智能张拉施工标准工艺

一、工艺特点

预应力张拉采用智能张拉施工技术，改变了传统的张拉工艺，能够大大减少人为操作的失误，严格控制预应力张拉的精度，对提高桥梁结构的耐久性和使用寿命、降低桥梁的寿命周期成本具有重大现实意义，其与传统施工工艺有以下优点。

（1）操作简单。智能张拉系统一但调试好之后，操作工人仅需将油顶安装完毕后，系统可以根据张拉工况要求，在张拉之前，根据张拉工艺预先设定整条梁各孔道张拉参数，张拉时只需将孔道编号调出，直接按启动键，就可以一键完成张拉，真正实现智能化操作。

（2）一机控双顶，一台智能张主机或从机最大可控制两个千斤顶，双束四缸张拉时，只需主从两台机器，降低成本，使用方便。

（3）张拉精度高，不出错。智能张拉系统经调成功之后，油表读数、张拉力、张拉伸长量均显示于设备之上，张拉力的控制精度可达到1%FS。

（4）具有手动张拉和自动张拉功能。自动控制过程中，达到每级预设张拉力后，自动按预设时间进行持荷，在张拉过程中自动校验伸长值是否在±6%范围内，判断张拉是否合格，对异常情况自动停机提示，可根据实际张拉结果，采用自动或手动补张。

（5）系统液压回路具有安全自锁功能，停止供油后能保持油缸状态不变。

（6）数控液压泵站主机、数控液压泵站从机及数据监控电脑通过无线网络连接，方便在工地现场移动。

（7）系统具有断电记忆功能，即使张拉过程中意外停电，数据不会丢失，再次通电后还能保持停电前状态，继续完成张拉。

（8）采用多处镜像存储技术实时记录张拉数据，同一条张拉数据同时存储在三个存储空间，确保数据不丢失(主控台触摸屏内部存储单元；主控台外部存储器U盘；监控电脑硬盘)，连接打印机可以随时打印记录。

二、智能张拉设备介绍

1、智能张拉工作原理

主机由计算机、触摸屏及专门的程控软件系统组成，可通过无线信号对一个或多个前端控制器进行测控。主机按预设的张拉程序及相应参数指令一个或多个测控前端工作，根据前端回传的监测数据计算出测控指令，持续测控前端。前端控制器监测千斤顶的工作拉力和钢绞线的伸长量（回缩量）等数据，并实时将数据传输给测控主机，并接收主机的测控指令，根据指令实时调整变频器的工作参数，从而实现高精度实时油泵电机的转速，实现张拉力及加载速度的实时精确控制。

2、智能张拉设备的系统组成

智能张拉设备由智能张拉主机、智能张拉从机、千斤顶、位移、压力传感器组成。如图1所示。

图1 预应力智能张拉示意图

3、智能张拉设备系统功能

（1）一键张拉。一键操作可实现初张、100%张拉、锚固、退缸全过程。

（2）自动记录张拉结果。张拉完成，自动存储张拉结果。

（3）手动单步张拉。手动单步张拉或进缸、退缸操作。

（4）校顶功能。可自动进缸，达到指定压强停止，然后记录校顶数据，校顶后可输入回归方程参数。

（5）记录查询。可根据粱号、张拉日期等条件查询张拉结果。

（6）数据导出。可通过U盘导出张拉数据，转移到管理微机，通过管理微机可查询打印张拉报表。

4、智能张拉设备的技术参数

（1）泵站最大压力：50Mpa。

（2）千斤顶最大压力：50Mpa，最大行程195mm。

（3）位移测量精度：<0.25%，分辨率0.1mm。

（4）压力测量精度：<0.5%，分辨率0.01Mpa。

（5）液压站工作电压： 380±10%。

（6）控制系统工作电压： 220±10%。

（7）使用温度：20℃－50℃。

三、适用范围

铁路、公路后张法预应力混凝土梁的预应力筋张拉施工。

四、工艺流程

工艺流程见图2。

1、张拉设备安装。在张拉作业之前，相关技术人员和监理人员对构件进行检验，其检验结果符合质量标准要求方可进行张拉。根据此设备的使用说明及要求，具体安装程序如下：

（1）安装限位板，限位板有止口与锚板定位；

图2  智能张拉流程图

（2）安装专用千斤顶，千斤顶止口应对准限位板。

（3）安装工具锚，应与前端张拉端锚具对正，使孔位排列一致，不得使钢绞线在千斤顶的穿心孔发生交叉，以免张拉时出现失锚事故，工具锚夹片均匀涂退锚灵。

（4）连千斤顶，接油表，接油泵电源。

（5）开动油泵，将千斤顶活塞来回打出几次，以排出可能残余于千斤顶缸体内的空气。

图3 一机控一顶式油顶安装               图4  一机控双顶式油顶安装

2、智能张拉。

（1）启动智能张拉平台系统，现场技术人员启动张拉程序后核对待张拉构件编号，根据预先设定好的设计张拉控制应力和理论伸长值及张拉顺序、持荷时间等信息，调入相关参数，开始张拉。

图5 调出输入的智能张拉数据

图6  油顶确认，准备张拉

（2）智能张拉平台系统发出信号，通过张拉系统控制专用千斤顶按预先系统编制的张拉顺序进行对称均衡张拉。油泵供油给千斤顶张拉油缸，按四级加载过程依次上升油压，分级方式为10%，20%、50%、100%。张拉过程中智能张拉平台系统对每一级进行测量和记录，通过安装在油顶上的位移传感器测量每一级张拉后的活塞伸长值，并随时检查伸长值与计算值的偏差。

（3）张拉时，通过智能张拉系统控制好千斤顶加载速度，确保给油平稳，次和稳定。

（4）张拉过程中，系统将自动校核测量数据，当实际伸长值与理论伸长值相差大于±6%时，系统将自动报警，停止张拉。待查明原因。排除问题后，方可进行下一步的工作。

图7  张拉超限，自动报警

（5）每一级张拉结束后，智能张拉平台系统会自动根据预设参数进行持荷（3～5分钟），并保存张拉数据，以方便数据的导出与打印。

五、智能张拉操作要点

1、智能张拉设备其应力传感系统应进行标定，与油顶应匹配。

2、张拉顺序控制。张拉顺序遵循均匀对称，偏心荷载小的原则，以确保结构及构件受力均匀，张拉过程中不产生扭转、侧弯，防止混凝土产生超应力、过大的附加应力与变形。此外，安排张拉顺序还应考虑到尽量减少张拉设备来回移动次数。

3、施工中要严格执行编号穿束工艺，以防钢绞线穿束时相互缠绕。

4、限位板应将写有对应使用规格数字的面对准工作锚安装，安装后保证工作锚在锚垫板止口内。保证限位板、千斤顶、工具锚板同轴。

5、张拉控制力达到稳定后方可锚固，夹片相互间错位不宜大于2mm，露出锚具外高度不应大于4mm。工具锚锥孔、工具夹片应经常涂润滑剂。

6、张拉过程中应注意油顶油表读数和系统显示油表读数，这两个读数应确保一致，张拉控制应以油泵油表读数为准。

7、张拉过程中，突然停电，设备会记录停电前的状态，重新上电后，按“自动张拉”，继续张拉。个别情况会丢失停电前的张拉数据，有电后继续张拉，直至张拉完成，这时记录的数据只能证明达到100%张拉力，而张拉长度数据无效。

六、质量标准

表1  智能张拉控制标准

1、张拉现场应有明显标志，与工作无关的人员严禁入内，作业应由专人负责现场指挥。

2、张拉挡板应具有防护作用，应为双层挡板，前层柔性后层刚性。

3、操作人员应佩戴相应的安全防护措施。

4、油顶应按操作规程进行装、卸。

5、油顶固定架应牢固、稳定、不变形。

6、已张拉完，而未压浆的梁，严禁剧烈震动，以防止预应力筋断裂或锚具崩开。