陆陈姜岩
中交第三航务工程局交建工程分公司上海200000
摘要：颍上北制梁场预应力张拉施工采用TYZ/60-VII/TK型铁路桥梁预应力自动张拉系统代替了传统的手动加载张拉工艺，自动张拉系统的应用既节省了劳动力又彻底排除人为因素对张拉的影响。本文对该工艺的整个施工过程进行了分析和总结，表明TYZ/60-VII/TK型铁路桥梁预应力自动张拉系统适用铁路箱梁预应力张拉施工。
关键词：预应力；自动；张拉；
1工程概况
商合杭高铁站前9标颍上北制梁场位于DK259+300右侧，负责颍上特大桥DK246+023～DK269+554范围内箱梁预制和架设，共预制架设32m、24m双线简支箱梁679孔，预制梁混凝土总量约为22万方。预制箱梁采用铁路通用桥梁图纸（（2016）2322A-Ⅱ）施工，全部为无砟轨道后张法预应力混凝土简支（双线）箱梁。
预制箱梁预应力张拉分三个阶段，为预张拉-初张拉-终张拉。预应力钢绞线采用1x7-15.2-1860-GB/T5224-2014钢绞线。锚固体系采用自锚式拉丝体系。锚具、夹具和连接器符合《铁路工程预应力筋夹片式锚具、夹具和连接器技术条件》GB/T3193-2008的要求，最大张拉力值为2249.86KN。
2铁路预应力施工现状
目前，铁路桥梁的预应力施工均采用普通油泵驱动千斤顶进行张拉的手动模式，人工看压力表操作泵站、人工测量张拉伸长值、人工记录；或者采用液压油路上安装液压传感器，根据传感器反馈的压力数值来换算张拉力的所谓“智能张拉”模式。
传统后张拉法施工存在操作过程复杂、张拉设备精度低、读数和记录误差大、参入大量人工干预等问题。缺乏有效的质量控制手段，难以实现预施应力准确控制，施工效率低。
3预制箱梁预应力自动张拉系统构成
TYZ/60-VII/TK型铁路桥梁预应力自动张拉系统主要由主机、4台千斤顶、4台电动液压站、1台控制器、4台高精度测力传感器及位移传感器等共同组成，能控制2对千斤顶同步工作、两束钢绞线4锚双向同步进行平衡张拉。实现预应力张拉过程全自动化控制，对张拉数据实时曲线进行自动采集及效核报警，同时对张拉结果实时记录存储、随时查阅。对预制箱梁施工实行信息化管理起到关键作用。
4预制箱梁预应力自动张拉系统功能
4.1便捷的操作功能
（1）参数设置
张拉施工前在电脑主机中可提前将箱梁编号、型号、张拉力目标值及伸长量校核值、持荷时间等施工控制参数进行输入，作为自动张拉过程控制数据。
（2）自动平衡同步张拉
控制预应力钢绞线两端张拉伸长值保持同步。
（3）持荷阶段
持荷时间根据预设值自动控制，且在持荷阶段系统会自动补充拉力，将张拉力值控制在预设目标值正负1%范围内。
（4）力值、位移值显示及储存
4台高精度测力传感器自动测量张拉力值，4台高精度位移传感器自动测量钢绞线伸长量，数据及时在屏幕上显示并即时储存，生成张拉力值及伸长值曲线。
（5）自动计算张拉结果并打印
可将系统根据张拉情况生成的张拉计算结果直接打印。
4.2辅助控制功能
辅助控制功能主要有：断电恢复功能、智能油液温控系统、千斤顶回顶保护功能，主要预防突发事件的发生，保证自动张拉过程安全及数据的完整。
4.3远程数据传输功能
通过预留接口，张拉数据可通过网络传输至上级单位要求的管理平台上。
4.4全面的安全防护功能
安全防护功能主要包括：在线故障诊断功能、报警功能、动态伸长值预警和张拉力复核等。主要实现系统实时监测各个工作过程、发现问题、解决问题；如在张拉过程中张拉数据超差时系统会自动停止张拉并进行报警，防止出现数据输入错误、测力或位移传感器失准、钢绞线滑丝段丝、传感器异常而出现的张拉质量事故。
5预应力自动张拉系统应用
5.1施工准备
（1）检查待张拉梁体混凝土实际强度，确保已达到设计要求的龄期、张拉强度、弹性模量等要求。检查预制箱梁梁体混凝土外观质量，缺陷处要提前进行修补，确保符合要求。
（2）查看设备年检情况，确保在使用期限内。检查张拉设备、辅助配件，确保设备完好校验合格，油管要连接紧密。
（3）对将要使用的配件，如锚具、夹片、锚垫板，都要检查型号，确保配套，同时对配件上杂物进行清理。
（4）张拉区域范围四周设置围栏及安全警示牌，非施工人员不得入内，确保施工安全。
5.2安装各种组件
（1）第一步安装模具和夹片，安装完成后要检查限位板深度、夹片与钢绞线的情况。
（2）安装过渡套及千斤顶。
注意事项：模具和夹片安装完成后要使预制梁预留孔道、锚具、千斤顶三者同心，模具之间的钢绞线不得出现交叉错孔。
5.3仪器就位以及电源、通讯线连接
预应力自动张拉系统就位后连接电源和通讯线。连接主控制柜和辅控制柜的通讯线，如果连接不好，主控制柜屏幕的张拉状态栏会显示张拉仪连接失败。通讯线连接方式为：主机A1和本端辅机A2和另端辅机B1两机连接，在连接的过程中需注意插头的插入方向和限位槽对齐，要防止人为过度用力及误操作给插头带来损坏。
5.4进入操作系统
按启动按钮启动设备，进入操作系统界面，进行用户登录。主界面包含主菜单和欢迎界面，其中主菜单包括“工程信息”、“设计参数”、“仪器信息”、“张拉工艺”、“张拉施工”、“数据通信”、“数据恢复”七个功能菜单选项。
5.5设置工程信息
设置本地工程所有工程信息。工程信息主要有项目名称、监理单位、施工单位、标段名称、单位工程以及操作人员等信息。
5.6设计参数填写
按照设计要求和摩阻试验等文件填写相关参数。
5.7仪器信息填写
根据操作说明书和校顶资料设置张拉仪的位置、张拉仪的编号及配套千斤顶的编号和方程。
5.8张拉工艺填写
根据设计图纸张拉顺序和张拉工艺设定固定的张拉工艺模板，设定固定的张拉工艺顺序。
5.9张拉施工
输入梁体信息和钢束信息，点击“启动张拉”键，现场张拉施工正式开始。
5.10数据收集
TYZ/60-VII/TK型铁路桥梁预应力自动张拉系统张拉完成后可将数据表格从主机中传送至电脑上，利用电脑将张拉记录表格进行打印，方便快捷。
6传统工艺与自动张拉工艺对比
传统的手动张拉工艺和自动张拉系统工艺施工进行对比，各自的优缺点如下：
6.1传统手动张拉
优点:械简单，维修方便；
缺点：需要操作人员较多且复杂；张拉力值控制不精准；手动测量，人工计算，人工记录，人为操作因素影响较大，精度低；不同步率控制困难；需要操作人员较多；设备信息化程度较低。
6.2自动张拉系统
优点:张拉力值控制精准，误差在1%以内；不同步率控制准确；安装简单，操作简单；张拉数据实时采集、效核报警；张拉数据智能计算，结果记录储存；信息化程度高，可上传至铁路总公司的铁路工程管理平台（BIM系统）。
缺点：维修配件少，厂家固定；设备检定比较繁琐。
7结束语
颍上北制梁场引进TYZ/60-VII/TK型铁路桥梁预制箱梁预应力自动张拉系统，采用自动系统代替了传统的手动张拉工艺，具有便捷的操作操作功能，同时配备了强大的辅助功能和远程数据传输功能。自动张拉系统其准确的控制张拉力值，有效的减小了张拉的不同步率，切实的避免了人为因素对施工的影响，不仅节省人力资源，确保了张拉力的稳定，对预制梁体内钢绞线预应力的形成和梁体混凝土后期承受各种荷载起到关键作用，此项工艺在铁路箱梁预制工程具有很高的实用性。
参考文献：
[1]QC/R-TKT-000003－2016《铁路混凝土桥梁预应力自动张拉系统》
[2]TB/T3432-2016《高速铁路预制后张法预应力混凝土简支梁》
[3]中国铁道科学研究院《TYZ/60-VII/TK型铁路桥梁预应力自动张拉系统使用说明书》