朱宇杰

（江蘇東南交通工程試驗(yàn)檢測有限公司，江蘇南京 210000）

0 引言

預(yù)應(yīng)力橋梁智能張拉系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)控制張拉力，具有張拉力精度高、不同千斤頂同步誤差小、操作方便等特點(diǎn)，且能夠真實(shí)體現(xiàn)張拉數(shù)據(jù)（無法修改系統(tǒng)原始數(shù)據(jù)），逐步得到廣泛的應(yīng)用。同時(shí)，智能張拉系統(tǒng)在操作過程中，會(huì)遇到一些可能出現(xiàn)的數(shù)據(jù)異常問題，本文對智能張拉系統(tǒng)常見的數(shù)據(jù)異常問題原因進(jìn)行了總結(jié)分析，同時(shí)提供了相關(guān)處理措施和預(yù)防措施等。

1 智能張拉質(zhì)量控制要求

我國現(xiàn)行《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/T F50-2011）中對預(yù)應(yīng)力橋梁張拉施工有以下規(guī)定[1]：（1）張拉控制應(yīng)力的精度宜為±1.5%；（2）鋼絞線伸長值偏差宜控制在±6%或設(shè)計(jì)規(guī)定范圍內(nèi)；（3）各千斤頂之間張拉力的同步誤差宜為±2%。其中張拉力精度和伸長量偏差作為張拉質(zhì)量控制的雙控指標(biāo)，是評價(jià)張拉是否合格的關(guān)鍵指標(biāo)；千斤頂同步誤差主要是對張拉設(shè)備的要求。

2 智能張拉常見的數(shù)據(jù)異常原因分析及預(yù)防、處理措施

智能張拉系統(tǒng)主要對張拉過程中的力值和位移值進(jìn)行采集，常見的數(shù)據(jù)異常主要為拉力值異常和伸長值的異常。當(dāng)出現(xiàn)數(shù)據(jù)異常時(shí)，應(yīng)立即停止張拉施工，查找原因，采取相應(yīng)的處理措施后，才可繼續(xù)進(jìn)行張拉，切不可草率處理或不做處理就進(jìn)行割絲、壓漿施工，以免造成巨大經(jīng)濟(jì)損失和質(zhì)量隱患[2]。

2.1 伸長值異常

預(yù)應(yīng)力張拉采用雙控指標(biāo)，即以張拉應(yīng)力控制為主，并用預(yù)應(yīng)力筋伸長值校核[3]。根據(jù)規(guī)范要求，實(shí)測伸長值之差應(yīng)控制在理論計(jì)算伸長值的±6%的范圍內(nèi)，超過即可認(rèn)為伸長值異常。當(dāng)出現(xiàn)伸長量異常時(shí)，首先需進(jìn)行伸長值異常的原因分析。伸長值異?？赡艹霈F(xiàn)的原因及處理方法如下。

2.1.1 波紋管引起的伸長值異常

（1）波紋管堵塞

由于波紋管破損，在混凝土澆筑時(shí)造成漏漿而引起管道堵塞，造成管道內(nèi)摩阻力的增大，引起預(yù)應(yīng)力損失，從而造成鋼絞線伸長量偏小，或者造成管道內(nèi)局部位置完全堵塞，造成張拉的僅是部分長度的預(yù)應(yīng)力筋，而導(dǎo)致伸長量偏小。

波紋管堵塞主要分為輕微堵塞和完全堵塞，其中輕微堵塞是指波紋管內(nèi)存在少量的、不完全阻礙鋼絞線伸長的堵塞。一般可以通過反復(fù)多次張拉并持荷一段時(shí)間，以克服摩擦力過大的影響，反復(fù)張拉次數(shù)應(yīng)不超過規(guī)范要求的3次。另外可采取適當(dāng)超張拉的辦法處理，按規(guī)范要求不超過張拉控制應(yīng)力的1.05倍[4]。

完全堵塞指管道內(nèi)混凝土較多，堵塞位置已完全阻礙鋼絞線伸長的情況。此類情況一般較少出現(xiàn)，可視為鋼絞線在管道內(nèi)部一端或內(nèi)部局部錨固，可通過兩端分別張拉通過力值和伸長量的變化計(jì)算分析判斷鋼絞線堵塞的位置，前者可通過未堵塞一端張拉的方法基本滿足張拉要求，后者兩端分別張拉達(dá)到預(yù)期伸長量需要的應(yīng)力。

因波紋管堵塞現(xiàn)象造成的伸長值異常現(xiàn)象較為常見，且處理較為困難，施工時(shí)應(yīng)予以高度重視。波紋管安裝時(shí)，接頭位置需要采用套接（使用大一號作為接頭），四周使用塑料膠帶包裹密封，混凝土振搗時(shí)嚴(yán)禁觸碰波紋管以免波紋管破裂漏漿。對于塑料波紋管，在進(jìn)行鋼筋電焊時(shí)，應(yīng)做好波紋管的保護(hù)措施，防止因電焊造成的波紋管破損。

（2）管道變形、跑位和預(yù)留孔道位置不準(zhǔn)確的情況。由于管道變形、跑位和預(yù)留孔道位置不準(zhǔn)確，使張拉時(shí)預(yù)應(yīng)力筋的摩阻力增大，當(dāng)張拉到設(shè)計(jì)噸位時(shí)，預(yù)應(yīng)力筋實(shí)際伸長值偏小。

為預(yù)防管道變形、跑位和預(yù)留孔道位置不準(zhǔn)確的情況，應(yīng)做好波紋管的定位措施，將波紋管的定位鋼筋、點(diǎn)焊在上下排的受力鋼筋上，防止?jié)仓炷吝^程中波紋管上浮或者被壓下沉。對于管道變形嚴(yán)重的，條件允許的情況下可采用適當(dāng)?shù)臄U(kuò)孔措施。

2.1.2 夾片松弛、碎裂、斷絲、滑絲造成的伸長量異常

夾片松弛（部分夾緊、部分松弛）、碎裂、斷絲、滑絲都會(huì)造成部分預(yù)應(yīng)力筋受力偏小而引起其它預(yù)應(yīng)力筋的平均受力偏大，導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力束整體伸長量值偏大。

對于預(yù)應(yīng)力筋松緊不一致的現(xiàn)象，一般可通過初張拉調(diào)整或者查驗(yàn)是否一致。在張拉過程中發(fā)現(xiàn)伸長量即將超限時(shí)需立即停止張拉，并計(jì)算分析每根受力鋼絞線所受的平均應(yīng)力是否滿足要求。若平均應(yīng)力滿足要求視為此幾根鋼絞線張拉完成；若不滿足要求，則進(jìn)行原因分析。對夾片松弛、碎裂、滑絲的鋼束重新更換夾片緊固后進(jìn)行補(bǔ)拉至要求的平均應(yīng)力和伸長量值范圍。

2.1.3 工作錨與限位板、千斤頂、工具錨不在一條直線上引起的伸長量異常

工作錨與限位板、千斤頂、工具錨不在一條直線上時(shí)，會(huì)增大錨圈口摩阻，造成預(yù)應(yīng)力損失而使伸長量偏小。

2.1.4 鋼絞線扭轉(zhuǎn)、交叉纏繞引起的伸長量異常

預(yù)應(yīng)力鋼絞線穿束時(shí)，鋼絞線在孔道內(nèi)交叉纏繞，預(yù)應(yīng)力施加時(shí)鋼絞線受力不均，導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力損失偏大，部分鋼絞線受力未達(dá)到設(shè)計(jì)控制應(yīng)力要求，也造成鋼絞線伸長量的不足。

為預(yù)防鋼絞線扭轉(zhuǎn)、交叉纏繞，可采用適當(dāng)?shù)匿摻g線編束工藝，即在鋼絞線和錨具上進(jìn)行編號，在進(jìn)行裝錨時(shí)固定錨具編號位置并進(jìn)行對應(yīng)編號鋼絞線的穿束，見圖1。

2.1.5 張拉初始應(yīng)力取值不足原因及預(yù)防措施

傳統(tǒng)張拉程序中，初應(yīng)力取值為10%的控制應(yīng)力，即認(rèn)為在張拉至10%控制應(yīng)力的時(shí)候已經(jīng)將鋼絞線拉緊。但是，在實(shí)際施工中，當(dāng)鋼束較長，彎曲部位較多的時(shí)候，10%控制應(yīng)力的張拉力往往不足以將鋼絞線拉緊，此時(shí)在計(jì)算實(shí)際伸長量的時(shí)候會(huì)包含部分松弛長度，從而引起實(shí)際伸長量計(jì)算值偏大。

預(yù)防措施：《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/T F50—2011）條文規(guī)定初張拉為10%～25%的范圍，實(shí)際張拉中應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行取舍。對鋼束長度30 m以下時(shí)，初應(yīng)力宜取10%～15%；鋼束長度30～60 m時(shí)，宜取15%～20%；鋼束長度大于60 m時(shí)，宜取上限25%控制應(yīng)力作為初應(yīng)力；鋼束長度超過100 m時(shí)，需現(xiàn)場試驗(yàn)來確定其初應(yīng)力的大小。

當(dāng)張拉系統(tǒng)異常時(shí)，也會(huì)造成伸長量值的異常。張拉系統(tǒng)異常包括拉力傳感器的異常、千斤頂?shù)漠惓＃ㄎ礃?biāo)定）等。

對此，需對系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)核，對張拉設(shè)備進(jìn)行校核、檢修或更換。

2.1.7 實(shí)際預(yù)應(yīng)力筋伸長量與理論計(jì)算值不一致

實(shí)際預(yù)應(yīng)力筋伸長量與理論計(jì)算值不一致時(shí)，即理論伸長量值計(jì)算不準(zhǔn)確，也會(huì)引起伸長量的異常。對此，應(yīng)對理論計(jì)算伸長值進(jìn)行全面復(fù)核，特別是孔道摩阻和管道偏差造成的摩阻損失；預(yù)應(yīng)力筋彈性模量、截面積等關(guān)鍵取值是否合理，符合實(shí)際情況，必要時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)測定。

2.2 預(yù)應(yīng)力值的異常

圖1 鋼絞線和錨具編號

智能張拉是以預(yù)應(yīng)力值達(dá)到設(shè)定值時(shí)的拉力作為張拉滿足要求的標(biāo)準(zhǔn)，故通常預(yù)應(yīng)力值出現(xiàn)異常情況相對較少，可能的原因如下。

2.2.1 張拉力超限

張拉力超限一般是由于張拉設(shè)備異常引起的，張拉設(shè)備精度差、千斤頂力值傳感器故障、張拉設(shè)備故障等均可能引起張拉力超限。對于此類問題，需要對張拉設(shè)備進(jìn)行校核、檢修或更換等。

2.2.2 張拉無力值或者拉力不上升

“線”—點(diǎn)對點(diǎn)即連成線，實(shí)現(xiàn)一對一的點(diǎn)燃，具體形式是“名師工作坊”。在圖1中，以導(dǎo)師O為中心發(fā)力點(diǎn)，聯(lián)系帶動(dòng)周邊若干學(xué)校A、B、C、D、E的骨干教師，最大限度地激發(fā)骨干教師的主動(dòng)性，提升其教學(xué)能力。

張拉無力值或者拉力不上升的原因主要如下。

（1）拉力傳感器故障或接觸不良。

（2）千斤頂未頂緊（見圖2）。對于一些預(yù)應(yīng)力筋布置方向?yàn)樾毕路降匿撌?，在裝頂過程中千斤頂受自身重力作用不容易頂緊，初始張拉時(shí)會(huì)出現(xiàn)無力值的現(xiàn)象。針對此類情況，現(xiàn)場張拉人員需和裝頂人員隨時(shí)做好溝通，對千斤頂進(jìn)行檢查并重新安放頂緊。

圖2 千斤頂未頂緊

（3）拉力無法正常上升。此類問題一般為張拉設(shè)備自身原因造成的，可通過調(diào)節(jié)溢流閥、檢查零配件有無漏油、緊固漏油的零配件、檢查千斤頂有無內(nèi)泄漏等方式解決。

2.2.3 張拉力的突然松弛

（1）波紋管堵塞引起的張拉力突然松弛。

由于波紋管破損引起的管內(nèi)水泥漿堵塞，造成鋼絞線與混凝土握裹，當(dāng)張拉力上升到達(dá)一定程度時(shí)，原握裹位置水泥漿因碎裂等原因會(huì)引起張拉力的突然松弛并逐步恢復(fù)的現(xiàn)象。針對此類現(xiàn)象，若最終張拉力和伸縮量滿足要求可視為合格。同時(shí)，針對此類現(xiàn)象，建議進(jìn)行反復(fù)張拉（不超過3次），適當(dāng)增加持荷時(shí)間并盡早進(jìn)行壓漿，以預(yù)防后期可能出現(xiàn)的張拉力再次突然松弛的現(xiàn)象。

（2）錨墊板面與孔道軸線不垂直或墊板中心偏離孔道軸線。

錨墊板安裝時(shí)沒有仔細(xì)對中，墊板面與預(yù)應(yīng)力索軸線不垂直，造成鋼絞線與鋼絲束內(nèi)力不一，當(dāng)張拉力增加到一定程度時(shí)，力線調(diào)整，會(huì)使錨環(huán)突然發(fā)生滑移或抖動(dòng)，拉力下降。

針對此類現(xiàn)象，應(yīng)采取相應(yīng)的預(yù)防措施：錨墊板安裝應(yīng)仔細(xì)對中，墊板面與預(yù)應(yīng)力索的力線應(yīng)垂直，同時(shí)錨墊板要可靠牢固，確保在混凝土澆筑過程中不會(huì)移動(dòng)。

（3）初始張拉應(yīng)力過小。預(yù)應(yīng)力筋張拉時(shí)拉力具有一個(gè)傳輸?shù)倪^程，即端部顯示拉力滿足要求時(shí)內(nèi)部仍可能呈現(xiàn)松弛狀態(tài)。當(dāng)鋼束較長，彎曲部位較多的時(shí)候，初始張拉應(yīng)力過小往往不足以將鋼絞線拉緊，隨著張拉過程的進(jìn)展，內(nèi)部松弛鋼筋的突然伸長同樣會(huì)引起張拉力的突然松弛。

對于較長的鋼束，應(yīng)在初始張拉時(shí)進(jìn)行合適的初始張拉力的測試，以在該初始張拉力下無明顯的應(yīng)力松弛和伸長量無明顯異常為適宜值，并適當(dāng)增加初始張拉力的持荷時(shí)間。一般智能張拉設(shè)備初張拉持荷時(shí)間固定（一般為30 s），可采用達(dá)到持荷狀態(tài)時(shí)暫停張拉的方法進(jìn)行持荷。同時(shí)，張拉力達(dá)到設(shè)定應(yīng)力時(shí)適當(dāng)增加持荷時(shí)間（建議10 min以上），保證張拉力在鋼束內(nèi)的傳輸均勻。

2.3 張拉設(shè)備不保壓

張拉設(shè)備不保壓一般由設(shè)備自身原因引起的，主要表現(xiàn)為3種情況：

（1）壓力上升到目標(biāo)值后，緩慢下降到0?？赏ㄟ^更換電磁球閥、檢查千斤頂有無內(nèi)泄漏等方式解決。

（2）壓力上升到目標(biāo)值后，下降一定壓力再保壓。對此，可通過下調(diào)驅(qū)動(dòng)頻率、降低電機(jī)轉(zhuǎn)速等方式解決。

（3）壓力上升到目標(biāo)值后，迅速下降到0。對此，可通過更換單向閥等方式解決。

2.4 千斤頂不同步

千斤頂不同步一般是由于張拉設(shè)備本身引起的，通常解決方案有：

（1）檢查零配件有無漏油，緊固漏油的零配件。

（2）更換溢流閥。

3 結(jié)論

采用預(yù)應(yīng)力智能張拉系統(tǒng)出現(xiàn)的數(shù)據(jù)問題原因主要可以分為：設(shè)備原因、計(jì)算原因、施工原因。其中設(shè)備原因和計(jì)算原因應(yīng)盡量避免，施工原因應(yīng)以預(yù)防為主，出現(xiàn)問題時(shí)應(yīng)進(jìn)行原因分析采取相應(yīng)的處理措施。

[1]JTG/T F50-2011，公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范[S].

[2]江蘇省公路局.江蘇省普通國省干線公路建設(shè)工程橋梁預(yù)應(yīng)力智能張拉與壓漿施工技術(shù)指南[Z].南京：江蘇省公路局，2013.

[3]劉柳奇，梁曉東，張忠山，等.橋梁預(yù)應(yīng)力智能張拉壓漿系統(tǒng)施工工法[Z].長沙：湖南聯(lián)智橋隧技術(shù)有限公司.

[4]郝明，王立國，路昊.后張法預(yù)應(yīng)力鋼束伸長值超限原因分析及預(yù)防措施[J].科技與企業(yè)，2012（8）：224-226.