智能张拉技术解预应力桥梁“延寿”难题

9月21日，湖南省交通运输厅党组成员、总工程师赵平率厅基建处、高管局负责同志一行在通平高速公路公司负责人等陪同下深入第9合同段预制场调研了“桥梁预应力智能张拉技术”的推广应用效果和“智能压浆系统”的研发工作进展。   （正在进行传统张拉试验） 赵平一行详细察看了智能张拉与传统张拉的对比试验。 首先进行传统张拉试验。在传统张拉试验现场，赵平一行发现张拉两端压力不稳定、不均匀、不同步、延伸量误差很大等状况。在同一时间，一端张拉力到了9Mpa,另一端却到了13Mpa,相差很大。钢绞线伸长量与力值的对应关系更是与理论状况相差甚远，力小的一端伸长量反而大些。试验表明传统张拉手动驱动油泵，张拉力精度很低，误差范围在±10％；同步张拉靠步话机甚至喊话来相互报告张拉力值和伸长值来实现，不能达到同步；同步精度非常差，两端张拉时力值 和延伸量无法按理论控制。张拉力值人工采集，存在着人为误差、测量工具误差等问题，无法精确采集张拉数据，再加上张拉数据人工誊写记录，不能避免造假等情况出现。张拉全过程需要6个人进行作业。   （赵平一行察看智能张拉数据） 随后进行了智能张拉试验。进行智能张拉时，在梁体与千斤顶之间安装了经省计量院标定的压力传感器，以便将智能张拉系统电脑显示的张拉力数据与传感器显示的数据进行对比。操作人员按下张拉启动键后636秒完成了一孔张拉全过程。 电脑屏幕实时显示的一端张拉数据为1364KN，传感器显示的数据为1356 KN，仅相差8 KN，精度为0.58％。张拉力精度很高。另一端的电脑显示数据为1356 KN，说明同步性非常好。 智能张拉系统通过计算机程序控制整个预应力张拉过程，张拉过程只需要2个人作业，一人操作电脑，一人在另一端察看张拉进展状况。智能张拉系统全过程自动控制张拉应力、延伸量、加载速率、停顿点、持荷时间，同时还实现了实时监控、自动记录数据、远程监控等功能。 为了进一步验证，赵平随后又要求进行了一次传统张拉试验。详细查阅了对比数据之后，称赞桥梁预应力智能张拉系统在桥梁施工领域取得了革命性的突破，认为该项技术应面向全国大力推广。他指出，传统张拉由人工操作，即使操作人员再认真其张拉精度也无法达到规范要求，而且随意性大，真实质量状况难以掌握，缺乏有效的质量控制手段。通过智能张拉，张拉力精度能很好控制，同步性很好，可以达到规范的要求，消除了人为质量因素，非常好地保证了张拉质量，同时还节约了人力成本。 通平公司负责人向赵平一行报告说，由于受到桥梁频繁垮塌事故的触动，在仔细分析了传统张拉的弊病后，通平高速公路即下决心联合联智桥隧技术公司研发了“智能张拉系统”，在全省、全国率先使用。目前已成功张拉3529片梁，效果很好，质量可以放心。可以说，通平高速公路的每一片梁板都是采用智能技术张拉的。 联智公司负责人介绍，当前许多预应力桥梁运行一段时间后出现了下挠、裂缝，甚至断裂，危及结构安全，缩短了使用寿命。大量现役桥梁的调查和检测结果表明，有效预应力的建立直接影响到桥梁的安全性、可靠性和长期使用寿命。而预应力张拉施工不规范和缺乏有效的质量控制手段是影响预应力桥梁质量的主要隐患。 在对1200多片简支梁和7座连续刚构梁桥的检测数据进行分析后，联智技术人员发现传统的预应力钢束张拉同步性、停顿时间、加载速率等张拉要素随意性大，直接导致了预应力损失较大，锚下预应力达不到设计要求，梁板总体有效预应力偏小，而产生这一问题的主要原因则是由于传统预应力施工主要依靠人工操作，张拉过程存在步骤未按照规范执行等原因。 应用智能张拉系统，实现张拉过程控制自动化、精细化、标准化，让预应力施工质量符合设计与使用要求，保证桥梁结构安全和耐久性，有利于保障人民生命财产安全和降低桥梁全寿命周期成本。据测算，以湖南省在建高速公路桥梁长度约800公里，投资900亿元来估算，若消除预应力张拉导致的桥梁病害，延长使用寿命10%来估算，我省可节约后期桥梁养护和加固资金投入约90亿元，全国交通行业若推广使用，发挥的经济效益将有数千亿元之巨，如果推广至高铁、市政等其他行业，经济效益和社会效益难以估量。 该项技术已经在湖南省30多条在建高速公路，湖北省十房高速公路、谷竹高速公路、福建省建泰高速公路、江西省吉莲高速公路、甘肃省宁长公路、新疆乌鲁木齐（东线）高速公路以及乌塞高速公路等项目得到应用。 我省大力推进交通信息化，推广先进技术来保证工程质量的举措引起了交通运输部和其他省市的密切关注。根据交通运输部工程质监局的安排，课题已被纳入了由部公路科研院和部工程质量监督局牵头承担的《公路工程施工质量安全智能控制与远程监控》科研课题的一部分继续进行深入研究。同时，云南、广东、甘肃、贵州、江西、浙江等地方交通部门和相关单位组团到湖南参观考察了智能张拉技术，表示将在其省份大力推广。   （智能张拉仪系统现场精度试验）

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