预应力张拉在预制箱梁施工中的应用技术

预应力张拉在预制箱梁施工中的应用技术

发表时间：2019-06-05T16:24:22.060Z 来源：《防护工程》2019年第5期作者：秦欢孙少帅[导读] 完善施工过程管理，将智能张拉作业标准化、精细化、规范化，给项目带来最大程度的综合效益，是当下工作的重中之重。中交第二航务工程局有限公司第六工程分公司

摘要:随着我国桥梁施工技术的进步，桥梁施工工艺得到了很大程度的发展，智能张拉工艺因具备智能系统，取代传统人工手动操作的众多弊端，大大降低了人为干扰因素，高精度、高稳定性等优势使其在预应力张拉施工中应用越来越广。在当今推行数字化、标准化、规范化和信息化的形式下，武九高速工程项目结合项目特点，在智能张拉基础上，对智能张拉设备的选型、作业标准化以及系统数据的信息化管理做出了严格的要求，在安全、质量、经济效益、工效方面均得到了全面提升，可为类似项目提供有效借鉴。关键词：预制箱梁智能张拉前卡式千斤顶系统应用

1 引言

近年来，随着我国经济建设的不断发展，桥梁工程项目日渐增多，预制箱梁在桥梁建设中应用的比重逐渐增大，预应力张拉是预制箱梁施工过程中极其重要的工序，其预应力是影响工程安全性和耐久性的关键所在。随着智能张拉工艺设备和材料等的不断更新，智能张拉作业对预制箱梁预应力的影响越来越明显。项目上常常认为只要全天不间断作业就会带来巨大的效益，而忽略了科学有效的管理工作；完善施工过程管理，将智能张拉作业标准化、精细化、规范化，给项目带来最大程度的综合效益，是当下工作的重中之重。

2 工程概况

武九试验一标项目主要为桔柑枢纽互通式立交，该立交位于陇南市武都区桔柑乡，与现有兰州至海口国家高速公路武都至罐子沟段（WGK38+640～WGK42+397）相接，连接九寨沟、广元、兰州三个方向，可以大大的缓解武罐高速公路交通压力，同时也是连接九寨沟的重要旅游通道。本标段互通立交桥梁上部结构全部采用现浇预应力砼连续箱梁与装配式预应力砼连续箱梁相结合的方式进行设计施工，其中预制箱梁数量932榀，共计6种型号，所需钢绞线共重1505.7t，预应力张拉较复杂。

3 张拉防护台车的设计与应用

为了张拉作业人员提供良好的张拉作业环境，避免出现张拉作业不便给作业人员带来的安全隐患及工效低下问题，结合项目特点，设计了一种张拉防护台车，该防护台车由台车架、千斤顶滑移升降系统、人行爬梯组成，台车整体吊装，操作空间大。

3.1 台车架结构

台车架由型钢制作，根据制梁台座高度以及预制箱梁规格尺寸进行设计，为了能够适用本项目全部预制箱梁的施工作业，台车架长2.5m、宽1.6m、高3.7m，采用［12型钢进行焊接作为框架，采用三面围挡形式，未围挡一面同预制箱梁相对，为安全起见，在台车架后端安置竹胶板。操作平台距地面0.8m，面层铺设6mm花纹钢板，台车架上设置微信二维码，扫码便可知道相关操作规程，同时在背、侧面粘贴了千斤顶校准证书、张拉防护台车安全操作规程、安全警示标语、班组管理理念等醒目标语。

3.2 千斤顶滑移升降系统

台车架顶设置了千斤顶滑移升降系统，其由双拼［12型钢作为滑移轨道，滑移轨道分纵向、横向轨道。手拉葫芦调整千斤顶高低，从而全面保证千斤顶与预应力孔道的相对位置。

3.3 人行爬梯

台车架宽1.6m侧设置人行爬梯，由螺纹12mm钢筋加工制作，在台车架上端设置吊钩，供台车起吊运转使用。

图1 张拉防护台车示意图

4 智能张拉设备的选定

预应力混凝土桥梁施工中，张拉是极为重要的工序，因此张拉设备的选定便显得尤为重要，为了满足施工需求，在保证安全质量的前提下，如何降低生产成本，获得更大利润，成为众多建设者追求的目标，据此，项目决定选用联智桥隧智能张拉机，一台主机，一台副机，一机两顶，双端张拉，一次张拉两束。波纹管采用圆型金属波纹管，正弯矩采用15-3型、15-4型、15-5型的锚具和配件，因而选择1500KN张拉千斤顶即可满足施工要求，项目常规上都会选用后卡式穿心千斤顶，为了在质量、经济、工效方面得到巨大效益，本项目不再选用后卡式穿心千斤顶，最终决定选择YDCQ1500-200型前卡式千斤顶进行张拉作业。

4.1 千斤顶选型分析

4.1.1 后卡式千斤顶

（1）安全方面：后卡式千斤顶安全控制受人为因素较多，安全系数较低，工具锚和工具夹片外置于千斤顶，张拉过程中如出现工具夹片爆裂时，夹片飞溅时速将高达100-150km,并会扩展到45度区域范围内，对操作人员及行人造成极大的安全隐患。（2）经济方面：后卡式千斤顶钢绞线每端需预留长度为65cm，预留长度过长，预应力张拉完成后需进行切割，产生的废料过多，损耗率过大，成本投入较大。

（3）工效方面：预应力张拉及仪器维修过程中，拆装过程较为繁琐，工效较低。

4.1.2 前卡式千斤顶

（1）安全方面：前卡式千斤顶与后卡式千斤顶不同，安全系数较高，结构上工具锚内置在液压千斤顶前端，工具锚后端存在空腔，工具夹片内置在工具锚内，工具夹片在张拉过程中不会出现爆裂飞溅现象，同时在液压千斤顶的后端设置安全挡板，如钢绞线出现断丝便会受到缸体及安全挡板的阻挠，从而消除了安全隐患。

（2）经济方面：由于工具锚内置在液压千斤顶前端，这样大大拉近了与限位板之间的距离，钢绞线不需穿过千斤顶腹部到达千斤顶另一端，预留长度由后卡式的65cm缩短至30cm，从而节省了钢绞线的预留长度，工作长度大大缩短，节约了成本。梁体每端单根钢绞线工作长度可缩短35cm，及单根钢绞线缩短70cm，经统计，本项目932榀预制箱梁正弯矩共需钢绞线34539根。按照Фs15.2mm的钢绞线质量为1.101kg/m计算，预制箱梁可节省钢绞线约0.7x34539x1.101=26619.21kg,钢绞线每吨按照5850元计算，共计节约金额5850x26.61921=155722.38元。

（3）工效方面：工具锚内置在液压千斤顶前端，当张拉束钢绞线根数相同情况下无需更换工具锚，减少了工具锚的拆装次数，提高了工效。退锚过程中工具夹片自动松开并留在工具锚板上，不会出现分散掉落在地上的情况，工具夹片内置在工具锚内，张拉换束过程中工具夹片无需进行更换，减少劳动力投入，提高工作效率。前卡式千斤顶由自动工具锚配套使用，工具夹片均有弹簧压紧，钢绞线在穿束过程中其各工具夹片同钢绞线的夹持位置与力度基本一致，均匀性更好，预应力张拉时每根钢绞线受力更加均匀。以30m箱梁为例：2人张拉作业原张拉每片梁需用时1.5小时，采用新工艺后每片梁实际张拉时间为1小时，4个千斤顶同时张拉作业，在节约了有限的劳动力资源的同时降低了成本提高了工作效率。

5 张拉数据

智能张拉系统自动生成工程管理所需的报表数据，并自动存储在系统上。预应力智能张拉系统可以对张拉过程中的所有的实时数据进行记录，真实、可靠、可回查，有效的避免了人为造假的可能，使所得实时数据的真实性与准确性有了很大的保障，同时为了实现精细化管理，本项目采用了桥梁预应力远程质量管理系统，管理人员通过数据上传窗口将张拉数据上传在此系统上，同省质监局实现远程数据对接。在预应力远程管理系统网址上便可查询到相关数据信息，此系统会对梁体总数、张拉数量、张拉预警数量等做出精确的统计，同时还会以周报、月报的形式做出统计管理，管理更加精细化、标准化。

6 结束语

武九高速对智能张拉设备的选型、作业标准化以及系统数据的信息化管理做出了严格的要求，完善了施工过程的管理。保证施工路桥结构等更安全、使用更耐久，同时也保证了施工质量，而钢绞线工作长度的缩短，节省了钢绞线的用量，节约成本，给项目带来了良好的经济效益，工作锚、工具锚、工具夹片的特殊性很大的提高了工作效率，保证了施工进度。安全系数较高，消除了安全隐患，综合效益得到了全面提升，预应力张拉高质量、高标准的安全完成，给相关类似工程提供了宝贵的参考经验。

参考文献:

[1]郑建东，杨益平，蔡慧静.智能张拉技术在预制箱梁工程中的应用[J].安徽建筑，2014.

[2]王晶龙。预应力智能张拉技术在预制小箱梁施工中的应用[J].国防交通工程与技术，2015，01:78-80.

[3]吴涛.桥梁预应力张拉精细化智能控制技术及关键设备研究，2010.

[4]张广德.新型多孔前卡式千斤顶在桥梁张拉中的应用[J].北方交通，2009，（12）：68-71.