[摘 要]智能张拉施工工艺的基础是预应力智能张拉系统。所谓预应力智能张拉系统，是以现代计算机软件为载体，智能化控制预应力张拉施工的整个过程。整个施工过程实现了自动化，能够有效减少人为因素带来的种种干扰，全面提升预应力张拉施工质量，是现阶段我国最先进的预应力张拉施工工艺。本文以某工程中小箱梁的预制施工为例，系统阐述预应力智能张拉系统的施工工艺。
　　[关键词]智能化 张拉施工 预制箱梁 应用
　　中图分类号：X361 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）04-0232-02
　　近年来，预应力施工工艺在我国的桥梁建设中广泛使用，改变了桥梁的上部结构，提高了桥梁的整体性能，延长桥梁的使用年限。随着智能化张拉施工工艺的提出，改变了传统的施工的操作方式。整个施工过程采用计算机软件进行控制，能够提高施工的精度和准度，最大程度的减少人为因素对工程质量的干扰。
　　一、具体工程简介
　　某工程是连接中心城区和周围城镇快速干道的重要组成部分，是连接市中心与周围城镇的重要工程。快速干道的总长为32.5千米，采用地面铺路和快速高架桥相结合的方式。整个高架桥工程共需要小箱梁3500片，小箱梁的跨径在20m～40m之间，高度为1.6m和2.0m，重量控制在60～160t之间。每片小箱梁的预应力孔道数量在8孔到12孔不等。
　　二、预应力智能张拉系统
　　（一）智能张拉系统简介
　　本次施工采用HX-3826智能预应力张拉系统。本智能张拉系统由系统主机、油泵、千斤顶三个部分组成。智能预应力张拉系统以应力为控制指标，在操作过程中对伸长量进行校对，尽量减少误差。系统通过传感技术获得每台张拉设备（千斤顶）的工作压力和钢绞线的伸长长度（含回缩量），并把接收到的这些数据及时传送给系统主机。系统主机在获取数据后，进行自动化的分析和判断，及时发布系统指令。张拉设备（油泵）在接收到系统指令后，实时调整变频电机的工作参数，进而控制油泵电机的转速，实现张拉力度和加载速度的实时精确控制。
　　（二）智能张拉系统的特点
　　整个智能张拉系统实现全自动操作，系统主体按照预设的程序进行控制，及时发布各项指令；每台设备能够实时接收主机指令，及时调整机械动作，确保张拉施工的精度和准度。
　　三、预应力智能化张拉施工工艺
　　（一）施工参数
　　根据施工要求，本次施工所用的钢绞线张拉锚下控制应力为1395MPa，单根张拉控制力为195.3kN。张拉施工采用智能化张拉系统，同步控制张拉设备所施加张拉力和钢绞线的伸长量，伸长量的误差要控制下6%以内。具体情况如表1所示。
　　（二）准备工作
　　有关人员应准备好张拉施工所使用的钢绞线、锚具、调试好智能张拉设备。根据预应力张拉设备的使用说明书，组装调试设备。安装步骤为：安装限位板→安装千斤顶→工具锚→工具夹板→安装防护措施。
　　有关技术人员应该对张拉施工所使用的钢绞线进行检测，检测的主要指标为钢绞线的弹性模量，检测工作力求科学准确，以便对后续施工提供指导。在施加预应力之前，要准备好张拉设备，张拉设备应由专人管理和保养，及时排除设备故障，以免耽誤正常施工。对于使用时间超过6个月或者使用次数超过300次的千斤顶进行检修，及时修理故障设备，淘汰落后设备。
　　（三）启动预应力智能张拉系统
　　相关技术人员对施工现场验收合格后，由工作人员启动智能化张拉系统。系统开启后，通过操作界面传输操作指令。操作指令通过信号发射系统，向张拉设备传递工作信号，控制油泵的转速和千斤顶的工作压力。张拉设备上的感应系统向主控平台传递运行信息，实现了张拉施工的实时监控。
　　预应力钢绞线有效长度以板跨中心线对称布置，预应力钢绞线采用张拉力和伸长值双控张拉施工，伸长值以施工时钢绞线张拉长度为依据。在进行钢绞线张拉前在钢绞线的两端放置用螺纹钢筋焊成的专业防护网。在进行钢绞线张拉时先用一台千斤顶把钢绞线都拉到初应力，然后再用两台千斤顶从一端同时张拉，张拉时要严格实行数据控制。每台千斤顶都要配备感应装置，实现工作参数的实时传输。张拉顺序应遵循0→初应力（10%σcon）→20%σcon→100%σcon（持荷5分钟锚固）的渐进规律，张拉的实际长度与理论长度的误差应控制在6%以内。预应力钢绞线的理论伸长值L的数学计算如下所示：
　　L= Pp*L /Ap*Ep
　　式中：Pp---预应力钢绞线的平均张拉力；
　　L---预应力钢绞线的长度；
　　Ap---预应力钢绞线的截面面积；
　　Ep---预应力钢绞线的弹性模量；
　　<2> 预应力钢绞线的实际伸长值L按下式计算：
　　L=L1+L2
　　式中：L1---从初应力至最大张拉应力间的实测伸长值
　　L2---初应力以下的推算伸长值，可采用相邻级的伸长值。
　　（四）张拉施工的注意事项
　　一是钢绞线的穿束使用梳编穿束工艺，钢绞线不能与管道相互缠绕。一旦发生缠绕现象，就会导致钢绞线受力不均匀；二是严格控制张拉强度和龄期，严守质量规定；三是预防和减少张拉施工中滑丝、断丝现象的出现；四是加强对锚垫板的管理，防止锚垫板出现下陷或破裂现象，防止锚后混凝土局部开裂现象的发生。
　　四、预应力智能张拉系统的优点
　　与传统的人工张拉相比，智能化张拉系统具有以下优点。一是智能化张拉系统能精确控制张拉施工中所施加的预应力力值，将误差从传统人工张拉的±15%缩小±1%；二是智能系统实现了应力和伸长量的双向控制；三是一台电子计算机可以同时控制两台或多台千斤顶，实现了“多顶同步张拉”，提高了工作效率；四是系统操作界面简单、便捷，使用人员可以轻松上手；五是节约了人力资源，降低了施工成本。预应力智能张拉系统与传统人工张拉的技术对比详见表2。
　　结语
　　本次高架桥施工共用3500片箱梁，其中2100片箱梁运用智能系统进行张拉，1400片箱梁采用传统人工张拉。从数据反馈上看，智能张拉预制的箱梁无论在精确度和起拱度上都明显优于人工张拉的箱梁。智能张拉的施工误差小、生产效率高，能够从最大程度上减少人工因素对施工质量的影响；把施工人员从繁重的体力劳动中解放出来，降低了人力成本。在未来的发展过程中，预应力智能张拉系统必将在张拉施工工作中发挥更大的作用，全面提高工程质量，提高工程的安全性和耐久性。
　　参考文献
　　[1] 董欣鑫，于新山.预应力智能张拉施工系统在预制箱梁工程中的应用[J].公路，2013（09）.
　　[2] 杨丽玲.浅谈市政公路40m预制箱梁后张法施工技术[J].企业科技与发展，2014（03）.
　　[3] 郑建东，杨益平，蔡慧静.智能张拉技术在预制箱梁工程中的应用[J].安徽建筑，2014（05）.
　　作者简介
　　汪发安 男 安徽 中铁二十局集团第三工程有限公司 工程师，研究方向：道路与桥梁。