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摘要:本文结合预应力智能张拉技术的基本原理,对大跨径现浇连续梁预应力智能张拉技术进行了分析。
关键词:大跨径;连续梁预应力;智能张拉技术
中图分类号:U448文献标识码: A
前言
近年来,我国预应力智能张拉技术虽然取得了飞速发展,但依然存在一些问题和不足需要改进,在建设社会主义和谐社会的新时期,加强对预应力智能张拉技术要点的分析,对确保大跨径现浇连续梁工程的质量安全有着重要意义。
一、预应力是桥梁结构安全的关键
在我国发生的数起桥梁坍塌事故的调查表明,在施工中存在的预应力部分损失、管道压浆不饱满等质量缺陷在超限超载车辆的长期作用下,产生的荷载效应超过其承载能力,从而造成的桥梁坍塌。
桥梁坍塌事故是内外因共同导致的结果。桥梁坍塌的内因包括:
1、预应力张拉不合格。
(1)有效预应力精度不够。在施工中,有效预应力偏小,则会导致预应力度不足,结构过早出现裂缝;有效预应力偏大,则可能导致预应力筋安全储备不足,结构过大变形或裂纹,严重的甚至产生脆性破坏。
(2)有效预应力不均匀,则会导致预应力筋的早期疲劳,危及桥梁使用寿命。预应力施工不当,在桥梁结构内不能建立合格的有效预应力,在混凝土徐变的共同作用下,梁体必将发生严重的下挠,从而破坏桥面的铺装层,影响桥梁的使用寿命和行车舒适性,甚至危及行车安全。
2、管道压浆不密实。
灌人孔道的水泥浆,将预应力筋和孔道壁粘结起来形成共同作用,不仅保护预应力筋免遭锈蚀,而且保证了结构物的耐久性。预应力孔道压浆不密实使得钢绞线锈蚀,从而导致预应力失效,梁体产生裂缝,使梁体发生结构性破坏,可能在毫无征兆的情况下突然坍塌。
3、预应力施工质量通病。
在施工中,预应力施工质量通病主要有断丝、滑丝;锚下开裂、下陷;绞线在孔道内缠绕;钢筋外露等,给桥梁结构留下质量及安全隐患。可以看出,在传统的预应力施工中,预应力施工质量比较难以控制,存在着诸多的缺陷,给桥梁结构的安全埋下了质量和安全隐患。当其受到超限超载等荷载作用时,出现桥梁安全事故就成为了必然。
二、预应力智能张拉技术
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、千斤顶三大部分组成。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、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,输人梁体参数,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)。
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。
张拉过程中,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。
三、实例分析
1、工程概况
新化至溆浦高速公路属湖南省“五纵七横”高速公路网规划中的“第三横”——娄底至怀化高速公路的西段,该高速通过拟建娄底至怀化高速公路中的娄底至新化段向东连接湘潭至邵阳高速公路,向西连接拟建南北走向的吉首至怀化高速公路,是贯穿湖南省中、西部地区的一条重要交通、经济大走廊。能张拉施工工艺
2、张拉设备安装
在张拉作业前,相关技术人员和监理人员对构件进行检验合格可进行张拉。经平台系统监理单位审核批准后,张拉控制系统才能启动。根据设备的使用说明及要求,现场专业施工作业人员收编穿索、穿索、安装千斤顶(工作锚及夹片)等施工程序,具体安装程序如下:
(1)安装限位板,限位板有止口与锚板定位;
(2)安装专用千斤顶,千斤顶止口应对准限位板;
(3)安装工具锚,应与前段张拉端锚具对正,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,以免张拉时出现刿锚事故,工具锚夹片均匀涂退锚灵;
(4)连千斤顶油管,接油表,接油泵电源;
(5)开动油泵,将千斤顶活塞来回打出几次,以排除可能残存于千斤顶缸体中的空气。
3、预应力智能张拉
(1)启动张拉智能平台系统后,现场操作人员、监理员现场摄像,由现场操作人员启动张拉程序。智能张拉平台系统发出信号,传递给LZ一5901智能张拉仪张拉系统,通过张拉系统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。
(2)油泵供油给千斤顶张拉油缸,按五级加载过程依次上升油压,分级方式依次为10%(应力即计算伸長值的起点)、20%、40%、60%、80%、100%。
(3)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。
(4)张拉时,通过智能张拉系统平台和LZ-5901智能张拉系统控制好专用千斤顶加载速度,确保油平稳,持荷稳定。
(5)张拉过程中,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%时系统将自动报警,停止张拉。待查明原因,排除问题后,方可进行下一步的工作。
4、智能张拉施工质量安全控制
智能张拉施工与传统张拉工艺相比较,两者在质量安全控制方面基本是相同的。由于预应力施工无法直观地检验其质量,是在质量认证中很难检验其结果的特殊控制过程,只有通过过程控制,包括控制预应力原材穿束设备施工人员施工工艺等控制施工质量。关于预应力张拉质量控制方法在许多技术规范操作规程施工手册中都有很多详细地介绍,由于本文重点叙述智能张拉工艺,在此只作简要叙述。
(1)钢绞线穿束严格执行“梳编穿束”工艺,防止钢绞线在管道内相互缠绕形成“麻花”,导致张拉力不均匀。
(2)张拉强度和龄期的控制。在施工过程中,往往为了加快施工进度,构件混凝土采用早强剂或提高混凝土强度,一般3~4d可达到设计强度的80%以上,结构构件在浇筑4~5d后即张拉,而此时混凝土的收缩和徐变还很大,随着龄期的增加,所引起的预应力损失过大,导致梁体反拱度偏大,故张拉构件强度和实际龄期一定要满足设计和规范要求。
(3)张拉过程中滑丝断丝现象预控。
(4)锚垫板下陷和破裂,锚后混凝土局部开裂现象预控。
四、建议
智能张拉系统成功地将计算机数据控制应用于桥梁的预应力张拉施工,不但适用于桥梁空心板、箱梁、T梁等预制梁结构,而且适用于大跨径现浇箱梁结构,它自动读取张拉参数,实时调控,操作简单,避免了传统张拉的弊端,有效提高了张拉施工的精度,保证了桥梁预应力体系的建立,进一步保证了桥梁结构的安全性和使用寿命,值得在桥梁建设中大力推广应用。
结束语
综上所述,预应力智能张拉技术是大跨径现浇连续梁施工的关键技术。所以在大跨径现浇连续梁的后续施工过程中,我们必须要把握预应力智能张拉技术要领,更好的提高大跨径现浇连续梁施工的技术水平。
参考文献
[1]周新强.预应力智能张拉系统在T梁预制施工中的应用[J].经营管理者,2013(20):393-394
[2]李国平.桥梁预应力混凝土技术及设计原理[J].人民交通出版社,2012(5):34-37.
关键词:大跨径;连续梁预应力;智能张拉技术
中图分类号:U448文献标识码: A
前言
近年来,我国预应力智能张拉技术虽然取得了飞速发展,但依然存在一些问题和不足需要改进,在建设社会主义和谐社会的新时期,加强对预应力智能张拉技术要点的分析,对确保大跨径现浇连续梁工程的质量安全有着重要意义。
一、预应力是桥梁结构安全的关键
在我国发生的数起桥梁坍塌事故的调查表明,在施工中存在的预应力部分损失、管道压浆不饱满等质量缺陷在超限超载车辆的长期作用下,产生的荷载效应超过其承载能力,从而造成的桥梁坍塌。
桥梁坍塌事故是内外因共同导致的结果。桥梁坍塌的内因包括:
1、预应力张拉不合格。
(1)有效预应力精度不够。在施工中,有效预应力偏小,则会导致预应力度不足,结构过早出现裂缝;有效预应力偏大,则可能导致预应力筋安全储备不足,结构过大变形或裂纹,严重的甚至产生脆性破坏。
(2)有效预应力不均匀,则会导致预应力筋的早期疲劳,危及桥梁使用寿命。预应力施工不当,在桥梁结构内不能建立合格的有效预应力,在混凝土徐变的共同作用下,梁体必将发生严重的下挠,从而破坏桥面的铺装层,影响桥梁的使用寿命和行车舒适性,甚至危及行车安全。
2、管道压浆不密实。
灌人孔道的水泥浆,将预应力筋和孔道壁粘结起来形成共同作用,不仅保护预应力筋免遭锈蚀,而且保证了结构物的耐久性。预应力孔道压浆不密实使得钢绞线锈蚀,从而导致预应力失效,梁体产生裂缝,使梁体发生结构性破坏,可能在毫无征兆的情况下突然坍塌。
3、预应力施工质量通病。
在施工中,预应力施工质量通病主要有断丝、滑丝;锚下开裂、下陷;绞线在孔道内缠绕;钢筋外露等,给桥梁结构留下质量及安全隐患。可以看出,在传统的预应力施工中,预应力施工质量比较难以控制,存在着诸多的缺陷,给桥梁结构的安全埋下了质量和安全隐患。当其受到超限超载等荷载作用时,出现桥梁安全事故就成为了必然。
二、预应力智能张拉技术
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、千斤顶三大部分组成。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、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,输人梁体参数,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)。
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。
张拉过程中,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。
三、实例分析
1、工程概况
新化至溆浦高速公路属湖南省“五纵七横”高速公路网规划中的“第三横”——娄底至怀化高速公路的西段,该高速通过拟建娄底至怀化高速公路中的娄底至新化段向东连接湘潭至邵阳高速公路,向西连接拟建南北走向的吉首至怀化高速公路,是贯穿湖南省中、西部地区的一条重要交通、经济大走廊。能张拉施工工艺
2、张拉设备安装
在张拉作业前,相关技术人员和监理人员对构件进行检验合格可进行张拉。经平台系统监理单位审核批准后,张拉控制系统才能启动。根据设备的使用说明及要求,现场专业施工作业人员收编穿索、穿索、安装千斤顶(工作锚及夹片)等施工程序,具体安装程序如下:
(1)安装限位板,限位板有止口与锚板定位;
(2)安装专用千斤顶,千斤顶止口应对准限位板;
(3)安装工具锚,应与前段张拉端锚具对正,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,以免张拉时出现刿锚事故,工具锚夹片均匀涂退锚灵;
(4)连千斤顶油管,接油表,接油泵电源;
(5)开动油泵,将千斤顶活塞来回打出几次,以排除可能残存于千斤顶缸体中的空气。
3、预应力智能张拉
(1)启动张拉智能平台系统后,现场操作人员、监理员现场摄像,由现场操作人员启动张拉程序。智能张拉平台系统发出信号,传递给LZ一5901智能张拉仪张拉系统,通过张拉系统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。
(2)油泵供油给千斤顶张拉油缸,按五级加载过程依次上升油压,分级方式依次为10%(应力即计算伸長值的起点)、20%、40%、60%、80%、100%。
(3)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。
(4)张拉时,通过智能张拉系统平台和LZ-5901智能张拉系统控制好专用千斤顶加载速度,确保油平稳,持荷稳定。
(5)张拉过程中,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%时系统将自动报警,停止张拉。待查明原因,排除问题后,方可进行下一步的工作。
4、智能张拉施工质量安全控制
智能张拉施工与传统张拉工艺相比较,两者在质量安全控制方面基本是相同的。由于预应力施工无法直观地检验其质量,是在质量认证中很难检验其结果的特殊控制过程,只有通过过程控制,包括控制预应力原材穿束设备施工人员施工工艺等控制施工质量。关于预应力张拉质量控制方法在许多技术规范操作规程施工手册中都有很多详细地介绍,由于本文重点叙述智能张拉工艺,在此只作简要叙述。
(1)钢绞线穿束严格执行“梳编穿束”工艺,防止钢绞线在管道内相互缠绕形成“麻花”,导致张拉力不均匀。
(2)张拉强度和龄期的控制。在施工过程中,往往为了加快施工进度,构件混凝土采用早强剂或提高混凝土强度,一般3~4d可达到设计强度的80%以上,结构构件在浇筑4~5d后即张拉,而此时混凝土的收缩和徐变还很大,随着龄期的增加,所引起的预应力损失过大,导致梁体反拱度偏大,故张拉构件强度和实际龄期一定要满足设计和规范要求。
(3)张拉过程中滑丝断丝现象预控。
(4)锚垫板下陷和破裂,锚后混凝土局部开裂现象预控。
四、建议
智能张拉系统成功地将计算机数据控制应用于桥梁的预应力张拉施工,不但适用于桥梁空心板、箱梁、T梁等预制梁结构,而且适用于大跨径现浇箱梁结构,它自动读取张拉参数,实时调控,操作简单,避免了传统张拉的弊端,有效提高了张拉施工的精度,保证了桥梁预应力体系的建立,进一步保证了桥梁结构的安全性和使用寿命,值得在桥梁建设中大力推广应用。
结束语
综上所述,预应力智能张拉技术是大跨径现浇连续梁施工的关键技术。所以在大跨径现浇连续梁的后续施工过程中,我们必须要把握预应力智能张拉技术要领,更好的提高大跨径现浇连续梁施工的技术水平。
参考文献
[1]周新强.预应力智能张拉系统在T梁预制施工中的应用[J].经营管理者,2013(20):393-394
[2]李国平.桥梁预应力混凝土技术及设计原理[J].人民交通出版社,2012(5):34-37.