智能张拉使用

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▲有效预应力检测实例
项目一梁板有效预应力偏差走势图
20 15 10
有效预应力偏差
有效预应力偏差(%)
5 0 -5 -10 -15 -20 -25 -30 5月 6月 7月 8月 9月
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如果预应力施工不当，梁体内不能建 立有效的预应力，在混凝土徐变的共同作 用下，梁体必将发生严重的下挠。挠度过 大不但会使跨中主梁下凹，破坏桥面的铺 装层，影响桥梁的使用寿命和行车舒适性， 甚至危及高速行车时的安全。
张拉数据的记录可能不具备客观性，存在造假
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设备硬伤对张拉质量的影响：
设备依靠步话机、喊口号不可能做到同步 油压表指针震动，无法读准 依靠人工控制，无法进行精准的力值控制 张拉过程不能重现
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最直接的影响 • 有效预应力偏小，预应力度不足，结构过早出现 裂缝，下挠超限。 • 有效预应力偏大，可能导致预应力筋安全储备不 足，结构过大变形或裂纹，甚至脆性破坏。
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纵向主梁预应力管道压浆严重不饱满，50%孔道钢 束完全未被水泥浆包裹，30%孔道存在部分空洞。
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三、预应力智能压浆系统功能特点 自动测试管道压力摩擦损失 本系统可在浆液循环阶段自动测试预应力管道
摩擦压力损失值，根据管道压力损失值控制进浆压
力。 浆液持续循环排除管道内空气 通过大循环系统将浆液导流至制浆桶，形成循 环回路系统，持续循环带动管道内空气排出。
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引 言 传统的预应力张拉方式，施工质量的好坏随着封锚的完 成，被掩盖得严严实实。 预应力智能化张拉技术的应用，改变了这一切。监督人
员能在不去现场的情况下对张拉施工质量进行及时、高效的掌
握。随着我们对数据的密切关注，对异常数据进行原因分析、 现场调研，预应力施工质量管理水平产生了质的飞跃。
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传统张拉及其局限性
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通过对1200多片简支梁和七座连续刚构 梁桥的预应力检测数据分析，这种传统的张 拉工艺存在如下主要问题： 1、 张拉力控制误差过大,达±15%； 2、钢绞线伸长值测量不及时、不准确，未能实现 张拉力和伸长值的双重同步控制； 3、张拉过程很不规范,预应力损失大； 4、 两端对称张拉不同步,结构受力不均； 5、 人工记录数据，质量隐患被掩盖。
人工测量，不准确，不及时， 自动测量，及时准确，及时校 核，与张拉力同步控制，实现 未能及时校核，未实现规范 规定“双控” 真正“双控” 人工控制，同步精度低，无 法实现多顶对称张拉 随意性大，往往过快 随意性大，往往过短 同步精度达±2%，计算机控制 实现多顶对称同步张拉。 按程序设定速度加载，排除人 为影响 按程序设定时间持荷，排除人 为干预
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技术比较（续）
比较内容
7 8 9 10 11 卸载锚固 回缩量测定 预应力损失 张拉记录
传统手工张拉
瞬时卸载，回缩时对夹片造 成冲击，回缩量大 无法准确测定锚固后回缩量 张拉过程预应力损失大 人工记录，可信度低 边张拉边测量延伸量有人身 安全隐患 真实质量状况难以掌握，缺 乏有效的质量控制手段
伸长量 校核。
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督促解决施工实际中可能存在的问题：应该穿 8根钢绞线的只穿了5根；某项目三标1根钢绞 线穿不进去，不采取措施解决问题。智能张拉 系统能在张拉时反映上述“造假手段”，使得
施工单位无法作假。
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发现钢绞线穿索错误：某项目一束钢绞线延 伸量误差异常，施工单位邀请技术员去现场 察看，发现是钢绞线穿错缘故引起，三个孔 本应该依次穿8、8、9根钢绞线，结果依次 穿成了9、8、8根，进一步调查，周围所有 的梁都存在类似错误。
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纠正错误张拉顺序 ：在张拉4孔空心板过程中，
设计要求左右交叉对称张拉。用传统张拉方式，
工人为了省事，能够先把左边的全部拉完，然 后再来张拉右边的孔道，这样可以减少对千斤 顶的移动。某项目一标发现延伸量误差异常， 究其原因就是有意不按设计顺序张拉。
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杜绝张拉“任务式”完成：较多项目出现过这样 的情况，即对预制箱梁张拉的时候底层两孔与台 座距离过于接近导致千斤顶无法放入，此时工人
智能张拉系统
可缓慢卸载，避免冲击损伤 夹片，减少回缩量 可准确测定实际回缩量 由于张拉过程规范，损失小 自动记录，真实再现张拉过 程 操作人员远离非安全区域， 人身安全有保障 便于质量管理，质量追溯， 提高管理水平、质量水平， 实现质量远程监控
安全保障 质量管理与远 程监控
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智能张拉与传统张拉比对试验
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桥梁预应力智能张拉系统、 大循环压浆系统
——预应力施工智能化新趋势
湖南联智桥隧技术有限公司 周昆 2012年2月17日
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目 录
引言
传统张拉及其局限性 众多桥梁坍塌事故带来的启示 桥梁预应力智能张拉系统 智能张拉与传统张拉之比较 系统推广使用 相关证书 媒体报道 结语
板梁产生的荷载效应超过空心板梁的承载能力。
此前报道，据《中国新闻周刊》获得的一份当年《杭州钱 江三桥建设工程交工验收报告》显示，主桥箱梁施工存在过分 强行合拢，预应力张拉、压浆工艺不够规范，砼蜂窝较多、 多处漏水、内外错台较大；主桥预应力结构中箱梁腹板有较多 斜向和竖向裂缝，裂缝最宽已达0.58毫米，裂缝最长为4.3米。
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及时处理，消除隐患 ：某项目用传统张拉出
现断丝情况，通过现场调查，发现一个工具
夹片没有正确安装，用张拉5根钢绞线的力张
拉4根钢绞线，导致了钢绞线断丝，险酿成事
故。智能张拉能在张拉过程中通过实时的
“伸长量校核”，将问题发现在萌芽状态。
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钢绞线断丝
原因：一根钢绞 线没有正确装上 工具夹片
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智能张拉系统实时的“伸长量校核”，能预防人工失误导 致预应力筋断丝。 ·
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特点（续）
◆ 智能控制，规范张拉过程 张拉程序智能控制，不受人为、环境因素影响；停顿 点、加载速率、持荷时间等张拉过程要素完全符合桥梁设 计和施工技术规范要求。（规范规定持荷时间为5分钟）
◆ 质量管理功能 可实现质量远程监控，张拉过程真实记录，真实掌握 质量状况，质量责任永久追溯。
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◆ 节约人力 ，降低成本 传统张拉需要两端各1人操作油泵、各1人 量测伸长量、各1人记录张拉数据，共需6人同 时作业。智能张拉只需1人操作电脑，2人照看 张拉现场，共可3人可完成张拉。节约3人，效 益可观。按3人每月工资1.5万元计算，按2年 工期计算，可节约人力成本36万元。
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优点：
可同时控制两个或多个千斤顶的张拉工作， 实现真正意义上的“多顶同步”张拉施工；
张拉力值大小精确控制，自动补张； 张拉加载速率、停顿点、持荷时间等张拉要 素自动控制； 张拉初应力下自由伸长量智能捕捉，钢绞线 伸长量精确测量；
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优点（续）：
仪器测试替代人工读数，人为因素影响小；
并进行处理，则该孔道无法正常完成压浆， 后果不堪设想。
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如图，孔道两端存在一端千斤顶压力上升较快，位移上升 较慢， 而另外一端千斤顶压力上升慢而位移上升较快的现象。 通过现场调研发现，该40米T梁采取先穿索钢绞线，再浇筑混 凝土的施工工艺，而在这个过程中，波纹管漏浆，导致钢绞线 在波纹管内被卡住，以致张拉过程压力、位移难以同步。
不想办法解决，而只是简简单单地用小吨位千斤
顶随意进行单根单端张拉，敷衍了事。智能张拉
系统因为可以保留每片梁板原始张拉数据且不能
更改，因此迫使施工单位采取方法规范张拉过程。
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洞察孔道漏浆：某项目40米T梁先穿钢绞
线后浇筑梁板，由于施工过程操作不当导
致孔道漏浆，致使钢绞线在梁体内被卡住，
最终两端延伸量偏差异常。如果不被发现
压力传感器
游标卡尺测量伸长量 电脑显示 传感器显示
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传统张拉与智能张拉比对试验（续）
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预应力智能张拉技术有力的保证了预应力张 拉施工质量。 然而,再好的张拉技术也必须在管道压浆密 实的条件下才能保证结构的耐久性。 张拉质量 + 压浆质量 →结构安全、耐久性
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一、预应力管道压浆的作用 保护预应力筋免遭锈蚀，保证结构物的耐久性。 预应力筋在高应力状态下更易锈蚀（约是普通状态下 的6倍），尤其以钢丝组成的钢丝束、钢绞线等，如 不及时采取防锈措施，就会很快因锈蚀而断裂；
生 命！
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湖南某高速公路通车10年左右即对空心板桥梁进行了加固。 ·
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杭州通报钱江三桥事故调查结果 称目前能满足正常使用
2011-11-05 10:01:25 新华社
调查报告称，工程施工由十家单位承建，整个工程无分包 和转包现象。但主桥箱梁施工存在竖向预应力部分损失、管 道压浆不饱满、接缝处错台、麻面及裂纹等质量缺陷。个别 工序存在监理不够到位现象，部分质量评定与工程实际有偏差。 调查组分析得出，事故的主要原因为超限超载货车对空心
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
使预应力筋通过灰浆与周围混凝土结成整体，增 加锚固的可靠性，提高结构的抗裂性和承载能力。灌 入孔道的水泥浆，既包裹预应力筋，又接触孔道壁， 硬化后像胶黏剂一样，把预应力筋和孔道壁粘结起来， 共同作用。
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二、预应力管道压浆不密实的危害
预应力管道压浆不密实将严重影响结构 的耐久性，使得桥梁结构可能在毫无征兆的 情况下突然坍塌。 因预应力施工质量导致桥梁结构性病害、 缩短其使用寿命的案例并不鲜见。
数据无线传输，操作方便、快捷； 可再现预应力张拉过程，积累丰富的工程数 据； 规范施工，排除人为因素干扰，切实提高施 工质量。
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张拉过程再现，张拉加载速率、停顿点、加载力、 伸长量、持荷时间等张拉要素一览无余，永久追溯。
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利用电脑自带摄像头拍照，确保施工人员、监理人员到 位；张拉数据随时可以查看并且无法更改，杜绝数据造假。
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传统的预应力张拉工艺人为操作误差大， 张拉过程不规范，难以掌握和控制张拉质量 。
此外，传统张拉过程需要多个操作工人， 施工单位每年需要为此支付数万元费用，且 张拉过程需要人工参与伸长量的测量等，存 在较大安全隐患。
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桥梁预应力智能张拉系统
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系统结构图
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智能张拉仪 智能千斤顶
张拉系统控制平台
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如国内某竣工于1994年的三索面独塔斜
拉桥，曾为交通部85科技攻关项目，设计使
用寿命为50年，2007年检测表明已出现功能
性病害，采取了限载、限速的措施；2011年
12月，该桥被爆破拆除，从拆除后现场主梁
解剖情况看，其压浆不饱满，钢绞线锈蚀的
情况极为严重 。
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该桥爆破拆除后的照片
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纵向主梁切片照片
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桥梁预应力传统张拉工艺： 可概括为: 1、人工手动驱动油泵; 2、根据压力表读数控制张拉力; 3、待压力表读数达到预定值时，用钢尺人工 测量张拉伸长值; 4、人工记录张拉数据。
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人为因素对张拉质量的影响： 工人工作态度因素：发现问题不进行处理；不进 行持荷，未能克服预应力筋的早期松弛 工人工作经验因素：进油速度控制不到位；无法 较为准确地控制张拉力值，造成超张拉或欠张拉 人工读取油表值的不精确；人工测量预应力筋 伸长值的不精确
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众多桥梁坍塌事故带来的启示
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7月11日，建于1997年的某大桥坍塌…….
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7月14日，建成不到12年的某大桥垮了，
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7月15日，通车仅14年某桥塌了，
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2004年6月10日早晨7时许，某大桥突然发生垮塌。专家组认 定，该桥在超限车辆长期作用下，内部预应力严重受损。重载冲击 力使大桥第9孔悬臂端预应力结构瞬间脆性断裂、坍塌。
左 边 延 伸 量
右 边 比 左 边 长 4.6cm
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智能张拉与传统张拉之比较
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技术比较
比较内容 1 2 张拉力精度 自动补张拉 伸长量测量 与校核 对称同步 加载速度 持荷时间 ±15% 无此功能 传统手工张拉 ±1% 张拉力下降1%时，锚固前自动 补拉至规定值。 智能张拉系统
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特点
◆ 精确施加应力 系统能精确控制施加的预应力力值，将误差范围由传统 张拉的±15％缩小到±1％。（2011版桥涵施工技术规范 7.12.2 第2款规定“张拉力控制应力的精度宜为±1.5％”）
◆ 及时校核伸长量，实现“双控” 实时采集钢绞线伸长量，自动计算伸长量，及时校核伸 长量是否在±6%范围内，实现应力与伸长量同步“双控”。 ◆ 同步张拉 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。（规范7.12.2 第1款规定“各 千斤顶之间同步张拉力的允许误差为±2％）