浅谈智能张拉系统在实际施工中的应用

浅谈智能张拉系统在实际施工中的应用
摘要：在目前桥梁道路建设中，相较于传统的张拉操作系统，智能张拉借助于
计算机科技的发展表现出众多突出的优点，在实际施工中被广泛应用。

关键词：智能张拉系统；实际施工；应用
1智能张拉系统简介
1.1概念解析
智能张拉，是指不依靠工人手动控制，而利用计算机智能控制技术，完成钢
绞线的张拉施工。

是目前国内预应力张拉领域的先进工艺。

在如今的桥梁道路建设中，预应力施工被广泛应用，其中关键工序——张拉，其施工质量的好坏，会直接影响结构的耐久性，但是传统张拉施工，纯靠施工人
员凭经验手动操作，误差率很高，无法保证预应力施工质量。

不少桥梁因为预应
力施工不合格，被迫提前进行加固，严重的甚至突然垮塌，给社会造成了巨大的
生命财产损失。

1.2突出特点
智能张拉技术由于智能系统的高精度和稳定性，能完全排除人为因素干扰，
有效确保预应力张拉施工质量，是目前国内预应力张拉领域最先进的工艺。

具体
来说它具有以下优点：
（1）能够确保张拉数据安全；采用自动平衡缓释泄压技术，能够防止滑束、避免冲击夹片；
（2）操作简便易行；
（3）可以通过标准测力系统和伸长量对系统张拉力进行标定；
（4）能够自动检测故障；依靠计算机远程通讯可为各使用方提供远程监控
和数据查看服务，方便了工程质量管理；
（5）智能张拉依靠计算机运算，能够精确控制施工过程中所施加的预应力
力值，将误差范围由传统张拉的±15%缩小到±1%；
（6）能够及时校核伸长量，实现应力和伸长量的同步控制；
（7）一台计算机可以控制两台或者多台千斤顶同时、同步对称张拉，即可
实现多顶两端同步张拉；
（8）采用智能张拉系统可以是施工不受人为、环境等因素的影响，使停顿点、加载速率、持荷时间等张拉过程完全符合桥梁设计和施工技术规范要求。

2智能张拉系统在实际施工中的应用
2.1施工前准备
（1）人员配备及设备准备
张拉人员设备配置张拉设备操作人员2人，负责数控张拉设备的控制操作。

傲华测控技术（上海）有限公司AHCK-500F预应力智能张拉控制系统（包括：数
控设备及两个千斤顶）。

（2）设备检测
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，检验结果符合
质量标准要求，且龄期大于7天，箱梁砼强度达到设计强度的90%后方可张拉。

对每台千斤顶及所配置的油表进行标定，并通过标定曲线计算各油表的初应力及
锚固应力时的读数。

对锚具进行外观、硬度、锚固性能及工艺性能检查，锚具夹
片咬合段的钢绞线表面必须保持清洁。

预应力钢绞线在使用前，对其强度、伸长量、弹性模量外形尺寸等进行检验。

钢绞线下料在指定场地内进行，且宜用砂轮
机切割，不得用电弧切割，切口应平整，无毛头钢绞线整体编束，且绑扎牢固，
并将端部缠裹，方便穿束。

穿束完成后，安装工作锚及千斤顶，安装千斤顶前，
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。

2.2应用过程
（1）施工流程
安装好油压千斤顶、工作锚具及夹片。

将拉线式位移传感器固定在千斤顶的
外壳上，并将其位移测量绳固定在钢绞线或工具锚具上。

将压力传感器接到油泵
上的油压表接口。

前端控制器为油泵电机供电。

启动程控主机和前端控制器，在
程控主机的触摸屏显示界面上输入工程相关参数及本次张拉的控制参数，如预张
拉设备参数、荷载分级、持荷时间等。

启动系统工作，则程控主机自动地按预设
的张拉作业程序控制前端控制器驱动油泵电机工作，控制千斤顶执行预应力张拉
作业。

在张拉过程中，程控主机通过两端的油压传感器则实时监控张拉力，通过
拉线式位移传感器实时监控。

（2）张拉过程
①点击【启动】按钮进入第一个张拉控制阶段，张拉力目标值为15%σcon，系统自动控制张拉力值达到目标值进入持荷计时阶段，自动补压控制张拉力保持
在目标值上下1%范围内，持荷完成后系统自动记录实际张拉力和油缸伸长值，
千斤顶操作工人测量工具夹片外露量并记录。

②第一阶段持荷计时完成后进入第二个张拉控制阶段，张拉力目标值为
30%σcon，系统自动控制张拉力值达到目标值进入持荷计时阶段，自动补压控制
张拉力保持在目标值上下1%范围内，持荷完成后系统自动记录实际张拉力和油
缸伸长值，千斤顶操作工人测量工具夹片外露量并记录。

③第二阶段持荷计时完成后进入第三个张拉控制阶段，张拉力目标值为103%σcon，系统自动控制张拉力值达到目标值进入持荷计时阶段，自动补压控制
张拉力保持在目标值上下1%范围内，持荷完成后系统自动记录实际张拉力和油
缸伸长值，千斤顶操作工人测量工具夹片外露量并记录。

持荷5分钟计时完成后
进入锚固控制阶段，系统自动控制卸荷锚固。

④锚固结束后系统自动控制千斤顶回顶，卸除工具锚及千斤顶，千斤顶操作员测量工作锚夹片的外露量并记录，准备进行下一组钢束张拉。

（3）张拉结果数据查询与导出
①点击主机“张拉报表”后进入张拉报表操作界面
②数据导出，直接点击“U盘读写”，在弹出的对话界面选择张拉时间，再点【导出数据】按钮即可导出相应的张拉数据报表，所导出的文件在D：\UDisk内。

③张拉结果上报
张拉过程中自动上传张拉力和伸长值的变化曲线，张拉完成自动上传张拉结果。

梁场管理计算机同时将张拉过程曲线和张拉结果通过网络上报到上级信息监
控中心，以便查阅和审核。

2.3张拉过程控制要点
第一个张拉控制阶段：15%σcon应力为使钢绞线从松弛状态达到受力状态，
消除伸长值测量误差，并使同束各根钢绞线受力趋于一致。

当钢绞线张拉达到15%σcon时，持荷，同时松开千斤顶吊绳。

自动记录油缸伸长值，测量并记录工
具夹片外露量。

第二个张拉控制阶段：自动控制升压速度，平稳升压，自动平衡同一束预应
力钢绞线两端张拉力值及油缸伸长值。

当张拉力接近30%σcon时自动减缓升压速
度，精确控制，直到到达30%σcon，持荷，同时自动记录油缸伸长值，测量并记
录工具夹片外露量。

第三个张拉控制阶段：自动控制油泵继续张拉，控制升压速度，平稳升压，
自动平衡同一束预应力钢绞线两端张拉力值及油缸伸长值。

当张拉力接近
103%σcon时自动减缓升压速度，精确控制，直达到103%σcon。

另外在持荷、锚固、回顶三个阶段也要注意以下事项：
持荷阶段：当张拉力达到103%σcon时静停持荷（5min），自动补压，控制
张拉力保持在103%σcon上下1%范围内，持荷完毕系统自动记录油缸伸长值，测
量并记录工具夹片外露量。

锚固阶段：持荷时间到，控制缓释系统自动缓慢卸荷锚固。

回顶阶段：锚固结束后系统自动控制千斤顶回顶，卸除工具锚及千斤顶，测
量并记录工作锚夹片的外露量，并在距离夹片端头2-75px处的钢绞线上用石笔划
出标记，观察24小时再次测量，以判断是否存在滑丝断丝情况。

3结论
本文主要对智能张拉系统的概念及其特点进行了简单介绍，在此基础上对智
能张拉系统在实际施工中的应用进行了浅显阐述，主要涉及智能张拉系统的操作
流程、控制要点等。

参考文献：
[1]沈新慧.浅析智能张拉系统在预应力桥梁施工中的应用.中国新技术新产品，2013（4）：54-56
[2]张瑞斌.谈公路桥梁预应力智能张拉施工技术.山西建筑，2013（3）：197-198。