智能張拉設(shè)備在系桿拱橋上的應(yīng)用

張榕芳

摘要：為了能夠改善施工條件，提高施工精度、質(zhì)量和可靠性，在中鐵上海局大蘆線項目湖北碼頭橋采用智能張拉設(shè)備進(jìn)行吊桿安裝，總結(jié)了一套適用于系桿拱橋的智能張拉施工經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：大蘆線、系桿拱橋、智能張拉、機(jī)械設(shè)備管理

1、工程概況

大蘆線項目湖北碼頭橋采用計算跨徑123m的下承式系桿拱橋結(jié)構(gòu)，主橋系梁采用鋼-砼組合梁，拱肋采用全焊鋼箱構(gòu)造，拱軸線為二次拋物線，主拱矢跨比為1/5。全橋共設(shè)置14對共28根吊桿。吊桿均與主拱拱腳連線垂直，沿橋軸水平向吊桿中心線間距均為8m，關(guān)于橋梁中心對稱布置，擬采用采用智能控制系統(tǒng)代替人工施工操作。

2、設(shè)備特點

2.1 智能設(shè)備系統(tǒng)控制張拉代替人工施工操作，改善施工條件，提高施工精度、質(zhì)量和可靠性。

2.2全橋一次性整體張拉，集中化程度高，簡化施工工序、縮短施工工期，節(jié)約施工成本。

2.3施工精度高并易于控制，通過全橋所有千斤頂?shù)奈⒄{(diào)張拉，可實現(xiàn)主梁線形的調(diào)整，提高橋梁的施工質(zhì)量、使用性能和壽命。

2.4施工過程中，全橋所有吊索索力在電腦控制中心準(zhǔn)確、同步地顯示，整個施工過程界面化、可視化、過程可控化。

3、適用范圍

本工藝適用于先梁后拱的鋼結(jié)構(gòu)拱橋施工。

4、工藝原理

本工藝是通過系統(tǒng)控制完成，此系統(tǒng)主要由電腦控制中心、油泵從站、智能千斤頂、信號采集和傳輸系統(tǒng)、液壓油路系統(tǒng)組成，是集機(jī)、電、液、計算機(jī)和控制技術(shù)于一體的智能化設(shè)備系統(tǒng)。

該系統(tǒng)以吊索張拉力為控制指標(biāo)，吊索伸長量為輔助控制參數(shù)。工作時，由電腦控制中心發(fā)出張拉指令，操控每個千斤頂?shù)倪\行，對所有吊索進(jìn)行整體“同步”張拉， 同時，還可控制單個或局部千斤頂對局部吊索進(jìn)行“異步”張拉和調(diào)索。

5、工藝流程及操作要點

5.1 施工工藝流程

吊索安裝→全橋安裝智能千斤頂→由監(jiān)控單位出具初次張拉應(yīng)力值→系統(tǒng)聯(lián)機(jī)調(diào)試→第一次整體吊索張拉→吊索錨固→系統(tǒng)卸載停機(jī)→橋面系施工完畢→監(jiān)控單位出具初次張拉應(yīng)力值→第二次整體吊索張拉→吊索錨固→系統(tǒng)卸載停機(jī)→拆除智能千斤頂及相應(yīng)裝置

5.2 施工工藝流程

5.2.1吊索安裝

1）確認(rèn)全橋吊索掛設(shè)正確，吊索錨固螺母已經(jīng)擰緊；2）確認(rèn)全橋當(dāng)前狀態(tài)，排除對正式張拉施工可能存在的安全隱患。

5.2.2千斤頂安裝

1）全橋吊索匹配的智能張拉千斤頂，千斤頂最大張拉力宜為對應(yīng)吊索的成橋最大索力的1.5～3.0倍；2）每根吊索依次安裝張拉附屬構(gòu)件，并確認(rèn)安裝正確；3）每根吊索依次安裝智能張拉千斤頂，并確認(rèn)安裝正確；4）各千斤頂安裝完成后，設(shè)置安全保護(hù)繩（索），防止張拉施工過程中意外情況發(fā)生。

5.2.3智能張拉和調(diào)索系統(tǒng)聯(lián)機(jī)和調(diào)試

1）全橋智能張拉千斤頂和電腦控制中心、油泵從站通過信號和油路系統(tǒng)聯(lián)機(jī)，確認(rèn)聯(lián)機(jī)正確；2）確認(rèn)施工電源正確，線路和油路布置安全；3）確認(rèn)設(shè)備油量儲備足夠，不會影響正式張拉的施工進(jìn)程；4）進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試，確認(rèn)各千斤頂?shù)膲毫蜕扉L量數(shù)據(jù)信號反饋正常，各千斤頂進(jìn)油和回油正常，各千斤頂整體聯(lián)動正常。

5.2.4預(yù)張拉

1）全橋吊索預(yù)張拉至成橋索力的10%左右（或根據(jù)橋梁具體實際情況另行設(shè)定），消除吊索的空間彎曲，保證每根吊索基本處于無應(yīng)力順直狀態(tài)；

2）預(yù)張拉一次到位，張拉時間宜為10～15min，張拉完成后，持荷等待30min；

3）預(yù)張拉過程中和持荷等待時，確認(rèn)設(shè)備系統(tǒng)運轉(zhuǎn)正常，并同時注意觀察橋梁狀態(tài)，若有異響或突發(fā)情況發(fā)生，應(yīng)立即停止預(yù)張拉。

5.2.5正式整體分級張拉

1）預(yù)張拉順利完成后，才可進(jìn)行全橋吊索整體分級張拉； 2）根據(jù)監(jiān)控方（如無監(jiān)控指令，則以設(shè)計圖紙為準(zhǔn)）下發(fā)的第一次張拉指令，確定第一次張拉的索力目標(biāo)，按各索索力目標(biāo)的百分比進(jìn)行整體分級張拉； 3）整體張拉應(yīng)分為2～4級，一般情況下，宜按各索索力目標(biāo)的0%→25%→50%→75%→100%分四級進(jìn)行張拉，對于第一次張拉索力目標(biāo)值較小或有特殊要求的橋梁，宜按0%→50%→100%分兩級進(jìn)行張拉；4）整體分級張拉過程中，每級索力張拉完成時間宜為5～10min（根據(jù)不同橋梁的實際情況而定），張拉后持荷等待時間應(yīng)不少于20min；5）張拉過程中，確認(rèn)各索索力和伸長量整體同步進(jìn)行，未出現(xiàn)異常情況，并同時注意觀察梁狀態(tài)，若有異響或突發(fā)情況發(fā)生，應(yīng)立即停止張拉。

5.2.6吊索錨固

1）整體分級張拉完成后，擰緊各吊索的錨固螺母；

2）全橋吊索錨固螺母擰緊后，監(jiān)控或監(jiān)理單位應(yīng)即時對全橋的索力、線形、應(yīng)力狀態(tài)進(jìn)行復(fù)測，確認(rèn)張拉目標(biāo)正確實現(xiàn)。若張拉目標(biāo)未實現(xiàn)，則須檢查原因，并及時再次張拉調(diào)整。

5.2.7智能張拉和調(diào)索系統(tǒng)卸載停機(jī)

1）第一次張拉目標(biāo)實現(xiàn)后，全橋吊索千斤頂回油退頂； 2）拆除和整理設(shè)備系統(tǒng)的信號和油路線管，防止對后續(xù)施工造成影響；3）電腦控制中心和油泵從站停機(jī)并入庫回收，防止損壞或被盜；4）不拆除張拉千斤頂，如有需要，對個別張拉行程較大的千斤頂進(jìn)行位置調(diào)整，以便后續(xù)第二次張拉施工。

5.2.8成橋索力張拉和調(diào)索階段

在橋面系及相應(yīng)工序完成后進(jìn)行第二次吊索整體張拉，操作過程與控制要點與第一次張拉一致，需要強(qiáng)調(diào)以下幾點：

1）整體分級張拉完成后，根據(jù)設(shè)備系統(tǒng)電腦控制中心各索索力數(shù)據(jù)，對不滿足設(shè)計索力的吊索進(jìn)行整體或局部（單根）調(diào)索； 2）調(diào)索張拉完成后，持荷等待不少于30min，繼續(xù)觀測全橋吊索索力狀態(tài)，確保全橋吊索最終索力滿足設(shè)計要求。

5.2.9拆除全橋張拉附屬裝置和智能千斤頂

依次拆除各吊索的智能千斤頂和張拉附屬裝置，完成吊索張拉和調(diào)索施工。

6、結(jié)束語

綜上所述，智能張拉設(shè)備在系桿拱橋吊桿張拉上有較大優(yōu)勢，解決了人員主管錯誤，全程電腦智能操控，對橋梁的施工質(zhì)量有較大的提升，也將是橋梁施工今后的發(fā)展趨勢。

（作者單位：中鐵上海工程局集團(tuán)第二工程有限公司）