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智能张拉系统在高架桥施工中的应用

日期:2016-3-11 14:00:32 来源:转载 浏览数:
 
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    1· 工程概况
    231 省道泰州至高港段改线工程S231TZ - 5 标全长1. 66 km,其中主线高架桥1. 12 km( Y1 ~ Y12 联) ,匝道桥两座( K、L 匝道) ,上部结构采用预应力现浇箱梁,采用双向预应力结构。腹板预应力束采用双排束,采用M15 - 13、M15 - 15、M15 - 16 群锚体系; 顶底板束采用型号M15 - 9、M15 - 12 的群锚体系,在箱室内设锯齿块锚固双端张拉;箱梁横梁预应力束采用型号M15 - 16、M15 - 17、M15 - 19群锚体系; 桥面板横向钢束采用型号M15 - 3 的扁锚体系,交替单端张拉于箱梁两侧悬臂端部。钢绞线采s15. 2,公称截面面积为139 mm2 ,标准强度为fpk = 1 860 MPa,锚下控制应力为0. 75fpk = 1 395 MPa。
    2· 智能张拉控制系统
    TH - PTD 型预应力智能张拉控制系统的组成部分主要包括: 高压油管、超声波位移测量系统、前端程控油泵、工控主机等,系统组成见图1。TH - PTD 型为全自动旗舰型号,通过两台油泵可同时驱动四台千斤顶,实现两束钢绞线同时张拉,整个过程实现一键式操作,自动完成两束钢绞线预应力张拉全过程。
             
    3· 预应力智能张拉设备的使用
    3. 1 张拉前准备工作
    TH - PTD 预应力张拉控制系统使用前,连同配套使用的千斤顶送至有相应资质的检测单位进行配套校定,取得测试报告后方可使用。
    3. 2 智能张拉设备的安装
    1) 系统上电。将设备附带电源线的接线端与工地提供的电源相连接,电源线内共四根线,颜色分黄绿、黑、蓝、棕。其中黄绿线为地线,需要与工地电源的地线连接,其余三种颜色的线分别与工地电源的三个相位连接,连接顺序不限。
    2) 连接智能油泵与千斤顶。将一根高压油管的一端与设备油泵的进油口相连接,另一端接在千斤顶进油嘴上( 千斤顶进油嘴一般为远离千斤顶活塞顶出方向的油嘴) ; 将另一根高压油管的一端与设备油泵的回油口连接,另一端接在千斤顶回油嘴上。
    3) 超声波位移传感器及反射板安装。系统采用高精度外挂式超声波传感器测量伸长值,传感器、反射板与千斤顶采用磁性连接,在千斤顶活塞伸出的过程中,系统通过声波反射测得伸长值。将超声波传感器通过磁力底座吸附于千斤顶侧壁,确保传感器顶面与反射板垂直,并且在张拉全过程中传感器顶面与反射板的距离在30 ~ 250 mm 的量程范围内。
    3. 3 张拉施工
    1) 参数设置。智能张拉系统工控主机上预装了FHolder预应力张拉控制软件,进入预应力张拉控制程序后进行新建工程和新建钢束,分别对工程信息、设备参数、钢束参数进行详细设置。
    2) 开始张拉。参数设置完毕后点击控制程序中“开始张拉”显示按钮,这时智能张拉工控主机系统则就将信号发出,同时将信号传递到智能张拉仪张拉系统中,再依据预先系统编订的张拉顺序,借助张拉系统控制专用千斤顶对其进行整体张拉。
         
    在整个张拉过程中,智能张拉平台系统可以实现对每一级数据的测量与记录,对每一级张拉之后的活塞伸长值读数予以测量,同时对计算值与伸长值之间是否出现偏差予以检查。在张拉过程中,借助智能张拉系统与系统平台,做好对千斤顶加载速度的有效控制,平稳给油、稳定持荷。
    3. 4 数据的导出
    为了确保数据的安全性,将数据文件拷到装有预应力张拉分析程序的电脑上,运用软件打开文件,出现工程信息设置界面。第一页界面上显示工程信息简表,显示单位工程名、构件名、传感器编号、标定系数等信息。自第二页起,每个标签页对应一束钢束,用表格和曲线记录了该钢束的整个张拉过程。表格包含了张拉设计值、分级张拉位移值、回缩量、伸长量等张拉数据。下方的曲线部分,包括张拉力- 伸长量曲线与前端同步曲线,直观地反映了整个张拉过程。
    3. 5 生成WORD 报表
    预应力张拉分析软件提供了WORD 报表生成功能,可方便地生成定制报表。单击“工具栏”中的生成WORD 报表图标,选择存储路径,即可完成报表。
    3. 6 张拉结果分析
    本工程运用智能张拉系统实施预应力张拉作业,取得了有效成果,以第一联张拉记录数据为例,箱梁预应力张拉偏差误差均在规范允许±6%范围内,预应力张拉允许偏差值合格率达100%。
               
    4· 预应力智能张拉过程控制
    在预应力张拉结束后,直观上是不能实现对其施工质量的评定,只能从施工过程中就各个环节比如说锚具的安装、设备的标定、波纹管定位以及钢绞线穿束等各个方面加强质量控制,以此来保证预应力张拉最终的施工质量。
    4. 1 预应力张拉最终的质量控制分析
    1) 就波纹管方面来说,需要依据设计图纸上已经既定的坐标通过定位钢筋固定在其所在位置,一旦其所在位置与普通钢筋之间发生矛盾,需移动钢筋位置,确保预应力筋位置。在混凝土浇筑前安排专人检查波纹管是否有孔洞,防撞在浇筑混凝土时水泥浆液进入波纹管内堵塞管道。
    2) 在进行张拉钢绞线的过程中,需要依据设计图纸中规定张拉顺序,进行对每一束钢绞线的均匀对称张拉,确保整体箱梁的均匀受力,这样做的目的是预防在张拉时箱梁腹板发生侧向弯曲或扭转问题。
    3) 梁体底、腹板束编束后整体穿入孔道,钢束用梳丝板梳丝理顺,绑扎要牢固,防止相互缠绕。
    4) 钢绞线张拉锚固后,孔道应在48 h 内进行孔道压浆,否则应采取避免钢绞线生锈的措施。
    5) 预应力智能张拉系统设备必须经过授权的法定计量机构校正合格后方允许使用。
    4. 2 预应力张拉安全控制
    1) 梁板张拉前,在距其两端2 m 范围之内,进行挡板的设置; 为预防由于锚具夹片被拉坏或者是钢绞线断丝而导致安全事故的发生,在进行张拉的整个过程中,禁止有人站在千斤顶前面,
    2) 在预应力张拉施工现场,设置醒目的安全警示标志,且做好全面的安全防护设施,同时禁止与工作无关的人士进入施工现场。
    3) 进行对预应力张拉现场的管理时,需要将此工作安排给接受过专业培训的技术工作者,在进行张拉时,对梁板两端千斤顶的伸长量加以重视,一旦发现过程中存在异常,马上暂停张拉工作,问题解决之后,继续进行张拉。
    4) 在钢绞线张拉工作完成后,获得监理工程师的同意,及早压浆,保证未压浆箱梁避免受到外力损伤。
    5· 结束语
    智能张拉系统一人控制电脑、一键完成张拉。传统人工张拉要两人操作油泵,两人同时测量延伸量并记录。采用智能张拉设备不仅节约了人力成本,同时排除了人为因素对张拉结果产生的误差,提高了张拉精度。
    从泰州S231TZ - 5 标以张拉后10 联现浇箱梁张拉数据结果可知,通过TH - PTD 预应力智能张拉控制系统的应用,可实现将钢绞线伸长误差控制在规范容许偏差范围以内。智能张拉设备的运用,树立了新技术、新工艺的运用的良好典范,增强了我们运用新技术、新工艺的信心,在以后的工程中不断创新,积极采用好的施工方法、机具,为工程质量提供更多的保障。   

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