預(yù)應(yīng)力智能張拉施工技術(shù)在公路橋梁中的應(yīng)用

■方 勇 ■江蘇育通交通工程咨詢監(jiān)理有限責(zé)任公司，江蘇 南京 211188

隨著交通事業(yè)的日益發(fā)展，我國(guó)對(duì)橋梁的技術(shù)改革也越來(lái)越多，縱觀橋梁建筑歷史，在道路上一座座的橋梁都是應(yīng)用了預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁，然而傳統(tǒng)的張拉技術(shù)，使人工對(duì)數(shù)據(jù)的精確控制較少，誤差率也較高，這就容易導(dǎo)致一些橋梁因預(yù)應(yīng)力施工不合格，而被迫及早進(jìn)行加固施工，并且影響橋梁的穩(wěn)定性、安全性，使橋體塌陷，開(kāi)裂等種種問(wèn)題，造成社會(huì)的巨大財(cái)產(chǎn)損失。這個(gè)困擾著橋梁建設(shè)者的問(wèn)題日益增加，而如今正發(fā)展中的智能張拉技術(shù)則能有效解決這些問(wèn)題。

1 預(yù)應(yīng)力技術(shù)的定義和起源

橋梁的發(fā)展離不開(kāi)預(yù)應(yīng)力技術(shù)，它可以提高自身的剛性，以減少?gòu)椥哉饎?dòng)和受外界影響帶來(lái)的變形使原本的抗壓性更強(qiáng)。預(yù)應(yīng)力張拉就是使構(gòu)架提前承受并增加拉力，使之產(chǎn)生一定的形變，使被張拉構(gòu)件產(chǎn)生拉應(yīng)力，來(lái)更好的應(yīng)對(duì)鋼本身帶來(lái)的符合，從而可以達(dá)到加固房屋，抵御風(fēng)雪，抵抗地震等自然災(zāi)害的效果。通俗點(diǎn)來(lái)講，預(yù)應(yīng)力就是預(yù)先給的一個(gè)應(yīng)力。比如過(guò)去人們通常給木桶的外緣捆上一圈鐵皮，目的就是為了在木桶承受水帶給它的由內(nèi)向外的壓力之前，事先產(chǎn)生一個(gè)由外向內(nèi)的力量，抵消了水壓，達(dá)到了力的平衡，可以防止木桶的開(kāi)裂。

由于人工張拉技術(shù)帶來(lái)的缺陷使得全社會(huì)人都在關(guān)注張拉技術(shù)的發(fā)展，早在20 世紀(jì)80 年代末開(kāi)始，國(guó)內(nèi)的一些專家學(xué)者就踏上了研究張拉技術(shù)的道路，他們?yōu)榱颂岣邚埨夹g(shù)的精確度，改善道路橋梁的發(fā)展，從倆個(gè)思路展開(kāi)了研究與探討，分別是，信息化施工與油泵數(shù)字化控制。相信科學(xué)與探討的力量是強(qiáng)大的，在1990 年，帶有數(shù)字顯示功能的記錄儀被英國(guó)和德國(guó)的公司所發(fā)明，計(jì)算機(jī)控制的專用油泵也被北京建筑工程研究所成功開(kāi)發(fā)，還有具有閉環(huán)控制功能的預(yù)應(yīng)力張拉裝置也相繼問(wèn)世。上述發(fā)明在預(yù)應(yīng)力研究中是重要的成果，但由于缺乏規(guī)范的引導(dǎo)和研究成果的分散，使得在后期缺少深入的繼續(xù)研究與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，液壓技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)在土木工程中的應(yīng)用越來(lái)越多，2008 年，重慶科研設(shè)計(jì)院羅斌等人在國(guó)內(nèi)預(yù)先提出了智能張拉技術(shù)的概念。2012 年5 月20 號(hào)，該項(xiàng)技術(shù)被認(rèn)定為國(guó)際先進(jìn)水平，并通過(guò)了云南昆明的工程院專家委員會(huì)鑒定。

2 預(yù)應(yīng)力技術(shù)的功能及特點(diǎn)

與傳統(tǒng)的人工張拉相比，智能張拉系統(tǒng)通過(guò)計(jì)算機(jī)控制可全自動(dòng)完成張拉，避免了人員輸入數(shù)據(jù)的誤差，它的數(shù)據(jù)由計(jì)算機(jī)完成并將其直接傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。另外它可以提供監(jiān)控系統(tǒng)用以監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的施工情況，從源頭上杜絕造假的嫌疑，減輕了工作人員的風(fēng)險(xiǎn)和強(qiáng)度。它還可以同時(shí)控制多臺(tái)自動(dòng)張拉在同一臺(tái)筆記本電腦中，大大減少了施工的時(shí)間和效率，真正實(shí)現(xiàn)多種橋梁建設(shè)的同步。

優(yōu)質(zhì)的科學(xué)技術(shù)使它的張拉作業(yè)更加安全和到位，據(jù)資料顯示，它具有高頻響比例方向的調(diào)速閥，同步精確度達(dá)到0.5%。由于自身超高壓、大流量，(50Mpa、4 升/分鐘)多種張拉速度(0.25-2mm/s)的特點(diǎn)，適應(yīng)大小噸位千斤頂?shù)淖詣?dòng)張拉。并且采用高性能高精度先進(jìn)的拉繩式位移傳感器，有磁性安裝底板，避免了因千斤頂活塞旋轉(zhuǎn)損壞傳感器的現(xiàn)象?？傊?，它使信息化數(shù)據(jù)采集更為便利、人為輸入數(shù)據(jù)的繁瑣更為簡(jiǎn)單，真正實(shí)現(xiàn)了智能自動(dòng)張拉。

3 預(yù)應(yīng)力智能張拉技術(shù)的概述及技術(shù)指標(biāo)

預(yù)應(yīng)力智能張拉系統(tǒng)是改變了傳統(tǒng)工藝數(shù)據(jù)不精確，施工效率低，質(zhì)量管理難等幾大問(wèn)題展開(kāi)的變革。它采用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，以智能泵站代替手動(dòng)泵站，以智能操控平臺(tái)代替人工操控，以信息數(shù)據(jù)化和網(wǎng)絡(luò)化來(lái)進(jìn)行管理，將預(yù)應(yīng)力的結(jié)果，檢測(cè)，控制得到了有力結(jié)合。智能張拉系統(tǒng)由千斤頂，工具箱，限位板，油管，油源，智能操控平臺(tái)等幾部分組成。它的技術(shù)指標(biāo)如下:最高控制壓力:60MPa，油泵流量:2.5L/min，測(cè)量精度:0.1%，加壓速度控制精度:≤±5%，保壓控制精度:≤±0.03MPa系統(tǒng)噪音:≤70dB。

4 智能張拉系統(tǒng)的使用范圍

適用于空心板梁、簡(jiǎn)支箱梁、連續(xù)梁、連續(xù)剛構(gòu)、豎向短束、負(fù)彎矩束、蓋梁的張拉，也可用于邊坡錨索、先張法等施工中。

5 智能張拉系統(tǒng)提升了橋梁工程的質(zhì)量

在工程建設(shè)過(guò)程中始終把質(zhì)量安全放在第一位，智能張拉得到了推廣應(yīng)用，取得到了較好的效果。2011 年，聯(lián)智公司董事長(zhǎng)劉柳奇還有分管橋隧工程的副經(jīng)理何杰提出了設(shè)計(jì)理念，它是以通平高速建設(shè)項(xiàng)目為依托，研發(fā)出智能張拉系統(tǒng)，并率先投入使用，這一技術(shù)得到了交通運(yùn)輸公司的大力支持。同時(shí)，該課題已被交通運(yùn)輸部納入由部公路科研院和部質(zhì)量監(jiān)督總站牽頭承擔(dān)的《公路工程施工質(zhì)量安全智能控制與遠(yuǎn)程監(jiān)控》科研課題的一部分繼續(xù)進(jìn)行深入研究。

2011 年3 月7 日，在湖南交通運(yùn)輸系統(tǒng)技術(shù)權(quán)威的見(jiàn)證下，交通運(yùn)輸廳黨組成員，總工程師，通平公司等單位的領(lǐng)導(dǎo)及專家通過(guò)對(duì)比進(jìn)、出兩端同步張拉的技術(shù)參數(shù)，加之親身的操作，大加贊賞該系統(tǒng)所具備的自動(dòng)讀取參數(shù)，自動(dòng)生成預(yù)應(yīng)力張拉記錄表，無(wú)需人工干預(yù)等特點(diǎn)，基本杜絕了人工對(duì)張拉施工的影響的優(yōu)點(diǎn)，這一技術(shù)得到了權(quán)威的認(rèn)可后，他們又不段深入探討并且改善成功研制出的預(yù)應(yīng)力智能張拉新技術(shù)。它在通平高速公路全線使用，由點(diǎn)及面地應(yīng)用，使更多人信服并應(yīng)用這一系統(tǒng)，提高了橋梁的質(zhì)量。后來(lái)經(jīng)過(guò)專家們的鑒定，結(jié)合高速公路和橋梁建設(shè)的現(xiàn)實(shí)需要，實(shí)驗(yàn)證明它的總體水平能領(lǐng)先國(guó)內(nèi)，可以在全國(guó)公路橋梁市政鐵道等行業(yè)推廣應(yīng)用，相信良好的效益會(huì)創(chuàng)造更顯著的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)成果。

6 智能張拉系統(tǒng)的更新

在智能張拉系統(tǒng)為我們帶來(lái)效益的同時(shí)，也應(yīng)考慮產(chǎn)品的更新?lián)Q代問(wèn)題。由于科技的迅猛發(fā)展，使得會(huì)有一些仿冒產(chǎn)品出現(xiàn)，危害產(chǎn)品聲譽(yù)和質(zhì)量，另外，隨著第一代的投入使用，總會(huì)有一些弊端慢慢顯現(xiàn)出來(lái)，這就需要跟上時(shí)代的發(fā)展，加大投入力度，在科技面前，及時(shí)研究分析，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行更新?lián)Q代。有關(guān)專家和學(xué)者在相距千里之隔的倆地，通過(guò)一些媒介等各種方案，對(duì)研發(fā)工作進(jìn)行激烈而緊張的討論。公司為了保證研發(fā)工作的順利進(jìn)行，投入了大量的財(cái)力及精力。經(jīng)過(guò)科研人員的共同努力，第二代產(chǎn)品終于研制成功，它的先進(jìn)技術(shù)填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)的空白，并且領(lǐng)先于國(guó)際水平，當(dāng)前已有部分在施工單位使用，由于第二代產(chǎn)品具有長(zhǎng)久性的使用效應(yīng)，美觀的包裝，能適應(yīng)惡劣環(huán)境下的操作等特點(diǎn)，目前有公司正在批量生產(chǎn)中。

7 結(jié)語(yǔ)

公路橋梁依然是交通發(fā)展中離不開(kāi)的因素，而智能張拉系統(tǒng)很好地完善了傳統(tǒng)預(yù)應(yīng)力的缺陷，為了讓我國(guó)的交通行業(yè)更好的發(fā)展，相關(guān)學(xué)者及專家更應(yīng)該加大對(duì)智能張拉系統(tǒng)的研究，使其更快更好地被世界所知曉，更贊嘆中國(guó)橋梁的文化與技術(shù)。

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