智能数控张拉施工工艺--.pdf

《智能数控张拉施工工艺--.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《智能数控张拉施工工艺--.pdf（16页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、可编辑 智能数控张拉施工工艺 卞桂荣 李宝枝 常溧高速公路 1、序言 本文论述了预应力智能张拉系统原理及工艺流程，阐述智能张拉系统在施工 中与传统张拉相比具有其技术经济先进性。常州至溧阳高速公路 CL-5 标段路线起点桩号为 K41+700,位于溧阳市上黄 镇境内，外圩村北侧；终点桩号为 K46+300，位于溧阳市溧城镇境内，石塘村 和后庄村东侧，路线主线长 4.60 公里，双向四车道，宽度 28m。本合同段中中河大桥预制箱梁的主要工程量为：25m箱梁共计128榀、29m 箱梁 24 榀，最重为 29m 边跨梁（箱梁最重约为 90t）；石界滩特大桥预制箱梁 的主要工程量为：25m 箱梁共计 3

2、72 榀，均采用就地预制、预应力后张法工艺 施工。箱梁预制场生产场区布置于 K43+418 路线左侧，占地面积约 14 亩，共 布置箱梁地胎膜 18 个。2、工艺阐述的主题内容及适用范围 该工艺主要阐述预制箱梁智能张拉，同样适用于空心板梁、连续梁、连续刚 构等结构的张拉，也可用于边坡锚索、先张法等施工。3、工艺所执行的主要规范、规程、标准 预应力混凝土用钢绞线 GB/T5224-2003 预应力筋用锚具、夹具和连接器 GB/T 14370-2007 公路工程质量检验评定标准（JTGF80/1-2004）公路桥涵施工技术规范（JTG/T F50 2011）常州至溧阳高速公路 CL-5 标工程桥梁

3、施工图 可编辑 4、预应力智能张拉系统工作原理及工艺流程图 4.1 智能张拉系统及工作原理 本工程采用的智能张拉系统由主机、油泵、千斤顶三大部分组成。该系统以 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千斤顶 的工作压力和钢绞线的伸长量（含回缩量）等数据，并适时将数据传输给系统主 机进行分析判断，同时张拉设备接受系统指令，适时调整变频电机工作参数，从 而实现高精度适时油泵电机的转速，实现张拉力及加载速度的精确控制。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。压力传感器在张拉过程中负责采集千斤顶油缸的压力值，通 过下位机

4、传给控制主机，主机根据标定参数换算成拉力值。位移传感器在张拉过 油泵 图1张拉系统工作原理图 4.2 智能张拉工艺流程 安放工作锚.限位価 智能千斤顶、工具鼠 智能張拉仪、连接油管 压力采集装置 位移采集装置 计算机主控制系统 电机 程中负责采集钢绞线伸长量（含回缩量）值，通过下位机传给控制主机 千斤顶 可编辑 确保主控电脑、预应力智能张拉仪、智能千斤顶连接正常即可幵始操作 输入梁扳参数，确认梁板參数，启动智能张拉程序 曲亍第一行程（控制应加歸 张拉，旳秒短暂停 第二行程（控制应力洌）张拉，沁秒短暂停 IF1 第三形成張血 张拉致目标值 A 进行盼钟持荷 回油退顶，完成张拉，自动生成张拉计算数

5、据 图2工艺流程 5、施工方法说明和主要设备等资源的配置 5.1 施工方法说明 和传统张拉相比，预应力智能张拉系统利用计算机控制技术，实现了预应力 张拉全过程自动化，具有张拉力到位，同步精确，自动控制张拉应力、延伸量、加载速率、停顿点、持荷时间等要素的特点，同时还实现了适时监控、规范管理、确保数据真实可靠等管理功能，能有效杜绝人为因素干扰，确保预应力张拉施工 质量。本工程预制箱梁张拉采用120T千斤顶进行数控张拉，两个千斤顶对称张 拉，以石界滩特大桥42跨右-4箱梁N1（高）束张拉控制应力0%、20%、100%可编辑 进行阐述 茁m和制箱梁（中跆，钢级虧壬村伸长单计墨表 编号：$1订）1计算理

6、论伸长 r Ckl-P tj-E+n）詁L 駅拉控制 0【说明 现场钢绞线根据设计要求采 mm 起点 卜弛S15.2 録占 Tp WI 应力 平均 0钢绞线，张 1 控制应 0.500 0.Odd 6 式中:力为:0.788 0.000 1 301 J.001 O.C01 1.0DO 1395 13刑 1394 3.5 O.C32 0.999 CLGOl 0.008 0.999 飞対 1392 1392 1331 应力 O.PO7 为 0.087 p.ooo 初力 20%应力con(持荷5 0.畀5 Jkggg 0.025 到最大 泣25 间的实测 长量差值。176+65 min彳锚固）理伸长

7、值 0.988 i閔 鲤 13别 L2为彳 1393 1$賀 唾 13L 5.1 5,5 51+A_2;23 拉 张拉前首先由技术员将张拉钢束按照张拉顺序进行编号输入计算机中。计算 机同张拉设备进行链接，准备工作做好后，启动电源键，按顺序一键完成钢绞线 的张拉。张拉过程界面见下图:静 H.扯&,IK冲字I-n 可编辑 图3准备张拉，压力、位移均为0 图4应力10%时张拉应力两端分别为3.78MPa、3.83MPa;位移量为12.1mm、16.8mm 图5应力20%时张拉应力两端分别为7.58MPa、7.5MPa;位移量为22.0mm、26.3mm 可编辑 图6应力100%张拉应力两端分别为37

8、.39MPa、37.56MPa;位移量为97.8mm、97.4mm WM WlH 旳13-11廊 Wr?r*.Ki 打印河览 表2张拉伸长量自动生成 结果分析：上表为电脑终端显示最终伸长量为 174.4mm，误差为-0.9%，远远小于规范要求的土 6%。5.2 主要资源配置 机械名称 规格型号 数量（台）智能千斤顶 1200KN 2 液压泵 Y10012-4 2 笔记本电脑 联想 1 手拉葫芦 5T 2 切断机 qgw-1 2 力3i 圧E 1DQ Mt*“V*乐脚鼻fc I.C；上#17.Q J：q 3 M tib M ESS.0 d】T虽0 if a.a I?!.2ST1 F-7.1.1.

9、&.-M 一 一二一 i n f】丁门，1 IJB i 1 7电.R|和m V 可编辑 6、施工操作要点及工艺要求和技术措施 6.1施工中要严格执行梳编穿束工艺，以防索力不均度，钢绞线穿束时相互缠绕。6.2限位板应将写有对应使用规格数字的面对准工作锚板安装，安装后保证工作 锚板在锚垫板止口内；6.3保证限位板、千斤顶、工具锚板同轴。6.4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。6.5工具锚板锥孔、工具夹片应经常涂润滑剂。7、质量标准、卡控点防范措施和专项检查要素 7.1 质量标准 质量标准 1、预应力钢材的张拉施工时的实际伸长值与理论伸长值差

10、值应 符合设计要求，或按规范要求控制在-6%+6%以内，否则应 暂停张拉，待查明原因并采取措施予以调整后，才可继续进行张 拉。2、每束钢绞线最多只允许出现一丝断丝，每个断面断丝总和不 得超过该断面钢丝总数的1%3、两端对称均匀张拉 7.2 卡控点防范措施 7.2.1千斤顶的设备安装、调试 安装限位板，限位板有止口与锚板定位，工作锚环必须在限位槽内 安装专用千斤顶，千斤顶止口应对准限位板 可编辑 安装工具锚，应与前端张拉锚具对正，使孔位排列一致，不得使钢绞线在 千斤顶的穿心孔发生交叉，以免张拉时出现失锚事故，工具锚夹片均涂退锚灵。开动油泵，将千斤顶活塞来回打出几次，以排出可能残存于千斤顶缸体中

11、的空气 7.2.2 张拉 智能张拉设备在启动前应对其参数进行设置，根据设计要求按设计张拉 力的10%、20%、100%进行张拉，中间各需稳压一次。张拉完成后稳压，稳压完成后油泵自行回顶，进行下一束的张拉 张拉数据用专用存储器导出。7.3 专项检查要素可编辑 序号 分项工程 工序名称 执行人 标准与要求 检查时段 检查情况 检查人 施工方案交底 施工员编制，总工审核，全员覆盖 1 施工员交底 开工前 技术交底工作 安全培训交底 施工员编制，生产副经 全员覆盖 2 理审核，安全员主持、开工前 施工员交底 长期不使用 张拉设备及仪表 施工员 张拉次数超过 200 3 设备验收 次 开工前 标定时间超

12、过半年 4 电脑及软件 施工员 方案要求 张拉前 可编辑 5 砼工程 张拉时的混凝土强度 施工员、试验员 设计交底 张拉前 6 锚垫板后方砼密实度 施工员 无蜂窝，密实 张拉前 7 材料 预应力筋损伤 施工员 表面无损伤 张拉前 8 人员 操作工是否持证上岗，人证相符 安全员 持证上岗 张拉前 9 安全 张拉作业区域是否设置 警示标志，无关人员严 禁入内 安全员 方案要求 张拉全过程 10 检查用电是否符合要求（电箱、电源线、电器 开关、漏电保护装置）安全员 方案要求 张拉前 11 张拉操作平台是否符合 施工员 方案要求 张拉前 可编辑 方案要求 12 张拉时千斤顶后方不得 站人，且后方设置安

13、全 挡板 施工员、安全员 方案要求 张拉全过程 13 智能张拉 张拉过程控制 施工员 出现压力表读数异 常或损坏、预应力筋 断丝、滑丝、混凝土 破例等情况，应立即 停止张拉，查明原因 采取措施后再进行 张拉 张拉时 表3智能张拉专项检查要素 可编辑 可编辑 8、施工工艺所涉及的试验检测内容及检测索引的检查标准规范 1、精确施加应力 专为“后张拉法”全自动预应力智能精确张拉工艺而设计，设备全自动化，有利于预应力张拉的精确施工，避免人为因素对数据的影响。将误差范围缩小至 1%。2、实时校核伸长量，实现“双控”系统传感器实时采集钢绞线数据，反馈到计算机，自动计算伸长量，及时校 核伸长量误差是否在 6

14、%以内，实现应力与伸长量双控。（公路桥涵施工技 术规范762款规定：预应力筋采用应力控制方法张拉时应以伸长量进行校 核，其偏差应控制在 6%。）3、对称同步张拉 采用力与位移的双控同步技术，一台计算机控制两台或多台千斤顶同时、同 步对称张拉，实现“多顶同步张拉”工艺。4、规范张拉过程，减少预应力损失 张拉数据实现数据库管理，预存张拉工艺参数于数据库内，根据梁号孔号即 可实现自动张拉，张拉结果数据自动存储在数据库内，可查阅、下载和即时打印。5、卸载速度缓慢，避免冲击损伤夹片，减少内缩量。公路桥涵施工技术规范 7.6.2款规定：锚固阶段张拉端预应力筋的内缩 量，应不大于设计规定或表 7.6.2所列

15、容许值。9、安全风险分析、防范措施和专项检查要素 9.1 安全风险分析 该工序的安全风险主要有张拉作业时锚夹具弹出伤人、高压油泵与千斤顶连 接不牢固液压油挤出伤人、触电危险。可编辑 9.2 防范措施 张拉时作业区应设警告标志，无关人员严禁入内；预应力施工人员应在千斤 顶两侧操作，不得在端部来回穿越；油泵操作人员要戴防护眼镜；张拉操作地点 上、下垂直方向严禁其他工种同时施工；电线接头等应定期检查，确保不透水、不漏电，雨天张拉时，还应架设防雨棚。10、实施过程中所遇问题及处理方案 在现场实际操作过程中，由于是首次在预制箱梁中大力推广运用智能张拉设 备，所以我部在张拉过程中为校核智能张拉数据的准确性

16、和可靠性，采取了对部 分预制箱梁进行人工钢尺量值、人工读取油压表读数的措施与同步进行智能张拉 控制的读数予以及时比较，发现通过同一榀梁智能张拉的人工读数与智能张拉显 示数据存在一定的误差，虽然最终的结果和精度均符合要求，但是这个方面仍然 需要我们和厂家技术部门进行进一步的沟通和论证。数控张拉在常溧高速公路项目应用中存在以下几个方面的问题及相关处理 10.1 设备连接 存在问题：数控张拉千斤顶、数控计算机、油泵局域网无线连接不稳定，在 定程度上造成误工。处理方案：所以要加强对设备的维保。10.2 计算机系统 存在问题：计算机软件系统不稳定 处理方案：数控张拉软件对计算机要求较高，计算机的系统必须

17、保证稳定,否则易造成张拉中断，要对计算机定期查杀病毒和软件维护。可编辑 10.3环境影响 存在问题：数控张拉设备对工作环境要求较高，高温及寒冬容易造成系统误 差。处理方案：需避开高温、雨天施工。10.4数据输出 存在问题：张拉数据可以设置更改，一定程度上降低了智能张拉系统精度的 可靠性 处理方案：进一步优化智能张拉系统，加强设备的软件能力。11、工艺措施与传统手工张拉经济技术比较 序 号 比较内容 传统手工张拉 预应力智能张拉系统 1 张拉力精度 伸长率的允许误差土 6%1%2 自动补张拉 无此功能 张拉力下降1%时，锚固 前自动补张拉 3 伸长量测量与校核 用钢尺人工测量张拉伸 长值，受环境

18、、人为影 响，测量出来的伸长值 波动较大 自动测量，及时准确，及 时校核，与张拉力同步控 制，实现”双控”可编辑 4 对称同步 根据压力表读数控制张 拉力，依靠对讲机、喊 话确定张拉同步程度，无法保证张拉同步性和 精确度 同步精度高，计算机控制 实现多顶同步对称张拉 5 加载速度与持荷时间 随意性较大，往往过快 按程序设定速度加载，按 规范要求时间持荷，排除 人为干预 6 卸载锚固 瞬时卸载，回缩时对夹 片造成冲击，回缩量大 可缓慢卸载，避免冲击夹 片受伤，减少回缩量 7 回缩量变化 无法精准测定锚固后回 缩量 可控制油压慢卸，分析回 缩量 8 预应力损失 张拉过程预应力损失大 张拉过程规范，损失小 9 张拉记录 人工记录，容易出错 自动记录 10 安全保障 边张拉边测量伸长量，有安全隐患 操作人员远离非安全区，安全可靠 11 经济效益 张拉过程需要多人操作 只要2人同时作业