预应力智能张拉施工技术在公路桥梁中的应用

■方 勇 ■江苏育通交通工程咨询监理有限责任公司，江苏 南京 211188

随着交通事业的日益发展，我国对桥梁的技术改革也越来越多，纵观桥梁建筑历史，在道路上一座座的桥梁都是应用了预应力混凝土桥梁，然而传统的张拉技术，使人工对数据的精确控制较少，误差率也较高，这就容易导致一些桥梁因预应力施工不合格，而被迫及早进行加固施工，并且影响桥梁的稳定性、安全性，使桥体塌陷，开裂等种种问题，造成社会的巨大财产损失。这个困扰着桥梁建设者的问题日益增加，而如今正发展中的智能张拉技术则能有效解决这些问题。

1 预应力技术的定义和起源

桥梁的发展离不开预应力技术，它可以提高自身的刚性，以减少弹性震动和受外界影响带来的变形使原本的抗压性更强。预应力张拉就是使构架提前承受并增加拉力，使之产生一定的形变，使被张拉构件产生拉应力，来更好的应对钢本身带来的符合，从而可以达到加固房屋，抵御风雪，抵抗地震等自然灾害的效果。通俗点来讲，预应力就是预先给的一个应力。比如过去人们通常给木桶的外缘捆上一圈铁皮，目的就是为了在木桶承受水带给它的由内向外的压力之前，事先产生一个由外向内的力量，抵消了水压，达到了力的平衡，可以防止木桶的开裂。

由于人工张拉技术带来的缺陷使得全社会人都在关注张拉技术的发展，早在20 世纪80 年代末开始，国内的一些专家学者就踏上了研究张拉技术的道路，他们为了提高张拉技术的精确度，改善道路桥梁的发展，从俩个思路展开了研究与探讨，分别是，信息化施工与油泵数字化控制。相信科学与探讨的力量是强大的，在1990 年，带有数字显示功能的记录仪被英国和德国的公司所发明，计算机控制的专用油泵也被北京建筑工程研究所成功开发，还有具有闭环控制功能的预应力张拉装置也相继问世。上述发明在预应力研究中是重要的成果，但由于缺乏规范的引导和研究成果的分散，使得在后期缺少深入的继续研究与现场实验。随着科学技术的发展，液压技术和计算机技术在土木工程中的应用越来越多，2008 年，重庆科研设计院罗斌等人在国内预先提出了智能张拉技术的概念。2012 年5 月20 号，该项技术被认定为国际先进水平，并通过了云南昆明的工程院专家委员会鉴定。

2 预应力技术的功能及特点

与传统的人工张拉相比，智能张拉系统通过计算机控制可全自动完成张拉，避免了人员输入数据的误差，它的数据由计算机完成并将其直接传输到网络服务器。另外它可以提供监控系统用以监控现场的施工情况，从源头上杜绝造假的嫌疑，减轻了工作人员的风险和强度。它还可以同时控制多台自动张拉在同一台笔记本电脑中，大大减少了施工的时间和效率，真正实现多种桥梁建设的同步。

优质的科学技术使它的张拉作业更加安全和到位，据资料显示，它具有高频响比例方向的调速阀，同步精确度达到0.5%。由于自身超高压、大流量，(50Mpa、4 升/分钟)多种张拉速度(0.25-2mm/s)的特点，适应大小吨位千斤顶的自动张拉。并且采用高性能高精度先进的拉绳式位移传感器，有磁性安装底板，避免了因千斤顶活塞旋转损坏传感器的现象。总之，它使信息化数据采集更为便利、人为输入数据的繁琐更为简单，真正实现了智能自动张拉。

3 预应力智能张拉技术的概述及技术指标

预应力智能张拉系统是改变了传统工艺数据不精确，施工效率低，质量管理难等几大问题展开的变革。它采用现代科学技术，以智能泵站代替手动泵站，以智能操控平台代替人工操控，以信息数据化和网络化来进行管理，将预应力的结果，检测，控制得到了有力结合。智能张拉系统由千斤顶，工具箱，限位板，油管，油源，智能操控平台等几部分组成。它的技术指标如下:最高控制压力:60MPa，油泵流量:2.5L/min，测量精度:0.1%，加压速度控制精度:≤±5%，保压控制精度:≤±0.03MPa系统噪音:≤70dB。

4 智能张拉系统的使用范围

适用于空心板梁、简支箱梁、连续梁、连续刚构、竖向短束、负弯矩束、盖梁的张拉，也可用于边坡锚索、先张法等施工中。

5 智能张拉系统提升了桥梁工程的质量

在工程建设过程中始终把质量安全放在第一位，智能张拉得到了推广应用，取得到了较好的效果。2011 年，联智公司董事长刘柳奇还有分管桥隧工程的副经理何杰提出了设计理念，它是以通平高速建设项目为依托，研发出智能张拉系统，并率先投入使用，这一技术得到了交通运输公司的大力支持。同时，该课题已被交通运输部纳入由部公路科研院和部质量监督总站牵头承担的《公路工程施工质量安全智能控制与远程监控》科研课题的一部分继续进行深入研究。

2011 年3 月7 日，在湖南交通运输系统技术权威的见证下，交通运输厅党组成员，总工程师，通平公司等单位的领导及专家通过对比进、出两端同步张拉的技术参数，加之亲身的操作，大加赞赏该系统所具备的自动读取参数，自动生成预应力张拉记录表，无需人工干预等特点，基本杜绝了人工对张拉施工的影响的优点，这一技术得到了权威的认可后，他们又不段深入探讨并且改善成功研制出的预应力智能张拉新技术。它在通平高速公路全线使用，由点及面地应用，使更多人信服并应用这一系统，提高了桥梁的质量。后来经过专家们的鉴定，结合高速公路和桥梁建设的现实需要，实验证明它的总体水平能领先国内，可以在全国公路桥梁市政铁道等行业推广应用，相信良好的效益会创造更显著的社会和经济成果。

6 智能张拉系统的更新

在智能张拉系统为我们带来效益的同时，也应考虑产品的更新换代问题。由于科技的迅猛发展，使得会有一些仿冒产品出现，危害产品声誉和质量，另外，随着第一代的投入使用，总会有一些弊端慢慢显现出来，这就需要跟上时代的发展，加大投入力度，在科技面前，及时研究分析，对产品进行更新换代。有关专家和学者在相距千里之隔的俩地，通过一些媒介等各种方案，对研发工作进行激烈而紧张的讨论。公司为了保证研发工作的顺利进行，投入了大量的财力及精力。经过科研人员的共同努力，第二代产品终于研制成功，它的先进技术填补了国内的空白，并且领先于国际水平，当前已有部分在施工单位使用，由于第二代产品具有长久性的使用效应，美观的包装，能适应恶劣环境下的操作等特点，目前有公司正在批量生产中。

7 结语

公路桥梁依然是交通发展中离不开的因素，而智能张拉系统很好地完善了传统预应力的缺陷，为了让我国的交通行业更好的发展，相关学者及专家更应该加大对智能张拉系统的研究，使其更快更好地被世界所知晓，更赞叹中国桥梁的文化与技术。

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［2］张巧仕.浅谈后张法预应力箱梁施工技术［J］.技术与市场，2011(04).

［3］白建忠.预应力箱梁施工质量缺陷的防治措施［J］.山西建筑，2009(12).