供预应力筋张拉时使用

任务七张拉用千斤顶校验武汉铁路桥梁学校WuhanRailwayBridgeSchool项目三桥梁上部结构检测案例导入任务目标相关知识操作活动成绩评定课后思考题知识拓展1234567案例导入某预制梁厂在预应力钢筋张拉作业时为保证工程质量，要求在进行张拉作业前，对千斤顶、油泵、压力表进行配套标定，在张拉前应有专人检查油表所对应的千斤顶，并每隔一段时间进行一次校验。任务目标一、理解张拉千斤顶的基本原理二、会使用校验设备与仪器三、会对试校验果进行分析四、能正确熟练完成校验操作一、张拉千斤顶的工作原理桥梁工程中施加预应力所用的机具设备通常称为张拉设备。常用的张拉设备由油压千斤顶和配套的高压油泵、压力表及外接油管组成。液压千斤顶按其构造可分为台式（普通油压千斤顶）、穿心式、锥锚式和拉杆式。工地上比较常见的张拉千斤顶一般为穿心结构，其主要结构包括张拉外套、活塞、油室，纵剖面结构示意如图所示。千斤顶在张拉时，将其抵住工作锚具，将工作锚具安装在活塞前端，并安装工作、工具夹片，通过张拉油泵向进油嘴进油，在高压油的推动作用下，使活塞向前运动，在工具锚作用下，带动钢束向前运动，实现钢束的张拉。油室内油压的大小通过张拉油泵上的油表读出张拉千斤顶结构纵剖面（一）YC-60型穿心式千斤顶工作原理穿心式千斤顶是利用双液压缸张拉预应力筋和顶压锚具的双作用千斤顶。穿心式千斤顶适用于张拉带JM型锚具、XM形锚具的钢筋，配上撑脚与拉杆后，也可作为拉杆式千斤顶张拉带螺母锚具和镦头锚具的预应力筋。下图为JM型锚具和YC-60型千斤顶的安装示意图。系列产品有YC20D，YC60与YC120型千斤顶。YC60型千斤顶主要由张拉油缸、顶压油缸、顶压活塞、穿心套、保护套、端盖堵头、连接套、撑套、回弹弹簧和动、静密封圈等组成。该千斤顶具有双作用，即张拉与顶锚两个作用。图4-29YC-60型千斤顶具和JM型锚的安装1—工作锚；2—YC-60型千斤顶；3—工具锚；4—预应力筋束（一）YC-60型穿心式千斤顶工作原理其工作原理是：张拉预应力筋时，张拉缸油嘴进油、顶压缸油嘴回油，顶压油缸、连接套和撑套连成一体右移顶住锚环；张拉油缸、端盖螺母及堵头和穿心套连成一体带动工具锚左移张拉预应力筋；顶压锚固时，在保持张拉力稳定的条件下，顶压缸油嘴进油，顶压活塞、保护套和顶压头连成一体右移将夹片强力顶入锚环内；此时张拉缸油嘴回油、顶压缸油嘴进油、张拉缸液压回程。最后，张拉缸、顶压缸油嘴同时回油，顶压活塞在弹簧力作用下回程复位。大跨度结构、长钢丝束等引伸量大者，用穿心式千斤顶为宜。（一）YC-60型穿心式千斤顶工作原理a）构造与工作原理；b）加撑脚后的外貌1一张拉油缸；2—顶压油缸（即张拉活塞）；3—顶压活塞；4—弹簧；5—预应力筋；6—工具锚；7—螺帽；8—锚环；9—构件；10—撑脚；11一张拉杆；12—连接器；13—张拉工作油室；14—顶压工作油室；15—张拉回程油室；16—张拉缸油嘴；17一顶压缸油嘴；18—油孔（二）锥锚式千斤顶锥锚式千斤顶是具有张拉、顶锚和退楔功能三作用的千斤顶，用于张拉带锥形锚具的钢丝束。系列产品有：YZ38，YZ60和YZ85型千斤顶。锥锚式千斤顶由张拉油缸、顶压油缸、退楔装置、楔形卡环、退楔翼片等组成如图所示。其工作原理是当张拉油缸进油时，张拉缸被压移，使固定在其上的钢筋被张拉。钢筋张拉后，改由顶压油缸进油，随即由副缸活塞将锚塞顶人锚圈中。张拉缸、顶压缸同时回油，则在弹簧力的作用下复位。1-张拉油缸；2-顶压油缸（张拉活塞）；3-顶压活塞；4-弹簧；5-预应力筋；6-楔块；7-对中套；8-锚塞；9-锚环；10-构件（三）拉杆式千斤顶拉杆式千斤顶用于螺母锚具、锥形螺杆锚具、钢丝镦头锚具等。它由主油缸、主缸活塞、回油缸、回油活塞、连接器、传力架、活塞拉杆等组成。目前常用的一种千斤顶是YL60型拉杆式千斤顶。另外,还生产YL400型和YL500型千斤顶，其张拉力分别为4000kN和5000kN，主要用于张拉力较大的钢筋张拉。下图是用拉杆式千斤顶张拉时的工作示意图。1一主油缸；2—主缸活塞；3一进油孔；4一回油缸；5一回油活塞；6—回油孔；7—连接器；8—传力架；9—拉杆；10—螺母；11一预应力筋；12一混凝土构件；13—预埋铁板；14—螺丝端杆（三）拉杆式千斤顶张拉前，先将连接器旋在预应力的螺丝端杆上，相互连接牢固。千斤顶由传力架支承在构件端部的钢板上。张拉时，高压油进入主油缸、推动主缸活塞及拉杆，通过连接器和螺丝端杆，预应力筋被拉伸。千斤顶拉力的大小可由油泵压力表的读数直接显示。当张拉力达到规定值时，拧紧螺丝端杆上的螺母，此时张拉完成的预应力筋被锚固在构件的端部。锚固后回油缸进油，推动回油活塞工作，千斤顶脱离构件，主缸活塞、拉杆和连接器回到原始位置。最后将连接器从螺丝端杆上卸掉，卸下千斤顶，张拉结束。二、张拉千斤顶的校验1．千斤顶进行校验的原因由于每台千斤顶液压配合面实际尺寸和表面粗糙度不同，密封圈和防尘圈松紧程度不同，造成千斤顶内摩阻力不同，而且要随油压高低和使用时间变化而改变。千斤顶能够张拉钢束的原因是千斤顶的活塞在高压油的作用下带动钢束伸长，高压油的油压大小通过张拉油泵的油表读数得到，活塞为受力简图见图所示。从图中发现，由于活塞和千斤顶钢套之间存在摩擦力，油室内油压大小和作用于钢束的力是不相等的。如张拉油缸的面积为A，有活塞力的平衡：NfA二、张拉千斤顶的校验1．千斤顶进行校验的原因可见，油表上的读数大于实际作用于钢束上的力，为准确控制作用于钢束上的力，按铁路桥规要求，在张拉钢束前，必须对千斤顶进行标定，即得到张拉油表读数和作用于钢束上张拉力间的线性回归方程。摩擦力f千斤顶活塞受力简图油压σ作用于钢束的张拉力N二、张拉千斤顶的校验2．什么情况下应该对张拉千斤顶进行校验（1）新千斤顶初次使用前；（2）油压表指针不能退回零点时；（3）千斤顶、油压表和油管进行过更换或维修后；（4）当千斤顶使用超过6个月或张拉超过200次以上，客运专线规定千斤顶标定周期为一个月，油压表标定周期为一周；（5）在使用过程中出现其他不正常现象。二、张拉千斤顶的校验3．千斤顶校验的方法校验应在经主管部门授权的法定计量技术机构进行。（1）校验用的标准仪器的精度不得低于1%，压力表的精度不宜低于1.5级，最大量程不宜小于设备额定张拉力的1.3倍，校验时，千斤顶活塞运行方向应与实际张拉工作状态一致。（2）千斤顶的校验可以根据现场实际情况，采用压力机、已经标定的传感器进行标定；（3）标定时应将油压表、千斤顶等配套标定；（4）在标定千斤顶时，应注意千斤顶的工作状态和实际相同，即让千斤顶顶压力机，不能让压力机压千斤顶的活塞；（5）配套校正时，分级校正的吨位不得超过最大控制荷载的10%；（6）千斤顶的校正系数不得大于1.05；1、用长柱压力试验机校验压力试验机的精度不得低于±2%。校验时，应采取被动校验法，即在校验时用千斤顶顶试验机，这样活塞运行方向、摩阻力的方向与实际工作时相同，校验比较准确。在进行被动校验时，压力机本身也有摩阻力，并且与正常使用时相反，所以，试验机表盘读数反映的也不是千斤顶的实际作用力。因此用被动法校验千斤顶时，必须事先用具有足够吨位的标准测力计对试验机进行被动标定，以确定试验机的表盘读数值。标定后在校验千斤顶时，就可以从试验机表盘上直接读出千斤顶的实际作用力以及油压表的准确读数。用压力试验机校验的步骤如下：①千斤顶就位当校验穿心式千斤顶时，将千斤顶放在试验机台面上，千斤顶活塞面或撑套与试验机压板紧密接触，并使千斤顶与试验机的受力中心线重合。用压力试验机校验的步骤如下：②校验千斤顶开动油泵，千斤顶进油，使活塞上升，顶试验机压板。在千斤顶顶试验机且使荷载平缓增加的过程中，自零位到最大吨位，将试验机被动标定的结果逐点标记到千斤顶的油压表上，标定点应均匀分布在整个测量范围内，且不少于5点。当采用最小二乘法回归分析千斤顶的标定试验时需要10~20点。各标定点重复标定3次，取平均值，并且只测读进程，不测读回程。a)校验穿心式千斤顶b)校验拉杆式千斤顶1—试验机上、下压板；2—拉伸机；3—无缝钢管图用压力试验机校验拉伸机用压力试验机校验的步骤如下：③对千斤顶校验数值采用下表记录，并可根据校验曲线供预应力筋张拉时使用，也可采用最小二乘法求出千斤顶的经验公式，供预应力筋张拉时使用。张拉设备油压千斤顶名称型号规格精度等级制造厂出厂编号高压油泵油压表检定吨位（kN）油压表校验读数（一）（二）（三）平均试验机型号规格精度等级制造厂出厂编号备注送检单位：______________检定日期：______________检定时室温：______________检定地点：______________有效期至：______________检定单位（盖章）：___________表1张拉设备校验记录表2、用标准测力计校验检定条件：检定在(5一35)9C温度下进行。应变式标准测力仪:准确度不低于0.5级。配套设备:立式稳固的门式框架或张力杆，其承力机构在最大负荷下应无明显的变形。加力条件：测力仪的安装应保证其受力轴线和千斤顶的加力轴线相重合。千斤顶带有上承压垫。测力仪与千斤顶的接触面平滑，无锈蚀和杂物。用水银压力计、测力环、弹簧拉力计等标准测力计检验千斤顶，是一种简便可靠的方法。2、用标准测力计校验框架式检定。千斤顶安装调整成工作状态，将千斤顶安放在检定框架底座中间，与应变式标准测力仪串接。使千斤顶、应变式标准测力仪与检定框架对中，且符合加力条件的要求。千斤顶与应变式标准测力仪之间，可根据需要放置垫块，调整空间高度，使千斤顶活塞伸出量接近工作状态，如图1—标准测力计；2—千斤顶；3—框架图.标准测力计校验千斤顶装置3、检验结果的回归计算千斤顶的作用力T和油缸的油压P的关系是线性关系，考虑活塞和油缸之间的摩阻力后，它们的关系可以表示为：可以利用千斤顶检验测得的作用力和油压：（T1，P1）、（T2，P2）、（T3，P3）、……（Tn，Pn），对上式式进行线性回归，利用最小二乘法原理求上式的回归值：BAPT4、注意问题（1）施加预应力所用的张拉设备及仪表应由专人使用和管理，并应定期维护和校验，以提高施加预应力时张拉力的控制精度。（2）千斤顶与压力表应配套检验、配套使用，即在使用是严格按照标定报告上注明的油泵号、油表号和千斤顶号配套安装成张拉系统使用。任务评价序号检测项目检测内容及要求配分学员自评学员互评教师评分得分1职业修养安全、纪律102文明、礼仪、行为习惯53工作态度54专业能力理解张拉千斤顶的基本原理105会使用校验设备与仪器206会对试校验果进行分析207能正确熟练完成试验操作30综合评价1.采用压力机标定千斤顶和采用测力计标定千斤顶有何不同？一、TB/T3043-2005和TB/T2092-2003对千斤顶校验的有关规定（1）TB/T3043-2005相关规定张拉千斤顶的校正系数不应大于1.05（采用压力环、传感器和试验机校正），千斤顶校正有效期限不应超过一个月；油压表应采用防震型，其精度等级不应低于1.0级。最小分度值不应大于0.5MPa，表盘量程再工作最大油压的1.25-2.0倍之间。油压表检定有效期不应超过7d。当采用0.4级精度的精密油压表并有计量管理部门按0.4级精度进行检定时，其有效期不应超过一个月。（但认证要求期间一个星期自检一次）一、TB/T3043-2005和TB/T2092-2003对千斤顶校验的有关规定（2）TB/T2092-2003的相关规定1、加载用千斤顶消炎系数不应大于1.052、压力表采用防震型，精度等级不低于0.4级，最小刻度不应大于0.2MPa。表盘量程在工作最大油压的1.25-2.0倍之间。3、采用压力表控制试验荷载时，试验前应将千斤顶在精度不低于三级的试验机进行标定。当采用压力传感器控制试验