浅谈预应力智能张拉的应用

郑传新

摘要：通过传统预应力张拉、压浆工艺与智能张拉、压浆施工工艺的比较，各项经济技术指标的分析，智能张拉系统在实际施工中更具优势，更具操作性。

关键词：传统张拉智能张拉 比较应用

中图分类号：O434文献标识码： A

随着科技的进步，预应力砼构件在各领域的应用逐渐推广，其中预应力构件的张拉和压浆施工是决定构件质量比较关键的一环，相对于传统的张拉和压浆施工，新型的智能张拉和压浆设备的推广和使用，更能保证工程质量和安全，加快了施工进度，节约施工成本。

1传统普通预应力施工工艺

1.1预应力张拉

1.1.1张拉设备安装

安装工作锚锚板和夹片；安装限位板；安装千斤顶；安装工具锚组件。

a.安装工作锚、夹片。

b.将工作锚环分别套入钢铰线，贴紧锚垫板，安装钢铰线工作夹片。夹片缝隙大小要均匀，用φ20mm钢管套在钢铰线上，轻轻敲打夹片，使夹片进入锚环，要求外露面要平齐，缝隙均匀。

c.安装限位板，限位板有止口与锚板定位。

d.安装千斤顶，千斤顶的穿心孔通过钢束，使钢束、锚孔在同一轴线上。然后安装垫圈、工具锚、夹片，将千斤顶活塞回到最小位置，保证其有足够的行程，将垫圈内孔穿过钢束贴紧千斤顶后，按照工作夹片安装顺序安装工具锚及夹片。千斤顶内的钢束要平行顺直，以防交错而断丝、滑丝等。

1.1.2张拉

张拉应力采用张拉力与伸长值双控的方法，以钢束伸长量进行校核。

压力达到张拉应力的初始应力时，手动量测张拉油缸行程并记录，作为计算伸长值的起点。张拉缸继续进油，手动量测油缸行程数值并作好相对应应力时伸长值记录，至张拉控制应力持荷2分钟后，回至设计张拉力，核对伸长值，符合规范要求做好记录。张拉缸回油，工作锚片锚固。张拉缸回油，卸工具锚。千斤顶回程，卸千斤顶。钢铰线容许回缩6mm，超过此值时则认为滑丝。当实测伸长值与理论伸长值超出规范要求时，应查明原因后再继续施工。

1.1.3张拉施工注意事项

a.预应力张拉操作人员，必须经培训合格后方可上岗，有专人负责，操作完后严禁摸、踩、碰撞钢铰线或夹片。

b.工具锚和工作锚的夹片，使用时须分别存放，严禁混在一起使用。

c.千斤顶支撑必须与梁端垫板接触良好，位置正确对称，严禁加多层垫板，以防支撑不稳或受力不均倾倒伤人。

1.2孔道压浆

孔道压浆具体工艺如下：

a.用切割机切割多余钢铰线，留4-5cm，切割时要随时降温保护锚具，严禁使用电焊切割。

b.压浆前，若孔道内含有油污等有害杂质时，应先使用中性肥皂水冲洗，然后用洁净水冲洗孔道，并用无油空压机将孔道内的积水吹干净。

c.安装压浆嘴、管节、阀门。

d.压浆使用活塞式压浆泵，压浆前先将压浆泵试开一次，运转正常并能达到所需的压力时，才能正式开始压浆。

e.压浆时将所有排气孔依次打开和关闭，使孔道内的排气通畅，压浆应缓慢、均匀地进行，使出浆口或排气孔排出空气→水→稀浆，直到排出的水泥浆与规定的稠度相同时，用木塞子塞住，应保持不小于0.5mpa压力稳压2分钟的时间，再从压浆孔拆下喷嘴，将压浆孔口立即用木塞子塞住。

2智能张拉施工工艺

2.1预应力张拉

2.1.1张拉设备安装

智能张拉设备安装顺序与普通张拉设备安装顺序基本一致。

a.安装限位板，限位板有止口与锚板定位；

b.安装专用千斤顶，千斤顶止口应对准限位板；

c.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。

d.连接智能张拉专用千斤顶油管，接油表，接油泵电源；

e.开动油泵，将千斤顶活塞来回打出几次，以排出可能残存于千斤顶缸体中的空气。

2.1.2张拉

智能张拉工作基本工序详见图1。

a.根据设计文件和施工技术规范要求，输入张拉智能平台系统的各项参数，然后由经过专业培训后的现场操作人员启动张拉程序；

b.智能张拉平台系统发出信号，传递给智能张拉仪张拉系统，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；

c.油泵供油给千斤顶张拉油缸，按照设定好的加载过程依次上升油压，直至达到设计压力为止；

d.张拉过程中智能张拉平台系统对每一级进行自动测量和记录，测量每一级张拉后的活塞伸长值的读数，并随时检查伸长值与计算值的偏差；

e.张拉时，通过智能张拉系统平台和智能张拉系统控制好专用千斤顶加载速度，确保给油平稳，持荷稳定。

图1 智能张拉工作基本原理

张拉过程中，系统将自动校核测量数据，当实际伸长值与设定理论伸长值相差较大，系统自动停止张拉。待查明原因，排除问题后，方进行下一步的工作。

2.2孔道压浆

与传统压浆工艺相比，智能张拉系统配套的智能压浆设备压浆原理基本一致，但更具操作性和可控性。

孔道压浆具体工艺如下：

a.用切割机切割多余钢铰线，留4-5cm，切割时要随时降温保护锚具，严禁使用电焊切割。

b.压浆前，若孔道内含有油污等有害杂质时，应先使用中性肥皂水冲洗，然后用洁净水冲洗孔道，并用无油空压机将孔道内的积水吹干净。

c.安装压浆嘴、管节、阀门。

d.压浆使用活塞式压浆泵，压浆前先将压浆泵试开一次，运转正常并能达到所需的压力时，才能正式开始压浆。

e.压浆时将所有排气孔依次打开和关闭，使孔道内的排气通畅，压浆应缓慢、均匀地进行，使出浆口或排气孔排出空气→水→稀浆，直到排出的水泥浆与规定的稠度相同时，用木塞子塞住，应保持不小于0.5mpa压力稳压2分钟的时间，再从压浆孔拆下喷嘴，将压浆孔口立即用木塞子塞住。

3智能张拉施工的优势

3.1经济技术分析

经过实际施工操作发现，与传统手工张拉施工相比，从技术经济方面进行对比分析，智能张拉更具有优势，具体详见表4-1。

表4-1 经济技术对照表

比较内容 传统张拉 智能张拉

1 损失张拉应力补偿功能 无此功能，人工操作，误差较大 张拉力下降到设定比例时，锚固前自动补拉至规定值。

2 伸长量测量与校核 人工测量，不准确，不及时，未能及时校核，实现规范规定“双控”质量较低 自动测量，及时准确，及时校核，与张拉力同步控制，实现真正“双控”

3 对称同步 人工控制，同步精度低 智能张拉系统平台控制，实现多顶同步开始作业，真正实现对称同步

4 加载速度与持荷时间 随意性大，加载速度快慢不一，持荷时间过短 按程序设定速度加载和持荷，排除人为影响

5 卸载锚固 瞬时卸载，回缩时对夹片造成冲击，回缩量较大 可缓慢卸载，避免冲击损伤夹片，减少回缩量

6 回缩量测定 无法准确测定锚固后回缩量 可准确测定实际回缩量

7 预应力损失 张拉过程预应力损失大 由于张拉过程规范，损失小

8 施工记录记录 人工记录，可信度低 自动记录，真实再现张拉过程

9 安全保障 边张拉边测量延伸量有人身安全隐患 操作人员远离非安全区域，人身安全有保障

3.2工艺特点

a.智能预应力施工设备作业时，保证控制平台与设备之间通讯正常；

b.要求现场施工操作人员操作更专业、施工更精细；

c.在张拉施工过程中，如果出现任何异常需首先按下控制平台或无线控制平台上“停止“按钮，严禁强行继续作业；

d. 施工作业时，具备实时记录张拉力与伸长量的关系功能，真正实现原始施工记录的真实、可溯；

e. 占用施工场地更小，人工操作极其方便，全程只需人工进行开关制动，无需人工干预张拉过程应力变化情况。

4结束语

通过标智能张拉系统的应用，全面实行预应力智能张拉施工工艺，从已完工实验的预应力张拉结果数据显示，张拉施工效果明显，最高延伸量误差均在规范允许误差范围之内。杜绝了人工对张拉施工的影响，保证桥梁预应力的施工质量，且使预应力施工工艺更具操作性和可控性。

与传统张拉工艺相比，预应力智能张拉系统使用后，更能让混凝土构件形成牢固的有效预应力体系，显著延长预应力构件的使用周期，更能真正实现保证桥梁结构的安全、耐久。

智能张拉设备在预应力构件中的应用，值得类似集中预制构件工程的推广。

参考文献

[1] 吴涛桥梁预应力张拉精细化智能控制技术及关键设备研究2010.11

[2] 罗茂柏 任先松浅析我国预应力砼技术的发展与工艺水平的提高2010.12

[3] 刘芳 刘志成预应力智能张拉技术在炎陵高速中的应用2013.01