智能张拉技术在预制箱梁施工中的应用

智能张拉技术在预制箱梁施工中的应用

刘明振

中交一公局厦门工程有限公司，福建 厦门 361000

摘要：随着工业现代化的发展，桥梁施工技术也有了新的飞跃，传统的人工张拉技术逐渐暴露出其局限性，在箱梁预制施工中，导致施工过程遇到许多质量问题，严重影响桥梁的安全。而新技术的不断发展，新工艺的日渐成熟，让先进的智能张拉技术在预制箱梁施工中得到了更为广泛的应用。其规范性会直接影响桥梁施工质量和箱梁结构承载能力的提升。基于以上情境，笔者在本文中分析了智能张拉技术的应用原理和应用优势，继而阐述智能张拉技术在箱梁预制施工中的操作要点，以供参考借鉴。

关键词：智能张拉技术；预制箱梁；桥梁工程

一、预制箱梁智能张拉技术的应用原理

1. 智能张拉系统

智能张拉系统指的是包括预应力张拉系统的主控计算机组合而成的智能系统，组成部分包括：主控计算机、千斤顶、控制器、油泵以及传感器检测与反馈系统等。（见图一）[1]它是当前桥梁建设施工过程中最常用的形式。

图一智能张拉系统示意图

智能张拉系统是相对传统张拉技术来说更为复杂的系统,它包含了数控、信息化处理、无线传输、传感器以及传统的张拉技术等多个技术的内容。智能张拉系统根据人工计算输入的张拉力数据，由主控电脑发出张拉指令，实现精确张拉操作，保证张拉过程全程由计算机控制，期间不需要人工干预。施工人员通过智能张拉自动化系统,可以更快速、有效地控制现代工业控制系统,继而实现智能张拉技术体系的系统规范化、标准化、以及智能化升级,从而实现桥梁施工质量和效率的提升，还有桥梁使用寿命与安全性的提高。

2. 智能张拉工艺原理

智能张拉系统在施工过程中本着张拉应力和伸长量的“双控原则”，主要通过张拉应力的控制，加以伸长量控制的辅助作用，利用传感技术和数控技术等现代化技术手段，将数据实时传输至主控计算机，在经过分析和处理相关数据，输出相应计算结果，自动反馈张拉信息，对张拉应力做出及时的调整，精准设定好张拉速度和张拉力，保证智能张拉系统所使用的千斤顶的张拉力值和伸长量同步增长。采用先进的智能张拉技术，可以实现对所有参与施工的张拉设备的远程监控，从而实现自动化的张拉操作，无需施工人员的介入，大大降低了人为操作的影响。

二、智能张拉技术的优越性

1. 高精度：通过计算机智能控制的智能张拉技术，可以做到张拉过程的全程智能控制，运用精度较高的传感器对所需要的张拉应力进行精确、合理控制，以此来提高张拉的质量。
2. 便捷化：智能张拉技术借助智能控制使得系统人工参与过程得以简化，降低人为因素的干扰；与此同时，智能张拉技术还可以降低作业人员技能水平要求，以精确地数据和规范性的操作程序提升施工操作效率和质量。智能操作系统还可以做到回放所有的张拉作业过程，为复盘出现的操作问题，核查其操作规范性带来更多便利。
3. 能完成动态监控：在建设施工前期的预制箱梁中的梁体张拉作业过程中，智能化的电脑控制系统能够随时动态控制张拉应力、伸长量等基本因素，并通过实时动态的校对核验来确保梁体张拉的安全。
4. 实现同步张拉：通过智能张拉等技术设备,完成了对梁体二端的共同对称张拉,也就是说可以保证对一个梁体的二端都一起、一致的实施或者终止了张拉,从而真正达到同步的"双控",保证张拉效率和质量。
5. 实时跟踪与控制：由多个责任主体共同使用的同一个远程互联网平台,不仅有效地打破了地域的限制,还实现了对智能张拉的实时远程跟踪和控制,从而便于参与施工的各合作方及时发现并纠正操作中出现的错误。

三、智能张拉技术的应用要点

1. 施工准备

在预制箱梁施工的准备中，第一步需要施工人员明确专业技术要求，保证参与施工的人员专的业性以及其控制的环节的基本内容；施工人员需要检查压力表、主控计算机、控制器、千斤顶、油泵、传感器、锚固工具等设备的细节，保证其性能指标规范；施工人员还要准确设置智能张拉参数，并进行复核，从而可以为桥梁施工的质量奠基。在此过程中需要注意张拉所用的每台计算机应该都有专人负责，以防出现操作上的失误造成重大损失。

2. 预应力筋制作

预制箱梁的长度、钢绞线连接长度和千斤顶工作长度等是预应力筋制作过程中需要重点关注的三个基本控制要素。在实际的施工过程中，由于切割设备所产生的的影响，预应力筋的钢绞线可能会出现散头的现象。针对这种情况，施工人员需要在预应力筋控制因素衡量的基础上，对切割设备进行恰当有效的选择。只有这样才能确保预应力筋的钢绞线应用的合理性和规范性。在实际操作中可以发现，目前，砂轮切割机被当做预应力筋切割的主要设备。

3. 穿束锚固

预应力筋要整束穿束作为智能张拉施工中穿束施工的最基本的标准，可以使得简化施工流程，提高施工效率。预应力筋钢束的锈蚀可能会影响穿束效果，所以，施工人员需要在施工准备阶段就对预应力筋的锈蚀情况进行观察，及时认真清洁钢束，严格控制其程度；此外，还需要认真核验，设置好穿束引导头。在张拉锚固过程，需要采用单顶预紧，按照由上而下的顺序进行预紧。在此过程中需要注意张拉伸长量技术是预应力筋穿束锚固施工质量的核心因素，需要控制好预应力筋实际伸长值的误差。

四、智能张拉技术运用实际案例

1. 沧州南北绕城公路工程

该项目施工过程中,以现浇钢筋混凝土梁板施工为基本建设形式。在施工过程中,桥梁施工受到众多因素的干扰,施工过程的整体难度相对较高。基于以上情况,参与施工人员在智能张拉技术的应用下,进行了预制箱梁的规范建设。该工程AK0+581.180匝道跨线桥建设施工的过程中,施工人员在工程的质量、安全和环保等几个方面的目标以及规范的基础上,严格要求对只能张拉工艺的操作流程,同时对施工准备、预应力筋制作、穿束锚固等环节进行更加严格的规范,不仅提升了桥梁的承载能力，提高了施工效率，还实现了施工建设难点的解决，也实现了延长桥梁使用安全和寿命的根本目的。[2]

2. 延延高速公路连接线一级公路枢纽二期工程

该工程施工过程中使用了智能张拉技术，在建设施工过程中，该桥梁的上部结构采用了混凝土预制箱梁，生产预制箱梁的环节要在梁厂完成，施工方法采用后张法及智能张拉施工工艺，智能张拉系统确保该桥梁规范性和使用安全性。[3]

3. 贵安新区玉衡路车田河大桥工程

该大桥现浇箱梁左右幅共90束钢绞线,均采用预应力智能张拉的方法进行预应力施工,研究人员在其中随机选取9组张拉数据进行记录，数据如表一所示。根据数据推出:只要将预应力钢绞线的伸长量偏差控制在标准误差之内,那么结果将会远低于设计要求的限值在建设施工中使用智能张拉技术,能够很好的控制桥梁的预应力张拉施工中的预应力大小以及伸长量偏差,这样也能使得施工的质量得到保证,可以实现桥梁结构的安全性和后期使用。智能张拉技术有效保证了预应力张拉施工质量。与传统张拉相比，智能张拉系统能使混凝土构件形成牢固有效的预应力体系。采用智能张拉系统已成为预应力施工技术发展的新趋势。

表一张拉数据汇总表

五、结论

综上所述，本文主要对智能张拉技术在预制箱梁施工中的操作原理、应用优势和应用要点进行了总结阐述,并例举了几项智能张拉技术实际应用案例。随着人们的经济技术水平的飞速发展以及信息化技术手段的革新,施工建设将更加重视信息化应用,智能张拉安装方式将以其高精度、高效率、快捷性的优势,在桥梁安装领域进一步起到难以取代的地位。根据此,在今后实际的桥梁建设当中,应该对智能张拉系统进行不断优化与改进,从而进一步提升桥梁建设的质量。此外，智能张拉技术可以减少人工干预，全程自动控制，简化操作流程，在减少干扰因素影响的同时，能在一定程度上提升施工质效，还能为奠定建设施工中的智能化控制的坚实基础。

参考文献：

[1]李坤.智能张拉及压浆技术在预制箱梁施工中的应用[J].石家庄铁路职业技术学院学报,2020,19(02):65-68+64.

[2]单文.智能张拉与压浆技术在预制箱梁施工中的应用[J].四川水泥,2019,No.271(03):110