内卡式千斤顶张拉施工工艺工法.doc

内卡式千斤顶张拉施工工艺工法
（QB/ZTYJGYGF-QL-0907-2013）
物贸公司 洪志军
1前言
1.1 工艺工法概况
预应力施工机具选择时，主要有以下两种方案：
1 选用普通穿心式千斤顶，该类型的千斤顶目前普遍使用，操作简便。工具锚位于千斤顶后端，使工作锚外预留的钢绞线长度较长。
2 选用新型内卡式千斤顶，活塞伸出长度在千斤顶前端测量，工具夹片外露量在千斤顶后端测量，因工具锚位于千斤顶前端，使工作锚外需要预留的钢绞线较短。
本工法以制梁场为依托，针对预应力筋张拉特点，给预应力筋施加预拉力，通过锚具传递给混凝土构件，使混凝土产生预应力。因预应力筋价格昂贵，工程用量大，为降低企业施工成本，对施工方法进行优化，采用缩短锚外钢绞线外露长度的内卡式千斤顶，降低材料损耗。
1.2 工艺原理
内卡千斤顶采用“活塞静止，缸体活动”的结构形式，具有连续跟进、重复张拉的性能。张拉过程中，千斤顶活塞和张拉延长套组成不动体，外缸套、穿心套、工具锚组成运动体，当运动体相对不动体向外移动时，工具锚、工具夹片夹持钢绞线进行张拉。在达到所需的预应力值时，运动体复位，工作夹片、工作锚自动锚固，此时工具夹片不再受外力作用，完成张拉过程。
2工艺工法特点
采用内卡式千斤顶进行张拉作业，锚外钢绞线预留长度比采用普通穿心式千斤顶可缩短约50%，降低了成本。
3适用范围
1 本工艺工法适用于批量生产后张法预应力混凝土简支梁。
2 其他后张法预应力钢绞线张拉施工中也可参考使用。
4主要引用标准
《客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件》铁科技[2004]120号
《铁路工程预应力筋用夹片式锚具、夹具和连接器技术条件》（TB/T3193）
《铁路混凝土工程施工技术指南》铁建设（2010）241号
《高速铁路桥涵工程施工技术指南》铁建设（2010）241号
《高速铁路桥涵工程施工质量验收标准》（TB10752）
《铁路混凝土工程施工质量验收标准》（TB10424）
5施工方法
预应力张拉过程分5个阶段：初始应力阶段、张拉阶段、控制应力阶段、自锚阶段、油缸回程阶段。
内卡式千斤顶张拉施工主要有以下几个步骤：安装工作锚、安装限位板、安装内卡式千斤顶、安装工具夹片、张拉、伸长值测量等。
钢绞线外露长度的要求：以预制梁为例，锚外钢绞线长度40cm。
6工艺流程及操作要点
6.1 工艺流程图（见6.1-1 工艺流程图）
钢绞线下料穿束
原材料检验合格
孔道清理
混凝土达到设计强度
安装工作锚、工作夹片
安装限位板
测量钢绞线直径
安装千斤顶
安装工具夹片
张拉
孔道、锚具、千斤顶三同心
伸长值测量
伸长值偏差符合要求
回油锚固
测量锚具回缩量
千斤顶回程
张拉双控

6.1-1 工艺流程图
6.2 施工步骤
6.2.1 安装工作锚
清除锚垫板下水泥浆，将钢绞线逐根对孔穿入工作锚中，同时安装工作夹片，用钢管将工作锚夹片打紧，安装时必须使工作锚落入锚垫板止口中，并与孔道轴线同心。
6.2.2 安装限位板
工作锚安装后安装张拉限位板，在安装限位板时根据该片梁使用的钢绞线直径来选择相应槽深的限位板。
6.2.3 安装千斤顶
安装千斤顶应确保孔道、工作锚和千斤顶中心同线。为方便工具锚拆卸，千斤顶预先出顶2～3cm。因预制梁锚穴口直径较小，需在限位板与千斤顶缸体间安装一个延长套，延长套的强度和尺寸符合张拉要求。千斤顶安装结构图如图6.2.3千斤顶安装结构图。

图6.2.3 千斤顶安装结构图
1、钢绞线 2、工作锚 3、工作夹片 4、限位板 5、延长套 6、对中环 7、密封圈
8、进油口 9、工具锚 10、工具夹片 11、缸体 12、内缸套 13、回油口 14、外缸套
6.2.4 安装工具夹片
工具锚安装于千斤顶前端，精确对中，钢绞线须在工作锚与工具锚之间顺直无扭结。工具锚夹片安装完成后，用特制的套管轻轻挤推工具夹片，使其进入工具锚环内，并使端部整齐，外露长度基本一致。为使工具锚拆卸方便，可在工具锚夹片与锚环之间垫入塑料布或涂少许润滑脂。
6.2.5 张拉
以上工作全部结束后施加预应力，使千斤顶受力并与梁端锚穴面垂直，再次检查锚具、千斤顶、孔道三者轴心是否同心，有偏差时应用手锤轻击锚环调整位置，检查合格后，施加预应力。
张拉分为5个过程：初始应力阶段、张拉阶段、控制应力阶段、锚固阶段、油缸回程。
6.2.6 伸长值测量
为便于测量和确保测量的准确性，每个测量人员应配备两种测量工具，钢板尺和深度游标卡尺。油顶伸长量采取钢板尺测量，夹片外露量采用深度游标尺进行测量。测量夹片外露量时，测量人员应从侧面斜视、顺缸套内侧插入深度尺，禁止身体任何部位侵入钢绞线圆弧半径内，确保张拉作业安全。
6.3 施工操作要点
1 根据不同规格的张拉锚具，应选择配套的工具锚、限位板，把工具锚旋入穿心套的内螺纹上，旋到底后再回旋1/4～1/3 圈，将工具锚孔位置与工作锚孔位置相对应。
2 检查钢绞线外露长度是否满足要求，钢绞线头是否有散头现象，避免造成千斤顶安装困难。
3 检查油泵的运转情况和千斤顶的液压油管安装是否正确，接头处应牢固，不得有漏油现象。
4 如钢绞线束较长，一次张拉达不到设计要求的应力和应变，必须进行二次张拉。
5 安装千斤顶前，在延长套安装后再安装一个锚具，使钢绞线按照孔位均匀布置，以便钢绞线快速穿入工具锚。
6 安装工具夹片时，把工具夹片敲紧，同时检查限位板、延长套、千斤顶等是否入槽，中心线是否在一条直线上，否则应重新调整，重新调整后应再次检查工具夹片有无松动现象。
7 张拉应同步进行，张拉过程中应有一名油泵司机负责指挥，油泵司机根据指挥者的口令控制加载速度，确保张拉同步进行，张拉不同步率应控制在±10%范围。
8 预应力张拉以油表读数为主，伸长值进行校核。张拉过程应确保张拉伸长值偏差在±6%范围内。当伸长值偏差超过±6%时，停止张拉待查明原因并处理后，方可继续张拉。
7劳动力组织
完成张拉所需人数为10人，具体见表7-1劳动力配备表（以双线箱梁为例）
表7-1劳动力配备表
操作人员
人数
油泵操作司机
4
千斤顶安装人员
4
现场技术人员
2
8主要机具设备
完成张拉所需设备见表8-1主要机具设备表（以双线箱梁为例）
表8-1主要机具设备表
机具设备名称
数量
液压泵站
4台
内卡式千斤顶
4台
张拉操作平台架
4套
千斤顶导向架
4副
9质量控制
9.1 易出现的质量问题
1 预应力钢束张拉时，钢束伸长值超了规定的允许偏差范围。
2 因操作不当，造成断丝、滑丝等现象。
9.2 质量保证措施
1 严格控制预应力管道位置，其偏差不大于4mm。增加定位网的刚度，并将定位网焊接在梁体钢筋上，减少定位网设置误差和移动量，在制孔胶拔管中穿入一根7φ5钢绞线作芯棒，解决梁体混凝土浇筑时管道局部上浮以保证管道坐标位置正确。
2 预应力钢绞线在使用前必须按实测的弹性模量进行计算。
3 根据规范要求进行管道摩阻、喇叭口摩阻测试，根据测试结果及时调整张拉力及理论计算伸长值。
4 对滑断丝的处理：
（1）在滑丝的另外一端用单孔连接器将钢绞线接长至露出千斤顶端面30cm左右。
（2）用一块尺寸为450mm×60mm×40mm且中心钻有直径20mm孔的钢板，使钢绞线穿过钢板中心孔。
（3）用单根张拉的25 吨千斤顶对该钢绞线进行张拉放张，随着活塞的伸长，工具夹片逐渐从工具锚孔内随钢绞线向外移动。
（4）用钢绞线料头中钢丝做的钩子缓慢将工具夹片钩出工具锚孔外。
（5）缓慢的将25吨顶回油，放松钢绞线；更换滑丝的工作夹片重新张拉。
（6）如工具夹片滑丝而工作夹片没有，回油后更换新的工具夹片进行补张或全部放张后再重新张拉。
10安全措施
10.1 主要安全风险分析
内卡式千斤顶测量活塞伸出量、夹片外露量时较为繁琐，测量夹片外露量过程安全风险较大。
10.2 保证措施
每个测量人员配备两种测量工具，油顶伸长量采取钢板尺测量，夹片外露量采用专门深度尺进行测量，测量夹片外露量时，要求测量人员从侧面斜视、顺缸套内侧插入深度尺，禁止身体任何部位侵入锚具圆弧半径内。
11环保节能措施
通过采用内卡式千斤顶，降低了锚外钢绞线长度，降低了钢材的使用，节省了能源。降低了因钢材生产所产生的废气废渣对环境的污染。
施工中严格控制钢绞线下料长度，制作钢绞线下料定位套，以准确控制钢绞线锚外预留长度，减小下料误差造成的材料浪费。
12应用实例
12.1 工程简介
中铁一局集团物资工贸公司兴平制梁场承担西宝铁路客运专线995孔箱梁预制任务，根据需要分别设置兴平东梁场和兴平西梁场，箱梁采用【通桥（2008）2322A】系列图。
中铁一局集团物资工贸公司南充制梁场承担兰渝铁路1542孔T梁预制任务，T梁采用【通桥（2005）2101】系列图。
12.2 工程结果评价
12.2.1 经济效益
箱梁：采用普通的穿心式千斤顶，梁端孔道外需预留80cm钢绞线，而使用前卡式千斤顶，梁端孔道外仅需预留40cm长钢绞线，单个孔道可节约钢绞线（80-40）×2=80cm，每孔32m箱梁共计钢绞线246根（密度：1.101kg/m，单价：5.5元/kg），总共可节约（80÷100）×246×1.101×5.5=1191.72元。
T梁：采用普通的穿心式千斤顶，梁端孔道外需预留70cm钢绞线，而使用前卡式千斤顶，梁端孔道外仅需预留38cm长钢绞线，单个孔道可节约钢绞线（70-38）×2=64cm，以2201型32m梁为例，单片梁穿束73根钢绞线（密度：1.101kg/m，单价：5.5元/kg），总共可节约（64÷100）×73×1.101×5.5=282.91元。
12.2.2社会效益
通过采用内卡式千斤顶，钢绞线锚外预留长度比采用传统的穿心式千斤顶缩短50%，在减少材料损耗中起到了积极作用，符合节约型社会发展方向。
12.3建设效果及施工图片

图12.3-1 安装工具锚 图12.3-2 安装限位板

图12.3-3 安装延长套 图12.3-4 安装千斤顶

图12.3-5 安装工具夹片 图12.3-6 进行张拉

图12.3-7 测量活塞伸出量 图12.3-8 测量夹片外露量

图12.3-9 深度游标卡尺 图12.3-10 测量工具夹片外露量
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