智能張拉工藝流程

參數(shù)下發(fā)

(1)開機(jī)后首先打開計(jì)算機(jī)上的“橋梁預(yù)應(yīng)力張拉自動(dòng)控制系統(tǒng)”。

(2)進(jìn)入后點(diǎn)擊“參數(shù)下發(fā)”，進(jìn)入?yún)?shù)修改及下發(fā)界面：選擇相應(yīng)的橋梁類型和橋梁位置，并輸入橋梁編號(hào)和臺(tái)座編號(hào)，及所要張拉鋼束的設(shè)計(jì)張拉力值，理論伸長(zhǎng)值和張拉次數(shù)等張拉工藝參數(shù)。

(3)輸入完成后，點(diǎn)擊“參數(shù)下發(fā)”，會(huì)提示“參數(shù)下發(fā)成功”，這樣表示張拉參數(shù)已經(jīng)下發(fā)到操作的屏幕內(nèi)。

張拉控制屏幕的操作

(1)選擇需要張拉的梁型和類型。

(2)進(jìn)入張拉任務(wù)表，確定梁號(hào)、梁型、臺(tái)座號(hào)是否和下發(fā)的一致，之后在需要張拉的鋼束后打鉤，點(diǎn)擊確定后進(jìn)入張拉控制界面。

(3)進(jìn)入后如果張拉數(shù)據(jù)無(wú)誤，等待千斤頂安裝完畢后，主控制柜先按【油泵】按鈕打開泵站電機(jī)開始轉(zhuǎn)動(dòng)，再點(diǎn)擊主屏幕上的張拉作業(yè)按鈕在新打開的界面中按【啟動(dòng)】按鈕等待輔機(jī)開始啟動(dòng)，主機(jī)點(diǎn)擊【啟動(dòng)】按鈕變?yōu)椴豢蛇x狀態(tài)，然后在按輔控制柜【油泵】按鈕啟動(dòng)輔機(jī)泵站，按下綠色的【啟動(dòng)】按鈕就開始張拉了。

(4)張拉過(guò)程：

①點(diǎn)擊【啟動(dòng)】按鈕進(jìn)入第一個(gè)張拉控制階段，張拉力目標(biāo)值為15%σcon，系統(tǒng)自動(dòng)控制張拉力值達(dá)到目標(biāo)值進(jìn)入持荷計(jì)時(shí)階段，自動(dòng)補(bǔ)壓控制張拉力保持在目標(biāo)值上下1%范圍內(nèi)，持荷完成后系統(tǒng)自動(dòng)記錄實(shí)際張拉力和油缸伸長(zhǎng)值，千斤頂操作工人測(cè)量工具夾片外露量并記錄。

②第一階段持荷計(jì)時(shí)完成后進(jìn)入第二個(gè)張拉控制階段，張拉力目標(biāo)值為30%σcon，系統(tǒng)自動(dòng)控制張拉力值達(dá)到目標(biāo)值進(jìn)入持荷計(jì)時(shí)階段，自動(dòng)補(bǔ)壓控制張拉力保持在目標(biāo)值上下1%范圍內(nèi)，持荷完成后系統(tǒng)自動(dòng)記錄實(shí)際張拉力和油缸伸長(zhǎng)值，千斤頂操作工人測(cè)量工具夾片外露量并記錄。

③第二階段持荷計(jì)時(shí)完成后進(jìn)入第三個(gè)張拉控制階段，張拉力目標(biāo)值為103%σcon，系統(tǒng)自動(dòng)控制張拉力值達(dá)到目標(biāo)值進(jìn)入持荷計(jì)時(shí)階段，自動(dòng)補(bǔ)壓控制張拉力保持在目標(biāo)值上下1%范圍內(nèi)，持荷完成后系統(tǒng)自動(dòng)記錄實(shí)際張拉力和油缸伸長(zhǎng)值，千斤頂操作工人測(cè)量工具夾片外露量并記錄。持荷5分鐘計(jì)時(shí)完成后進(jìn)入錨固控制階段，系統(tǒng)自動(dòng)控制卸荷錨固。

④錨固結(jié)束后系統(tǒng)自動(dòng)控制千斤頂回頂，卸除工具錨及千斤頂，千斤頂操作員測(cè)量工作錨夾片的外露量并記錄，準(zhǔn)備進(jìn)行下一組鋼束張拉。

(5)各階段控制要點(diǎn)

第一個(gè)張拉控制階段：15%σcon應(yīng)力為使鋼絞線從松弛狀態(tài)達(dá)到受力狀態(tài)，消除伸長(zhǎng)值測(cè)量誤差，并使同束各根鋼絞線受力趨于一致。當(dāng)鋼絞線張拉達(dá)到15%σcon時(shí)，持荷，同時(shí)松開千斤頂?shù)趵K。自動(dòng)記錄油缸伸長(zhǎng)值，測(cè)量并記錄工具夾片外露量。

第二個(gè)張拉控制階段：自動(dòng)控制升壓速度，平穩(wěn)升壓，自動(dòng)平衡同一束預(yù)應(yīng)力鋼絞線兩端張拉力值及油缸伸長(zhǎng)值。當(dāng)張拉力接近30%σcon時(shí)自動(dòng)減緩升壓速度，精確控制，直到到達(dá)30%σcon，持荷，同時(shí)自動(dòng)記錄油缸伸長(zhǎng)值，測(cè)量并記錄工具夾片外露量。

第三個(gè)張拉控制階段：自動(dòng)控制油泵繼續(xù)張拉，控制升壓速度，平穩(wěn)升壓，自動(dòng)平衡同一束預(yù)應(yīng)力鋼絞線兩端張拉力值及油缸伸長(zhǎng)值。當(dāng)張拉力接近103%σcon時(shí)自動(dòng)減緩升壓速度，精確控制，直達(dá)到103%σcon。

持荷階段：當(dāng)張拉力達(dá)到103%σcon時(shí)靜停持荷（5min），自動(dòng)補(bǔ)壓，控制張拉力保持在103%σcon上下1%范圍內(nèi)，持荷完畢系統(tǒng)自動(dòng)記錄油缸伸長(zhǎng)值，測(cè)量并記錄工具夾片外露量。

錨固階段：持荷時(shí)間到，控制緩釋系統(tǒng)自動(dòng)緩慢卸荷錨固。

回頂階段：錨固結(jié)束后系統(tǒng)自動(dòng)控制千斤頂回頂，卸除工具錨及千斤頂，測(cè)量并記錄工作錨夾片的外露量，并在距離夾片端頭2-75px處的鋼絞線上用石筆劃出標(biāo)記，觀察24小時(shí)再次測(cè)量，以判斷是否存在滑絲斷絲情況。

(6)繼續(xù)選擇第二組鋼束繼續(xù)張拉，操作順序一樣。

張拉結(jié)果數(shù)據(jù)查詢與導(dǎo)出

(1)點(diǎn)擊主機(jī)“張拉報(bào)表”后進(jìn)入張拉報(bào)表操作界面

(2)數(shù)據(jù)導(dǎo)出，直接點(diǎn)擊“U盤讀寫”，在彈出的對(duì)話界面選擇張拉時(shí)間，再點(diǎn)【導(dǎo)出數(shù)據(jù)】按鈕即可導(dǎo)出相應(yīng)的張拉數(shù)據(jù)報(bào)表，所導(dǎo)出的文件在D:\UDisk內(nèi)。

(3)張拉結(jié)果上報(bào)

張拉過(guò)程中自動(dòng)上傳張拉力和伸長(zhǎng)值的變化曲線，張拉完成自動(dòng)上傳張拉結(jié)果。梁場(chǎng)管理計(jì)算機(jī)同時(shí)將張拉過(guò)程曲線和張拉結(jié)果通過(guò)網(wǎng)絡(luò)上報(bào)到上級(jí)信息監(jiān)控中心，以便查閱和審核。2100433B

國(guó)內(nèi)對(duì)智能張拉開展研究的單位有很多，如湖南聯(lián)智橋隧技術(shù)有限公司、上海同禾土木工程科技有限公司、上海耐斯特液壓設(shè)備有限公司、柳州泰姆預(yù)應(yīng)力機(jī)械有限公司等，但在市場(chǎng)領(lǐng)域，傳統(tǒng)張拉技術(shù)產(chǎn)品仍然占據(jù)主要市場(chǎng)。

當(dāng)然，在智能張拉技術(shù)的推廣上也有一些企業(yè)取得了突破。比如湖南聯(lián)智橋隧技術(shù)有限公司研發(fā)的預(yù)應(yīng)力智能張拉系統(tǒng)，已經(jīng)在湖南省所有在建高速公路，以及全國(guó)超過(guò)22個(gè)省區(qū)市的交通、市政項(xiàng)目得到了廣泛應(yīng)用，該課題還被納入了由部公路科研院和部工程質(zhì)量監(jiān)督局牽頭承擔(dān)的《公路工程施工質(zhì)量安全智能控制與遠(yuǎn)程監(jiān)控》科研課題的一部分繼續(xù)進(jìn)行深入研究，并于2012年5月20日在云南昆明通過(guò)了交通運(yùn)輸部組織的由中國(guó)工程院院士組成的專家委員會(huì)鑒定，成果認(rèn)定為國(guó)際先進(jìn)水平。。

技術(shù)比較表

1、保證張拉數(shù)據(jù)安全

為了保證張拉數(shù)據(jù)可靠性，本全自動(dòng)張拉系統(tǒng)采用三重保護(hù)：

A、張拉數(shù)據(jù)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)專用存儲(chǔ)器進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。

B、張拉數(shù)據(jù)通過(guò)通訊接口以無(wú)線方式傳入梁場(chǎng)信息管理系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)顯示張拉數(shù)據(jù)、張拉力曲線及伸長(zhǎng)量曲線，同時(shí)進(jìn)行本地記錄保存。

C、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)：通過(guò)專用的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器對(duì)張拉數(shù)據(jù)進(jìn)行備份，并可通過(guò)專用程序再現(xiàn)顯示張拉數(shù)據(jù)、張拉力曲線及伸長(zhǎng)量曲線。

2、自動(dòng)平衡緩釋泄壓技術(shù)，防止滑束、避免沖擊夾片。

最新的預(yù)應(yīng)力智能張拉系統(tǒng)可使千斤頂張拉完成后緩慢卸壓，從而保證鋼絞線的張拉力從工具錨更穩(wěn)定的過(guò)渡到工作錨具上，尤其在卸壓過(guò)程中通過(guò)緩釋泄壓技術(shù)避免了對(duì)工作夾片的沖擊，防止出現(xiàn)滑束，該方法已于2011年在大西鐵路沿線多個(gè)個(gè)梁場(chǎng)獲得認(rèn)可。

3、方便的操作

根據(jù)梁場(chǎng)信息管理中心下發(fā)的張拉數(shù)據(jù)，現(xiàn)場(chǎng)輸入箱梁梁號(hào)、梁型、孔道并校核張拉力目標(biāo)值及伸長(zhǎng)量值后。只需按下按鍵，張拉過(guò)程全自動(dòng)完成。無(wú)需配備專業(yè)技術(shù)人員，即使是工地上文化素質(zhì)不高的普工也能夠輕松操作。

4、標(biāo)定功能

可以通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力系統(tǒng)和伸長(zhǎng)量對(duì)系統(tǒng)張拉力進(jìn)行標(biāo)定。

5、自動(dòng)故障檢測(cè)

針對(duì)張拉過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題，我們通過(guò)歷時(shí)叁年的梁場(chǎng)使用經(jīng)驗(yàn)，在德國(guó)西門子公司的協(xié)作下開發(fā)出故障自動(dòng)監(jiān)測(cè)功能，對(duì)使用過(guò)程中的傳感器故障，誤操作引起的超行程或超張拉力等都會(huì)通過(guò)故障提示功能進(jìn)行顯示，并且故障不解決不開機(jī)以保證使用過(guò)程中的安全和準(zhǔn)確。

6、監(jiān)理審核和互聯(lián)網(wǎng)查看數(shù)據(jù)功能

依靠計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程通訊，可為業(yè)主、監(jiān)理、施工方提供遠(yuǎn)程監(jiān)控功能，方便質(zhì)量管理，提高管理效率。監(jiān)理工程師可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)查看張拉數(shù)據(jù)，并對(duì)張拉過(guò)程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行審核，并在簽名認(rèn)可后輸出打印報(bào)表。

7、精確施加應(yīng)力

智能張拉依靠計(jì)算機(jī)運(yùn)算，能精確控制施工過(guò)程中所施加的預(yù)應(yīng)力力值，將誤差范圍由傳統(tǒng)張拉的±15%縮小到±1%。

8、及時(shí)校核伸長(zhǎng)量，實(shí)現(xiàn)“雙控”

系統(tǒng)傳感器實(shí)時(shí)采集鋼絞線伸長(zhǎng)量數(shù)據(jù)，反饋到計(jì)算機(jī)，自動(dòng)計(jì)算伸長(zhǎng)量，及時(shí)校核伸長(zhǎng)量是否在±6%范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)應(yīng)力與伸長(zhǎng)量同步“雙控“。

9、實(shí)現(xiàn)多頂兩端同步張拉

一臺(tái)計(jì)算機(jī)控制兩臺(tái)或多臺(tái)千斤頂同時(shí)、同步對(duì)稱張拉，實(shí)現(xiàn)“多頂同步張拉”工藝。

10、智能控制，規(guī)范張拉過(guò)程

實(shí)現(xiàn)了張拉程序智能控制，不受人為、環(huán)境因素影響；停頓點(diǎn)、加載速率、持荷時(shí)間等張拉過(guò)程要素完全符合橋梁設(shè)計(jì)和施工技術(shù)規(guī)范要求。

11、質(zhì)量管理功能

業(yè)主、監(jiān)理、施工、檢測(cè)單位在同一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，實(shí)時(shí)進(jìn)行交互，突破了地域的限制，及時(shí)掌控預(yù)制梁場(chǎng)和橋梁預(yù)應(yīng)力施工質(zhì)量情況，實(shí)現(xiàn)“實(shí)時(shí)跟蹤、智能控制、及時(shí)糾錯(cuò)”。

自動(dòng)記錄張拉數(shù)據(jù)，杜絕了人為造假質(zhì)量數(shù)據(jù)的可能，可進(jìn)行真實(shí)的質(zhì)量追溯。

測(cè)力系統(tǒng)精度 1%F.S

位移測(cè)量精度 0.2mm

雙頂對(duì)拉不平衡度 20KN

無(wú)線傳輸距離 2KM

液壓站工作電壓 380±10%

控制系統(tǒng)工作電壓 220±10%

智能張拉是指不依靠工人手動(dòng)控制，而利用計(jì)算機(jī)智能控制技術(shù)，通過(guò)儀器自動(dòng)操作，完成鋼絞線的張拉施工。

在如今的橋梁道路建設(shè)中，預(yù)應(yīng)力施工被廣泛應(yīng)用，其中關(guān)鍵工序——張拉，其施工質(zhì)量的好壞，會(huì)直接影響結(jié)構(gòu)的耐久性，但是傳統(tǒng)張拉施工，純靠施工人員憑經(jīng)驗(yàn)手動(dòng)操作，誤差率很高，無(wú)法保證預(yù)應(yīng)力施工質(zhì)量。不少橋梁因?yàn)轭A(yù)應(yīng)力施工不合格，被迫提前進(jìn)行加固，嚴(yán)重的甚至突然垮塌，給社會(huì)造成了巨大的生命財(cái)產(chǎn)損失。

智能張拉技術(shù)由于智能系統(tǒng)的高精度和穩(wěn)定性，能完全排除人為因素干擾，有效確保預(yù)應(yīng)力張拉施工質(zhì)量，是國(guó)內(nèi)預(yù)應(yīng)力張拉領(lǐng)域最先進(jìn)的工藝。

張拉整體結(jié)構(gòu)是一類輕質(zhì)、網(wǎng)格狀的空間結(jié)構(gòu)體系，由預(yù)拉伸的繩和預(yù)壓縮的桿通過(guò)球鉸連接而成，在航天航空、土木建筑、仿生機(jī)械、生物力學(xué)等領(lǐng)域具有許多重要應(yīng)用，被譽(yù)為“未來(lái)的結(jié)構(gòu)體系”。張拉整體結(jié)構(gòu)的力學(xué)性質(zhì)與幾何外形密切相關(guān)，結(jié)構(gòu)的構(gòu)型控制對(duì)實(shí)現(xiàn)其功能具有重要意義。將驅(qū)動(dòng)器與張拉整體結(jié)構(gòu)的單元相結(jié)合而組成自適應(yīng)的智能張拉整體結(jié)構(gòu)，在振動(dòng)控制、結(jié)構(gòu)外形控制和精密定位領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用價(jià)值。本項(xiàng)目對(duì)含電驅(qū)動(dòng)元件的張拉整體結(jié)構(gòu)的力電耦合響應(yīng)進(jìn)行了系統(tǒng)性研究，開展了理論建模、數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)測(cè)試三方面結(jié)合的研究?jī)?nèi)容，涉及結(jié)構(gòu)構(gòu)型設(shè)計(jì)、變形分析、驅(qū)動(dòng)控制等研究環(huán)節(jié)。理論研究方面，發(fā)展了大規(guī)模張拉整體結(jié)構(gòu)的組合式構(gòu)型設(shè)計(jì)理論，提出了基于力密度矩陣特征值多項(xiàng)式系數(shù)行列式的張拉整體結(jié)構(gòu)找形解析求解格式，建立了張拉整體結(jié)構(gòu)準(zhǔn)靜態(tài)力電耦合響應(yīng)分析理論框架；模擬研究方面，提出了基于結(jié)構(gòu)剛度矩陣法的張拉整體結(jié)構(gòu)力電耦合響應(yīng)的求解數(shù)值方法，模擬研究了棱柱狀結(jié)構(gòu)、截角正多面體狀結(jié)構(gòu)等多種張拉整體結(jié)構(gòu)的力電耦合響應(yīng)；實(shí)驗(yàn)研究方面，選用電動(dòng)推桿和PZT壓電堆棧為驅(qū)動(dòng)元件以實(shí)現(xiàn)不同尺度的變形量，分別搭建了適用于宏觀位移測(cè)量和微觀位移測(cè)量的實(shí)驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)，對(duì)棱柱狀結(jié)構(gòu)和類擴(kuò)展八面體球狀結(jié)構(gòu)等典型張拉整體結(jié)構(gòu)的力電耦合響應(yīng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究；實(shí)例研究方面，設(shè)計(jì)了由六根桿和三十根繩組成的柔性張拉整體式智能循跡機(jī)器人、四棱柱狀張拉整體結(jié)構(gòu)便攜帳篷、棱柱狀張拉整體式電致位移平臺(tái)等原理性應(yīng)用實(shí)例。本項(xiàng)目的實(shí)施有助于深入理解張拉整體結(jié)構(gòu)在多場(chǎng)耦合作用下的變形響應(yīng)特性，研究成果可為智能張拉整體結(jié)構(gòu)的實(shí)際應(yīng)用提供重要的理論參考。 2100433B

張拉整體結(jié)構(gòu)是一類輕質(zhì)、網(wǎng)格狀的空間結(jié)構(gòu)體系，由預(yù)拉伸的繩和預(yù)壓縮的桿通過(guò)球鉸連接而成，在航天航空、土木建筑、仿生機(jī)械、生物力學(xué)等領(lǐng)域具有許多重要應(yīng)用，被譽(yù)為“未來(lái)的結(jié)構(gòu)體系”。張拉整體結(jié)構(gòu)的力學(xué)性質(zhì)與幾何外形密切相關(guān)，因此結(jié)構(gòu)的構(gòu)型控制對(duì)實(shí)現(xiàn)其使用功能具有重要意義。本項(xiàng)目在結(jié)構(gòu)力學(xué)與智能材料學(xué)的基礎(chǔ)上，擬對(duì)壓電式智能張拉整體結(jié)構(gòu)的力電耦合響應(yīng)進(jìn)行研究，將涉及結(jié)構(gòu)構(gòu)型設(shè)計(jì)、變形分析、驅(qū)動(dòng)控制等研究環(huán)節(jié)，目標(biāo)是建立適用于含壓電元件的張拉整體結(jié)構(gòu)力電耦合變形行為分析的理論框架，為此，將開展結(jié)構(gòu)的力電耦合理論研究，發(fā)展非線性數(shù)值求解方法，實(shí)測(cè)典型結(jié)構(gòu)的耦合響應(yīng)，并進(jìn)一步探索壓電式智能張拉整體結(jié)構(gòu)的自校正、自適應(yīng)、自修復(fù)等智能化功能，以期實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)構(gòu)型的智能控制。本項(xiàng)目的實(shí)施將有助于深入理解張拉整體結(jié)構(gòu)在多場(chǎng)耦合作用下的變形響應(yīng)特性，研究成果將為智能張拉整體結(jié)構(gòu)的實(shí)際應(yīng)用提供重要的理論參考。

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