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【摘 要】 由于我国正处于桥梁建设和预应力工程的施工高潮期，在国家基础设施建设过程中将有很好的经济和社会效益。“桥梁预应力施工智能张拉压浆系统”为规范桥梁预应力施工，保障结构质量和安全提供了有效的技术手段，切合工程实际需求，实现了张拉过程控制自动化、精细化、标准化，让预应力施工质量符合设计与使用要求，保证了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。
【关键词】 公路桥梁；智能张拉；应用
1、技术背景
桥梁结构耐久性是影响桥梁安全、结构寿命的关键因素，上部结构的提前损坏如出现早期下挠、开裂等病害和桥梁安全事故发生是国内交通行业日益关注的问题。大量预应力桥梁调查和检测表明，预应力桥梁质量隐患主要来源于预应力张拉施工工艺不规范和缺乏有效的压浆质量控制手段，有效预应力的建立直接关系桥梁安全性、可靠性和使用寿命。如何改进预应力施工技术，如何对桥梁预应力进行有效控制，已经成为亟待解决的重要问题。
预应力混凝土智能张拉压浆技术的开发和应用，改变了传统的张拉压浆工艺，严格控制预应力张拉的精度和管道压浆的密实度，对提高桥梁结构的耐久性和使用寿命、降低桥梁的寿命周期成本具有重大现实意义。
预应力混凝土智能张拉压浆技术的开发和应用，改变了传统的张拉压浆工艺，严格控制预应力张拉的精度和管道压浆的密实度，对提高桥梁结构的耐久性和使用寿命、降低桥梁的寿命周期成本具有重大现实意义。
2、预应力智能张拉系统结构及操作
2.1智能张拉系统结构及工作原理
智能张拉系统由系统主机、油泵、千斤顶、自带无线网卡的笔记本电脑、高压油管等组成五大部分组成。见图1。
预应力智能张拉系统以应力为控制指标，伸长量误差作为校对指标。系统通过传感技术采集每台张拉设备（千斤顶）的工作压力和钢绞线的伸长量（含回缩量）等数据，并实时将数据传输给系统主机进行分析判断，同时张拉设备（泵站）接收系统指令，实时调整变频电机工作参数，从而实现高精度实时调控油泵电机的转速，实现张拉力及加载速度的实时精确控制。系统还根据预设的程序，由主机发出指令，同步控制每台设备的每一个机械动作，自动完成整个张拉过程。
2.2预应力智能张拉
现场技术员在主控电脑端启动智能张拉平台系统，输入梁体参数，确认梁体参数后，进入智能张拉操作界面（见图2），输入相应的张拉控制应力及理论伸长值并检查确认无误后，方可进行预应力张拉。
智能张拉系统经主控电脑发射信号，传递给智能张拉仪，通过张拉仪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。
油泵平稳匀速供油给千斤顶张拉油缸，按三级加载过程依次上升油压，分级方式为10%（持荷1min）、20%（持荷1min）、100%（持荷5min）。（规范为2min）
张拉过程中智能张拉平台系统对每一级进行测量和记录，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，如图3。
在张拉的过程之中，系统将自动校核测量数据，当实际伸长值与理论伸长值相差大于±6%时应停止张拉。待查明原因，排除问题后，方可进行下一步的工作。
3、智能张拉与传统张拉的比较
较之传统人工张拉工艺，预应力智能张拉系统具有如下几方面的优势：
（1）自动同步
智能张拉系统通过同時控制两个或多个千斤顶的张拉工作，数据无线传输，实现真正意义上的“多顶同步”张拉施工。而传统人工张拉，一台油泵控制一个千斤顶；两台千斤顶以上的同步张拉靠步话机甚至靠吹口哨联系，不能实现真正意义上的同步张拉。
（2）张拉应力精确控制
智能张拉应力由计算机控制油泵运行，张拉应力的精度达到1%（0.1Mpa），而传统人工张拉靠人工油表读数，其表面刻度数值精度为1Mpa，并且机器运行振动，致使油表指针晃动，加上人工读数存在肉眼误差等因素，其应力误差一般在-15%～15%之间。由此可见，智能张拉应力精度较之传统工艺至少提高了10倍。
（3）延伸量精确控制
传统的人工钢尺测量其精度最高只能达到1mm，而智能张拉系统通过传感器自动测量钢绞线延伸量，精度达到0.01mm，精度达到0.1m，精确度提高了100倍。同时，当延伸量不合格时，系统会及时自动报警，真正达到“双控”的目的。
（4）初张应力自动捕捉
智能张拉系统能自动捕捉初张应力点，确保应力位移的精确性，而传统人工张拉是无法捕捉初张应力点的，只能靠预加10%的应力来计算钢绞线的自由延伸量，既粗糙，也不准确。
（5）自动控制整个张拉过程
智能张拉系统自动控制整个张拉过程，确保加载速率均匀，停顿点准确，持荷时间得到有效保证，同时，持荷时如果应力下降系统会自动补张，从而确保了整个预应力的均匀、稳定传递，确保有效预应力达到设计规范要求。而这一点是传统人工张拉最难控制的，加载速率过大，持荷时间不够是传统人工张拉的通病，应力下降补张更是无法控制，再加上人工操作的误差等因素，使整个张拉环节处于一种非常不稳定和不可控的状态之中。
（6）数据记录真实可靠，张拉过程可溯源回放
智能张拉数据无线传输。张拉应力、延伸量及误差率自动计算、记录、打印，确保原始记录的真实可靠性，杜绝了人工填写数据造假之虞。整个张拉过程可溯源回放，便于历史查询、责任追究和存档。
（7）具有加强质量控制的管理功能
智能张拉系统设置了多道加强质量管理的功能。必须经由施工单位申请，监理批准，方可启动张拉程序，有效地保证施工监督管理程序的实施到位。
（8）张拉效率显著提高
智能张拉系统一人控制电脑、一键完成张拉。传统人工张拉要二人操作油泵，二人同时测量延伸量并记录。智能张拉可节省三个人的人力成本，效益显著。 （9）安全性得到有效保障
智能张拉系统的整个张拉过程由计算机控制、无线传输，操作人员远离了张拉锚头危险区域，确保了人身安全。而传统人工张拉在测量延伸量时必须靠近张拉千斤顶端部，增加了不安全的隐患。
4、预应力智能张拉施工控制要点
为确保预应力质量，应要求从接管工艺、定位钢筋、管道线型等方面严加控制，在此就不再做赘述，结合项目实际张拉情况简要总结预应力智能张拉施工的几个控制要点。
4.1张拉设备的控制
预应力张拉设备应安全可靠，无损坏，油表与千斤顶配套使用，并且必须具有相关资质检验单位出具的合格标定报告。张拉前应检查设备能否正常运转，避免在张拉过程中出现因机械故障导致张拉中途停止的现象。
4.2张拉顺序控制
（1）张拉顺序遵循均匀对称，偏心荷载小的原则，以确保结构及构件受力均匀，张拉过程中不产生扭转、侧弯，防止混凝土产生超应力、过大的附加应力与变形。此外，安排张拉顺序还应考虑到尽量减少张拉设备来回移动次数。
（2）对于连续刚构纵向预应力的张拉顺序，应遵循左右对称，先下后上原则进行。
4.3张拉质量控制
（1）施工中要严格执行精编穿束工艺，以防钢绞线穿束时相互缠绕；（2）限位板应与工作锚配套安装；（3）保证限位板、千斤顶、工具锚板同轴；（4）张拉控制力达到稳定后方可锚固，夹片相互间错位不宜大于2mm，露出锚具外高度不应大于4mm；（5）准确判断滑丝和断丝，若工具处每根钢绞线上的楔片压痕不平齐，说明有滑丝现象，反则无；（6）工具锚板锥孔、工具夾片应经常涂润滑剂。
4.4张拉安全控制
（1）张拉现场应有明显标志，并设置隔离带；（2）现场应有专人监督；（3）专用千斤顶支架必须稳定牢靠，以防支架不稳或受力不匀倾倒伤人；（4）已张拉完，而未压浆的梁，严禁剧烈震动。以防止预应力筋断裂或锚具崩开而酿成重大事故。
总之，我国正处于桥梁建设和预应力工程的施工高潮期，在国家的基础设施建设中将有很好的社会效益和经济效益。“预应力混凝土智能张拉压浆施工技术”的推广和应用，将有效地保证桥梁结构安全和耐久性，显著延长预应力结构寿命，有利于保障人民生命财产安全，降低桥梁结构全寿命周期成本，节约大量宝贵社会资源。
参考文献：
[1]王欣.预应力智能张拉压浆系统在施工中的应用[J].山西建筑，2012，20：182-183.
[2]王永刚，王超.智能张拉压浆在T梁施工中的应用[J].北方交通，2014，S1：34-36+39.
[3]田荣.预应力混凝土桥梁施工中真空压浆技术的应用探析[J].公路交通科技（应用技术版），2014，06：301-303.
【关键词】 公路桥梁；智能张拉；应用
1、技术背景
桥梁结构耐久性是影响桥梁安全、结构寿命的关键因素，上部结构的提前损坏如出现早期下挠、开裂等病害和桥梁安全事故发生是国内交通行业日益关注的问题。大量预应力桥梁调查和检测表明，预应力桥梁质量隐患主要来源于预应力张拉施工工艺不规范和缺乏有效的压浆质量控制手段，有效预应力的建立直接关系桥梁安全性、可靠性和使用寿命。如何改进预应力施工技术，如何对桥梁预应力进行有效控制，已经成为亟待解决的重要问题。
预应力混凝土智能张拉压浆技术的开发和应用，改变了传统的张拉压浆工艺，严格控制预应力张拉的精度和管道压浆的密实度，对提高桥梁结构的耐久性和使用寿命、降低桥梁的寿命周期成本具有重大现实意义。
预应力混凝土智能张拉压浆技术的开发和应用，改变了传统的张拉压浆工艺，严格控制预应力张拉的精度和管道压浆的密实度，对提高桥梁结构的耐久性和使用寿命、降低桥梁的寿命周期成本具有重大现实意义。
2、预应力智能张拉系统结构及操作
2.1智能张拉系统结构及工作原理
智能张拉系统由系统主机、油泵、千斤顶、自带无线网卡的笔记本电脑、高压油管等组成五大部分组成。见图1。
预应力智能张拉系统以应力为控制指标，伸长量误差作为校对指标。系统通过传感技术采集每台张拉设备（千斤顶）的工作压力和钢绞线的伸长量（含回缩量）等数据，并实时将数据传输给系统主机进行分析判断，同时张拉设备（泵站）接收系统指令，实时调整变频电机工作参数，从而实现高精度实时调控油泵电机的转速，实现张拉力及加载速度的实时精确控制。系统还根据预设的程序，由主机发出指令，同步控制每台设备的每一个机械动作，自动完成整个张拉过程。
2.2预应力智能张拉
现场技术员在主控电脑端启动智能张拉平台系统，输入梁体参数，确认梁体参数后，进入智能张拉操作界面（见图2），输入相应的张拉控制应力及理论伸长值并检查确认无误后，方可进行预应力张拉。
智能张拉系统经主控电脑发射信号，传递给智能张拉仪，通过张拉仪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。
油泵平稳匀速供油给千斤顶张拉油缸，按三级加载过程依次上升油压，分级方式为10%（持荷1min）、20%（持荷1min）、100%（持荷5min）。（规范为2min）
张拉过程中智能张拉平台系统对每一级进行测量和记录，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，如图3。
在张拉的过程之中，系统将自动校核测量数据，当实际伸长值与理论伸长值相差大于±6%时应停止张拉。待查明原因，排除问题后，方可进行下一步的工作。
3、智能张拉与传统张拉的比较
较之传统人工张拉工艺，预应力智能张拉系统具有如下几方面的优势：
（1）自动同步
智能张拉系统通过同時控制两个或多个千斤顶的张拉工作，数据无线传输，实现真正意义上的“多顶同步”张拉施工。而传统人工张拉，一台油泵控制一个千斤顶；两台千斤顶以上的同步张拉靠步话机甚至靠吹口哨联系，不能实现真正意义上的同步张拉。
（2）张拉应力精确控制
智能张拉应力由计算机控制油泵运行，张拉应力的精度达到1%（0.1Mpa），而传统人工张拉靠人工油表读数，其表面刻度数值精度为1Mpa，并且机器运行振动，致使油表指针晃动，加上人工读数存在肉眼误差等因素，其应力误差一般在-15%～15%之间。由此可见，智能张拉应力精度较之传统工艺至少提高了10倍。
（3）延伸量精确控制
传统的人工钢尺测量其精度最高只能达到1mm，而智能张拉系统通过传感器自动测量钢绞线延伸量，精度达到0.01mm，精度达到0.1m，精确度提高了100倍。同时，当延伸量不合格时，系统会及时自动报警，真正达到“双控”的目的。
（4）初张应力自动捕捉
智能张拉系统能自动捕捉初张应力点，确保应力位移的精确性，而传统人工张拉是无法捕捉初张应力点的，只能靠预加10%的应力来计算钢绞线的自由延伸量，既粗糙，也不准确。
（5）自动控制整个张拉过程
智能张拉系统自动控制整个张拉过程，确保加载速率均匀，停顿点准确，持荷时间得到有效保证，同时，持荷时如果应力下降系统会自动补张，从而确保了整个预应力的均匀、稳定传递，确保有效预应力达到设计规范要求。而这一点是传统人工张拉最难控制的，加载速率过大，持荷时间不够是传统人工张拉的通病，应力下降补张更是无法控制，再加上人工操作的误差等因素，使整个张拉环节处于一种非常不稳定和不可控的状态之中。
（6）数据记录真实可靠，张拉过程可溯源回放
智能张拉数据无线传输。张拉应力、延伸量及误差率自动计算、记录、打印，确保原始记录的真实可靠性，杜绝了人工填写数据造假之虞。整个张拉过程可溯源回放，便于历史查询、责任追究和存档。
（7）具有加强质量控制的管理功能
智能张拉系统设置了多道加强质量管理的功能。必须经由施工单位申请，监理批准，方可启动张拉程序，有效地保证施工监督管理程序的实施到位。
（8）张拉效率显著提高
智能张拉系统一人控制电脑、一键完成张拉。传统人工张拉要二人操作油泵，二人同时测量延伸量并记录。智能张拉可节省三个人的人力成本，效益显著。 （9）安全性得到有效保障
智能张拉系统的整个张拉过程由计算机控制、无线传输，操作人员远离了张拉锚头危险区域，确保了人身安全。而传统人工张拉在测量延伸量时必须靠近张拉千斤顶端部，增加了不安全的隐患。
4、预应力智能张拉施工控制要点
为确保预应力质量，应要求从接管工艺、定位钢筋、管道线型等方面严加控制，在此就不再做赘述，结合项目实际张拉情况简要总结预应力智能张拉施工的几个控制要点。
4.1张拉设备的控制
预应力张拉设备应安全可靠，无损坏，油表与千斤顶配套使用，并且必须具有相关资质检验单位出具的合格标定报告。张拉前应检查设备能否正常运转，避免在张拉过程中出现因机械故障导致张拉中途停止的现象。
4.2张拉顺序控制
（1）张拉顺序遵循均匀对称，偏心荷载小的原则，以确保结构及构件受力均匀，张拉过程中不产生扭转、侧弯，防止混凝土产生超应力、过大的附加应力与变形。此外，安排张拉顺序还应考虑到尽量减少张拉设备来回移动次数。
（2）对于连续刚构纵向预应力的张拉顺序，应遵循左右对称，先下后上原则进行。
4.3张拉质量控制
（1）施工中要严格执行精编穿束工艺，以防钢绞线穿束时相互缠绕；（2）限位板应与工作锚配套安装；（3）保证限位板、千斤顶、工具锚板同轴；（4）张拉控制力达到稳定后方可锚固，夹片相互间错位不宜大于2mm，露出锚具外高度不应大于4mm；（5）准确判断滑丝和断丝，若工具处每根钢绞线上的楔片压痕不平齐，说明有滑丝现象，反则无；（6）工具锚板锥孔、工具夾片应经常涂润滑剂。
4.4张拉安全控制
（1）张拉现场应有明显标志，并设置隔离带；（2）现场应有专人监督；（3）专用千斤顶支架必须稳定牢靠，以防支架不稳或受力不匀倾倒伤人；（4）已张拉完，而未压浆的梁，严禁剧烈震动。以防止预应力筋断裂或锚具崩开而酿成重大事故。
总之，我国正处于桥梁建设和预应力工程的施工高潮期，在国家的基础设施建设中将有很好的社会效益和经济效益。“预应力混凝土智能张拉压浆施工技术”的推广和应用，将有效地保证桥梁结构安全和耐久性，显著延长预应力结构寿命，有利于保障人民生命财产安全，降低桥梁结构全寿命周期成本，节约大量宝贵社会资源。
参考文献：
[1]王欣.预应力智能张拉压浆系统在施工中的应用[J].山西建筑，2012，20：182-183.
[2]王永刚，王超.智能张拉压浆在T梁施工中的应用[J].北方交通，2014，S1：34-36+39.
[3]田荣.预应力混凝土桥梁施工中真空压浆技术的应用探析[J].公路交通科技（应用技术版），2014，06：301-303.