浅议智能数控张拉在桥梁施工中应用

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1、浅议智能数控张拉在桥梁施工中应用　　摘要：对传统的预应力张拉工艺进行了系统的分析，指出这种张拉工艺存在的众多缺点，论述了智能数控张拉技术在预应力张拉中的优势，以及智能数控张拉设备功能特点。关键词：数控张拉；信息化；预应力中图分类号：C37文献标识码：A桥梁预应力施工质量是保证桥梁结构安全和耐久性的关键工序，是结构安全的生命线。为了提高桥梁预应力施工质量，G30谢河中桥水毁修复工程在20m箱梁张拉中利用同行业桥梁预应力施工质量智能控制系统和设备，改变旧有预应力张拉施工方法，实现了张拉全过程智能控制，真正做到张拉施工质量管

2、理的“实时跟踪、智能控制、及时纠错”，在切实保障预应力张拉施工质量的同时，大大提高了施工管理水平和效率。1、预应力混凝土的重要性6预应力混凝土是人为地在混凝土中引入内部应力，通过对混凝土内部的钢筋施加拉（压）应力，使之建立一种人为的应力状态，以便抵消使用荷载作用下产生的拉应力，从而达到混凝土构件在使用荷载作用下不致开裂的目的。预应力筋的张拉是预应力施工中的关键环节。预应力筋张拉涉及到预应力筋的伸长值、预应力的锚固损失、孔道摩擦损失、应力松弛损失、混凝土弹性压缩损失、混凝土收缩徐变损失以及温度影响，是一个复杂的非线性的力

3、的传递、分配过程。预应力筋张拉力的大小，直接影响到预应力的效果。张拉力越高，建立的预应力值越大,构件的抗裂性也越好；但预应力筋在使用过程中经常处于过高应力状态，构件出现裂缝的荷载与破坏荷载接近，往往在破坏前没有明显的征兆，这是危险的。另外，如果张拉力过大，造成构件反拱过大或预拉区出现裂缝，也是不利的。反之，张拉阶段预应力损失越大，建立的有效预应力值越低，则构件可能过早地出现裂缝，也是不安全的。预应力张拉精度是决定预应力结构安全与正常运营的首要条件，一旦预应力张拉精度失控，轻则会引起结构出现锚固端的纵向裂纹、反拱过大，重

4、则会引起结构出现横向裂缝、预应力筋拉断等事故，由于预应力张拉精度失控造成预应力结构的失效、破坏以及生命财产巨大损失的事时有发生。2、国内外现行的张拉控制方法及其缺点目前在土木工程领域中，预应力的张拉施工普遍采用的是由油泵和千斤顶组成的张拉系统。所采用的施工工艺可概括为:1）手动驱动油泵；62）由压力表读数控制张拉力；3）待压力表读数达到预定值时，用钢尺人工测量张拉伸长值；4）人工记录。采用传统的张拉工艺存在很大的缺点：1）张拉力控制误差过大；2）张拉伸长值测量不准确；3）未能实现张拉力和张拉伸长值的双重同步控制；4）千

5、斤顶、张拉油泵与油压表的标定次数多，标定结果不易保持；5）检验预应力筋实际应力很困难；3、预应力信息化施工6随着计算机新技术在土木工程中的广泛应用，预应力张拉精度的提高势必在预应力施工中引入计算机技术。在计算机技术与土木工程的施工相结合的基础上，提出了预应力数字化智能张拉技术这一新概念，并对预应力数字化智能张拉技术的理论和应用研究非常有意义。预应力数字化智能张拉技术是指利用数字化张拉设备直接进行预应力张拉的施工工艺，这一概念属于结构工程和机电一体化相交叉的范畴，是计算机技术在土木工程建造技术方面的具体应用。数字化智能张

6、拉技术与信息化施工既相近又有一定的差别，其主要区别在于：信息化施工利用各种施工反馈信息指导或改进施工，而数字化施工是利用数字化智能张拉设备直接进行预应力张拉的施工工艺。预应力信息化施工就是在施工过程中，通过设置各种测量元件和仪器，实时收集现场实际数据并加以分析，根据分析结果对原设计和施工方案进行必要的调整，并反馈到下一施工过程中，对下一阶段的施工过程进行分析和预测，从而保证工程施工安全、经济地进行。该工艺将力传感器永久放置在钢绞线两端，由数据采集系统将力传感器信号采集并由计算机处理，当实际张拉力与设计要求相对误差大于5

7、%时，由计算机提示用户停止张拉，实现张拉施工的信息化，最终获得精确的张拉结果。4、智能张拉设备功能特点1）精确施加张拉力智能张拉系统能精确控制千斤顶所施加的预应力力值，将误差范围控制到±1％，降低了由于预应力施加不足或超过引起的桥梁开裂、下挠等风险，有利于保证结构安全，提高耐久性，延长使用寿命，降低养护维修成本。2）准确测量和及时复核延伸量系统传感器实时采集钢绞线延伸量数据，反馈到计算机，自动计算延伸量，及时校核延伸量是否在±6%范围内，实现真正“双控”。3）对称同步张拉6一台计算机控制两台或多台千斤顶同时、同步对称张

8、拉，实现“多顶同步张拉”工艺，消除了对称张拉不同步对结构造成的扭曲等危害。该系统实现了张拉过程控制自动化、精细化、标准化，让预应力施工质量更加符合设计与使用要求，保证桥梁结构安全和耐久性，有利于保障人民生命财产安全和降低桥梁全寿命周期成本，是一项具有重要社会和经济价值的优秀科研成果。4）规范张拉过程，一键完成张拉实现了张拉过程智能