智能張拉技術(shù)解預應力橋梁“延壽”難題

9月21日，湖南省交通運輸廳黨組成員、總工程師趙平率廳基建處、高管局負責同志一行在通平高速公路公司負責人等陪同下深入第9合同段預制場(chǎng)調研了“橋梁預應力智能張拉技術(shù)”的推廣應用效果和“智能壓漿系統”的研發(fā)工作進(jìn)展。 ? （正在進(jìn)行傳統張拉試驗） 趙平一行詳細察看了智能張拉與傳統張拉的對比試驗。 首先進(jìn)行傳統張拉試驗。在傳統張拉試驗現場(chǎng)，趙平一行發(fā)現張拉兩端壓力不穩定、不均勻、不同步、延伸量誤差很大等狀況。在同一時(shí)間，一端張拉力到了9Mpa,另一端卻到了13Mpa,相差很大。鋼絞線(xiàn)伸長(cháng)量與力值的對應關(guān)系更是與理論狀況相差甚遠，力小的一端伸長(cháng)量反而大些。試驗表明傳統張拉手動(dòng)驅動(dòng)油泵，張拉力精度很低，誤差范圍在±10％；同步張拉靠步話(huà)機甚至喊話(huà)來(lái)相互報告張拉力值和伸長(cháng)值來(lái)實(shí)現，不能達到同步；同步精度非常差，兩端張拉時(shí)力值 和延伸量無(wú)法按理論控制。張拉力值人工采集，存在著(zhù)人為誤差、測量工具誤差等問(wèn)題，無(wú)法精確采集張拉數據，再加上張拉數據人工謄寫(xiě)記錄，不能避免造假等情況出現。張拉全過(guò)程需要6個(gè)人進(jìn)行作業(yè)。 ? （趙平一行察看智能張拉數據） 隨后進(jìn)行了智能張拉試驗。進(jìn)行智能張拉時(shí)，在梁體與千斤頂之間安裝了經(jīng)省計量院標定的壓力傳感器，以便將智能張拉系統電腦顯示的張拉力數據與傳感器顯示的數據進(jìn)行對比。操作人員按下張拉啟動(dòng)鍵后636秒完成了一孔張拉全過(guò)程。 電腦屏幕實(shí)時(shí)顯示的一端張拉數據為1364KN，傳感器顯示的數據為1356 KN，僅相差8 KN，精度為0.58％。張拉力精度很高。另一端的電腦顯示數據為1356 KN，說(shuō)明同步性非常好。 智能張拉系統通過(guò)計算機程序控制整個(gè)預應力張拉過(guò)程，張拉過(guò)程只需要2個(gè)人作業(yè)，一人操作電腦，一人在另一端察看張拉進(jìn)展狀況。智能張拉系統全過(guò)程自動(dòng)控制張拉應力、延伸量、加載速率、停頓點(diǎn)、持荷時(shí)間，同時(shí)還實(shí)現了實(shí)時(shí)監控、自動(dòng)記錄數據、遠程監控等功能。 為了進(jìn)一步驗證，趙平隨后又要求進(jìn)行了一次傳統張拉試驗。詳細查閱了對比數據之后，稱(chēng)贊橋梁預應力智能張拉系統在橋梁施工領(lǐng)域取得了革命性的突破，認為該項技術(shù)應面向全國大力推廣。他指出，傳統張拉由人工操作，即使操作人員再認真其張拉精度也無(wú)法達到規范要求，而且隨意性大，真實(shí)質(zhì)量狀況難以掌握，缺乏有效的質(zhì)量控制手段。通過(guò)智能張拉，張拉力精度能很好控制，同步性很好，可以達到規范的要求，消除了人為質(zhì)量因素，非常好地保證了張拉質(zhì)量，同時(shí)還節約了人力成本。 通平公司負責人向趙平一行報告說(shuō)，由于受到橋梁頻繁垮塌事故的觸動(dòng)，在仔細分析了傳統張拉的弊病后，通平高速公路即下決心聯(lián)合聯(lián)智橋隧技術(shù)公司研發(fā)了“智能張拉系統”，在全省、全國率先使用。目前已成功張拉3529片梁，效果很好，質(zhì)量可以放心?？梢哉f(shuō)，通平高速公路的每一片梁板都是采用智能技術(shù)張拉的。 聯(lián)智公司負責人介紹，當前許多預應力橋梁運行一段時(shí)間后出現了下?lián)?、裂縫，甚至斷裂，危及結構安全，縮短了使用壽命。大量現役橋梁的調查和檢測結果表明，有效預應力的建立直接影響到橋梁的安全性、可靠性和長(cháng)期使用壽命。而預應力張拉施工不規范和缺乏有效的質(zhì)量控制手段是影響預應力橋梁質(zhì)量的主要隱患。 在對1200多片簡(jiǎn)支梁和7座連續剛構梁橋的檢測數據進(jìn)行分析后，聯(lián)智技術(shù)人員發(fā)現傳統的預應力鋼束張拉同步性、停頓時(shí)間、加載速率等張拉要素隨意性大，直接導致了預應力損失較大，錨下預應力達不到設計要求，梁板總體有效預應力偏小，而產(chǎn)生這一問(wèn)題的主要原因則是由于傳統預應力施工主要依靠人工操作，張拉過(guò)程存在步驟未按照規范執行等原因。 應用智能張拉系統，實(shí)現張拉過(guò)程控制自動(dòng)化、精細化、標準化，讓預應力施工質(zhì)量符合設計與使用要求，保證橋梁結構安全和耐久性，有利于保障人民生命財產(chǎn)安全和降低橋梁全壽命周期成本。據測算，以湖南省在建高速公路橋梁長(cháng)度約800公里，投資900億元來(lái)估算，若消除預應力張拉導致的橋梁病害，延長(cháng)使用壽命10%來(lái)估算，我省可節約后期橋梁養護和加固資金投入約90億元，全國交通行業(yè)若推廣使用，發(fā)揮的經(jīng)濟效益將有數千億元之巨，如果推廣至高鐵、市政等其他行業(yè)，經(jīng)濟效益和社會(huì )效益難以估量。 該項技術(shù)已經(jīng)在湖南省30多條在建高速公路，湖北省十房高速公路、谷竹高速公路、福建省建泰高速公路、江西省吉蓮高速公路、甘肅省寧長(cháng)公路、新疆烏魯木齊（東線(xiàn)）高速公路以及烏塞高速公路等項目得到應用。 我省大力推進(jìn)交通信息化，推廣先進(jìn)技術(shù)來(lái)保證工程質(zhì)量的舉措引起了交通運輸部和其他省市的密切關(guān)注。根據交通運輸部工程質(zhì)監局的安排，課題已被納入了由部公路科研院和部工程質(zhì)量監督局牽頭承擔的《公路工程施工質(zhì)量安全智能控制與遠程監控》科研課題的一部分繼續進(jìn)行深入研究。同時(shí)，云南、廣東、甘肅、貴州、江西、浙江等地方交通部門(mén)和相關(guān)單位組團到湖南參觀(guān)考察了智能張拉技術(shù)，表示將在其省份大力推廣。 ? （智能張拉儀系統現場(chǎng)精度試驗）