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淺談“頂壓器式”施工與“限位板式”施工

發布時間:2016/10/28 15:05:06

預應力張拉千斤頂是預應力施工的關鍵設備:根據國內外預應力施工的現狀可以按預應力施工工藝分為 “限位板式”和“頂壓器式”。“限位板式”以QM錨固體系為代表;“頂壓器式”以XM錨固體系為代表。目前國內應用“限位板式”進行施工的很多,而“頂壓器式” 施工工藝目前卻很少見;“限位板式”施工工藝由于其自身所具有的特點:施工簡便,施工人員容易掌握,一般情況下能夠滿足施工規范;

實際上“頂壓器式”施工工藝是有理論根據和生命力的。“頂壓器式”施工工藝是在工具錨夾片將預應力傳遞到工作錨夾片之前,強制力頂壓工作錨夾片,頂壓力約1tf~2tf,此力足夠使工作錨夾片“咬住”預應力鋼絞線,同時頂壓力還把工作錨夾片向前推進2mm~3mm;國際***林同炎特別強調:在放松拉力***錨具之前,用一強制力將契形夾片推向前而卡緊每根力筋。符合國際***林同炎說的:“務必使契形夾片在放松力筋的張拉力之前確實地和鋼筋嚙合在一起”的要求。《混凝土結構設計規范》GB/T50010-2002對預應力筋回縮值損失規定:有頂壓5mm,無頂壓6~8mm。例如上海的高速鐵路的橋梁設計圖紙上專門注明:要采用頂壓器對工作錨夾片進行頂壓施工。XM錨具、JM錨具、弗式錨具都采用頂壓器式施工。QM錨具、OVM錨具有時也采用頂壓器式施工,西班牙SCHANG-HOLD強力握裹式千斤頂就是內置頂壓器采用“頂壓器式” 施工工藝;法國弗雷西奈的等公司的大千斤頂與頂壓器做成一體。


“限位板式”和“頂壓器式”兩種施工工法對于楔片錨具錨固單元的受力分析如下:

“限位板式” 施工工藝目前多采用的錨夾片是兩片式,利用限位板對工作錨夾片限位深淺,在斜劈效應作用下使工作錨夾片對鋼絞線產生正壓力,工作錨夾片和鋼絞線之間在張拉前就產生機械嚙合力,(對鋼絞線有咬傷)此正壓力大小和限位深淺成反比;而且和鋼絞線直徑尺寸公差、錨具尺寸公差相關;由此正壓力產生的摩阻在張拉過程中其方向和張拉力方向相反,當限位深淺理想時,工作錨夾片對鋼絞線的反向摩阻相對張拉力可忽略不計;對鋼絞線的刮傷對于施工質量影響也可忽略不計;由此正壓力產生的摩阻在千斤頂卸荷過程中其方向和張拉方向相同,工作錨夾片在隨鋼絞線回縮過程中達到錨固作用。


鋼絞線和錨具的尺寸偏差對錨固性能的影響

鋼絞線錨具是按公稱直徑φ15.24設計的,雖然可以適應一定程度的公差,但不能過大。例如QM15錨具……在某工程中,由于鋼絞線直徑公差既大又不一致,結果加工了許多塊限位板,張拉后夾片外露長度也不一致;其責任常被誤判為錨具不合格,其實原因在鋼絞線。我們都知道鋼絞線(國標)φ15.24+0.40 -0.20,(美國ASTM416A)φ15.24+0.65 -0.15;現在鋼絞線生產廠家一般采用美國ASTM416A。設定錨環內孔φ27.5+0.05 0,錨夾片外錐大端φ280 -0.05,錨夾片內絲孔φ14.40+0.05 0,錨具錐度1:4(1:5)。

在******的情況下:

當國標:鋼絞線φ15.24+0.40 0,錨環大端孔φ27.5,錨夾片大端 φ28, 錨夾片內螺絲孔φ14.40,其積累公差為+0.40。

當國標:鋼絞線φ15.240 -0.20,錨環大端孔φ27.5+0.05 0,錨夾片大端 φ280 -0.05,錨夾片內螺絲孔φ14.40+0.05 0,其積累公差為-0.35。

則限位板深淺尺寸公差T1:4=0.75×4=3,   T1:5=0.75×5=3.75

則理想限位板限位尺寸L±T/2=L±1.50(±1.875) 。

當美國ASTM416A:鋼絞線φ15.24+0.65 0, 錨環大端孔φ27.5,錨夾片大端為φ28,錨夾片內絲孔φ14.4:0,其積累公差為+0.65。

當美國ASTM416A:鋼絞線φ15.24 0 -0.15 , 錨環大端孔φ27.5+0.05 0, 錨夾片大端 φ280 -0.05,

錨夾片內孔φ14.40+0.05 0,其積累公差為-0.30。

則限位板深淺尺寸公差T1:4=0.95×4=3.80, T1:5=0.95×5=4.75

則理想限位板限位尺寸L±T/2=L±1.90(±2.375)


請注意:T鋼絞線=0.60(國), T鋼絞線=0.80(美), T錨具=0.15, T鋼絞線/ T錨具=4(5.3);目前國內鋼絞線生產廠家多采用美國ASTM416A標準;可見影響限位板限位尺寸偏差的主要因素是鋼絞線尺寸偏差。因此在一些預應力技術行業會議上設計.施工和錨具生產廠都要求鋼絞線尺寸偏差減小,但是受鋼材性能,鋼絞線加工工藝的***,為了保證鋼絞線力學性能,鋼絞線生產的經濟性,這種要求不容易實現。

錨具符合設計要求時,影響錨具錨固性能主要因素是鋼絞線直徑的尺寸公差。“限位板式”施工,采用錨夾片多是兩片式,限位板的限位尺寸是固定值,故:“限位板式”施工工藝不太適應鋼絞線較大的尺寸公差和錨具的尺寸公差的綜合波動。力,對鋼絞線不產生反向摩阻力,對于鋼絞線的尺寸公差適應性強,不會刮傷鋼絞線,故千斤頂施加的預應力和預應力鋼筋受的預應力一致,保證施工質量;夾片在隨鋼絞線跟進中,受曲率半徑影響很小,不會被卡住。即便錨夾片硬度HRC64~65也不會產生裂紋,有利于多次張拉。


XM錨固體系張拉系統存在問題:

頂壓器是單元油缸工作,油路復雜,加工難度大,有時容易串油;當時只能加工***九孔頂壓器,大于九孔的頂壓器加工難度大;特別是近十幾年,錨具趨向“小型化”,按XM錨固體系設計的頂壓器制作已經很困難了;向頂壓器供油的分流閥容易出故障,造成頂壓器失靈;分體式頂壓器自身重量重,安裝不方便,增加了施工難度;施工比“限位板式”復雜,張拉到設計要求時,張拉油缸保壓,頂壓油缸供油,頂壓油缸卸荷,張拉油壓卸荷,回程油缸供油,千斤頂回程。(在持荷2min過程中,如果張拉油壓下降,此時應補足張拉油壓,再頂壓,否則工作錨夾片也外露不齊。)


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