管的直径大出被接波纹管直径一个级别。进行波纹管连接时要避免在接头位置出现角度变化，同时防止混凝土浇筑时出现管道转动或者位移问题。另外，要在接缝位置包裹聚乙烯胶带来防止水泥等杂物进入到管内。完成了波纹管的安装后要进行仔细检查，确保波纹管的顺直性，防止造成穿束困难。

（2）进行夹片以及锚具的安装

针对本案例工程可以采用YJM15-16、YJM15-15、YJM15-15P、YJM15-14、YJM15-12、YJM15-9、YJM15-9P型号锚夹具，使用前需要按照质保书进行批号以及规格等的校核，确保其和质保书内容相符。同时要对其外观以及尺寸进行检查，确保其符合标准要求。另外，按同一批次进场的锚夹具以不超过1000套为一批取样试验，确保其相关指标（主要指强度、硬度以及锚固性能等）满足规范要求。

（3）钢绞线的安装

对于钢绞线来说，不但要在进场过程中逐盘的进行外观检查，同时也要根据批号的不同取样送检，合格之后才可以使用。另外，钢绞线存放过程中要加强掩盖，避免露天存放，防止受到油类或者腐蚀性介质的污染。

（4）张拉设备的选择及检验

张拉设备选择时最主要的就是确定千斤顶的作用力，正常情况下油压表所显示的指数就是油缸内部的单位油压，用此油压乘以活塞面积就能够得到千斤顶作用力。但实际情况在于：油缸和活塞间存在相应的摩擦力，需要消耗一定千斤顶作用力，所以有效的作用力要小于理论值。所以为了能够得到准确的张拉力就需要对确定出千斤顶实际作用力和油压表显示读数的关系。目前较为常用的测定方法为校验标定法，采用此种方法时需要将千斤顶、油泵以及油压表配套使用。可以采用精度在±2%以上的长栓压力试验机进行检验，在具体校验时可以采用千斤顶试验机，能够使得活塞运动方向、摩擦力方向和实际工作相一致，从而提升检验的准确性。

（5）张拉设备的使用

第一，张拉设备在使用过程中需要确保油箱内的油量充足（一般在85%油位），一旦发现油量缺失就要立即采用同规格油进行补充；

第二，要确保油泵和千斤顶连接油管的清洁性；

第三，需要根据设定好的临时用电专项方案来接通油泵电源，之后启动油泵。在油泵运转稳定后关闭回油阀，然后通过拧紧油泵阀杆的方式来增加负荷量，在此过程中要特别关注压力表的指针是否处在稳定状态。油泵停止工作时先要打开回油阀，确保压力表的指针回归到零点之后才能卸下千斤顶油管接头螺母。

第四，进行预应力张拉。在张拉之前需要根据设计规定来确定混凝土强度以及龄期情况，确保其满足设计要求后才能够进行张拉。安装完千斤顶后，需要将预应力钢绞线穿入到千斤顶当中，首先要将张拉油缸伸出2-4cm并且在千斤顶尾部设置垫块以及工作锚，从而将预应力钢绞线夹紧。为了能够方便的将夹片松开，可以在工作锚的内壁上涂抹一定量的润滑油。

5智能张拉施工过程中压浆以及封锚工作分析

（1）压浆工作分析

完成了张拉施工之后需要通过高压风（不含有水分）将孔道吹干、清理干净，之后完成抽真空以及压浆工作。真空压浆如图1所示，

图1真空压浆示意图

具体可以采取如下几方面操作：

第一，先将阀门1、3以及排气孔关闭，同时打开阀门2、4，之后启动真空泵，确保其能够稳定运行。在真空度达到了负压0.08MPa的情况下将阀门1打开，此时启动压浆泵进行压浆；

第二，在浆体经过高压管接近三通接头时需要将阀门1关闭，同时开启阀门3，确保水泥浆能够经过出浆端接往负压容器的透明喉管，直到排出符合标准的水泥浆为止，此时要将压浆泵以及阀门2关闭；

第三，完成了上述操作之后需要立即开启排气孔以及压浆泵，同时仔细检查排气孔为止的出浆情况，如果出浆顺畅并且其粘稠度和浆桶内大致相同时要将排气孔关闭，之后对其持续进行压浆（约2min），确保其稳定后将压浆泵以及阀门1进行关闭，完成压浆工作；

第四，完成上述操作之后将阀门1、2外设备拆除，并进行仔细的清洗，从而完成压浆操作。完成上述操作48小时之后将管道上部的预留观测孔打开，确保孔道内部浆体的充实性，确保其满足标准规范要求。

（2）混凝土封锚工作分析

要确保封端混凝土的配比情况以及强度要求和整个梁体相同，要确保灌注满足标准规范要求，同时要遵照设计标准规范进行端部钢筋网的绑扎。之后要对梁端、支座垫板、锚具和端面混凝土的污垢进行有效清洗，同时要凿毛端面砼。对于梁体的长度进行准确控制，对于混凝土进行有效振捣，确保锚具位置砼的密实性。完成了砼的灌注之后，需要遵照标准规定进行浇水养护，确保其封锚质量。

6应用效果分析

在该桥梁工程施工中应用应力施加技术，能对桥梁施加的应力进行有效控制，保证应力的精确度，同时，通过应用智能张拉系统，能将张拉施工误差控制在0.01以内，由此可见，智能张拉系统在实际应用中，能够达到国家规定的要求，即张拉控制应力误差必须控制在0.015以内。通过应用智能张拉系统，能避免由于人为操作而产生的张拉误差问题，在最大程度上降低预应力损失，从而到达桥梁工程施工标准。与传统的手工张拉施工方式相比，经济效益较高。

7结束语

综上所述，在预应力桥梁施工过程中，智能张拉施工技术的智能化水平比较高，可实现全过程预应力，同时还能有效控制各项施工参数，包括伸长量、张拉力等，与传统的张拉施工技术相比，智能张拉施工系统具有结构合理、性能稳定、功能完善等各方面优势，值得推广和应用。

参考文献：

[1]杨袖.智能张拉在桥梁预应力构件中的应用[J].建材与装饰，2017（47）.

[2]高则彦，张煜.智能张拉系统在高架桥施工中的应用[J].四川建材，2015（01）.

[3]何衡云.智能张拉和智能压浆系统在桥梁建设中的应用分析[J].科技致富向导，2015（14）.