新型前卡式千斤頂快速張拉綜合施工技術

楊基好，宋善嶺，貢藍珊，徐加增

(中鐵十局集團有限公司第四工程公司，江蘇徐州 221003)

1 基本概況

大西客運專線中鐵十局清徐制梁場在預制箱梁的預應力張拉工序的施工中，設計研發了“新型前卡式千斤頂”，并對450榀箱梁采用了“新型前卡式千斤頂快速張拉施工技術”。

目前國內出現了少數的前卡式千斤頂:有的錨孔中心距太大不能適應已有工作錨，應用領域非常局限;有的工藝性不好裝卸不方便，因此未得到大量應用。

2 新型前卡式千斤頂的設計

2.1 新型前卡式千斤頂的結構組成

針對國內用于交通、建筑等工程類的預應力張拉設備多為后卡式千斤頂，外露的鋼絞線較長(0.6～0.8 m)，張拉后將被切除，成本高、浪費大，梁場和河南開封市齊力預應力設備有限公司共同研發了一種新型、高效、節能的張拉設備——新型高效節能群錨前卡式千斤頂，現已經申請了實用新型專利和發明專利(專利受理號:201120170792.9;專利受理號:201110253279.0)。新型前卡式千斤頂具有整體結構簡單新穎、工藝先進、生產效率高、節能降耗、使用方便快捷、穩定性好、張拉質量有保證等的諸多優點。

新型高效節能群錨前卡式千斤頂，包括后蓋、壓蓋、穿心套、定位套、活塞、缸體、工具夾片、鋼絞線、工具錨環、前蓋、加長套(選配)、限位板、工作夾片(外件)、工作錨環(外件)以及密封圈組成，如圖1、圖2所示。

圖1 新型前卡式千斤頂結構

圖2 新型前卡式千斤頂的設計圖(單位:mm)

2.2 新型前卡式千斤頂的施工工藝原理

新型前卡式千斤頂的工具錨前置，即工具錨與工作錨之間的距離比后卡式千斤頂短，使鋼絞線的有效預應力外的加長段大大縮短，一般0.2～0.3 m即可(較后卡式千斤頂外露的鋼絞線長度0.6～0.8 m節省了0.4～0.5 m)，大大地減少鋼絞線的用量，降低生產成本，經濟效益顯著。

新型前卡式千斤頂使用的安全保障:千斤頂回程裝有安全閥油嘴，當操作不當超壓時，安全閥片被沖破，油液泄漏壓力下降，起到保護作用，此時可更換油嘴旁路的安全壓片繼續使用。

3 新型前卡式千斤頂快速張拉施工技術

3.1 鋼絞線的快速下料、穿束

采用CSJ15-1A型新型鋼絞線穿束機進行鋼絞線的快速下料和快速穿束的一體化同步作業。

3.2 快速組裝前卡式千斤頂

新型前卡式千斤頂是與油泵配套組合使用，油泵的張拉油路接本千斤頂張拉腔油嘴，同時標定過的壓力表也接到本油路，油泵回程油路接本千斤頂的回程油嘴，并將本油路的安全閥調至10 MPa，以確保安全。

3.3 安裝工作夾片

將提前準備好的工作夾片安裝緊固就位。

3.4 安裝限位板

提前準備好與鋼絞線直徑相匹配的限位板，準確對位安裝。

3.5 安裝過渡加長套

過渡加長套主要應用于鐵路梁的穴錨中，非穴錨可省略此件。過渡加長套可提前進行安裝。

3.6 快速安裝前卡式千斤頂

利用固定在預制箱梁上的自制簡易提升架提升前卡式千斤頂至張拉槽口，快速對位安裝。

3.7 快速安裝工具錨

由于定位套與壓蓋采用銷軸卡槽式連接，定位套拆裝方便，能快速安裝工具錨。更換不同規格工具錨方便快捷，當需要更換工具錨時，只需要將銷軸與卡槽稍轉角度(處于可拆卸狀態)可取出定位套，然后直接取出工具錨，更換非常快速。更換工具錨后，再將銷軸與卡槽處于卡接狀態，即可完成工具錨的安裝，既方便又快捷，有效地提高了工作效率。

3.8 安裝工具夾片

將提前準備好的工具夾片安裝緊固就位。

3.9 快速張拉

(1)傳統后卡式千斤頂張拉

鋼絞線從千斤頂內部穿過，外露在活塞以外，工具錨從鋼絞線端部穿入，裝在活塞上，張拉時缸體不動活塞外伸，帶動工具錨張拉。

活塞外伸:當張拉油路供油時液壓油充入張拉油腔，推動活塞前進(活塞向外運動)，同時回程油路的液壓油通過回程油路流入油泵的油箱內(此時的回程油路必須是打開狀態)。

(2)新型前卡式千斤頂快速張拉

前卡式千斤頂的放置與后卡式相反，活塞靠近工作錨，工具錨裝在千斤頂內部，當張拉時，活塞不動，缸體部分帶動穿心套移動，從而帶動工具錨移動進行張拉。因為工具錨在千斤頂內部，縮短了其與工作錨的距離，所以既加快了張拉的作業時間又節省了鋼絞線(每端節省了0.4～0.5 m)。如圖3、圖4所示。

圖3 新型前卡式千斤頂的張拉過程(缸體外伸、活塞不動)

圖4 新型前卡式千斤頂每端節省鋼絞線0.4～0.5 m

①缸體外伸:當張拉油路供油時液壓油充入張拉油腔，推動缸體前進(缸體向外運動)，同時回程油路的液壓油通過回程油路流入油泵的油箱內(此時的回程油路必須是打開狀態)。

②加載運行:在千斤頂張拉錨具時，張拉端通過限位板以工作錨作為一個反力支撐，另一端在穿心套內部以工具錨作為另一個反力支撐，張拉過程中張拉腔不斷充入壓力油推動缸體外伸，張拉腔內部的壓力油以后端蓋為反力架推動缸體運行，后端蓋又以穿心套及工具錨為支撐平衡壓力油的反力。

3.10 回油松張

(1)后卡式千斤頂

活塞內收:回程油路供油，張拉油路回油，液壓油充入回程油腔，推動活塞后退回縮，同時回程油路的液壓油通過張拉油路流入油泵的油箱內(此時的張拉油路必須是打開狀態)。

(2)新型前卡式千斤頂

缸體內收:回程油路供油，張拉油路回油，液壓油充入回程油腔，推動缸體后退回縮，同時回程油路的液壓油通過張拉油路流入油泵的油箱內(此時的張拉油路必須是打開狀態)。

3.11 工具錨的快速退錨、拆卸

該工具錨是通過離子氮化熱處理工藝進行熱處理的45號鋼材料制成，可適應于所有工作錨并且在不使用任何退錨劑的情況下快速輕松退錨。

3.12 進入下一個工序循環

進行預制箱梁下一個預應力孔道的張拉作業。

4 工程應用及效益分析

4.1 技術優點

新型前卡式千斤頂具有以下優點:

(1)使用該前卡千斤頂大量節省鋼絞線，經濟效益顯著;

(2)工具錨環、夾片經特殊熱處理及表面處理工藝，不使用任何退錨劑便可輕松退錨;

(3)工具錨在穿心套內可隨意轉動，不會像螺紋連接一樣改變其前后位置，因此非常方便與工作錨對位，便于穿束;

(4)更換工作錨規格方便快捷，稍轉角度可取出定位套，然后直接取出工具錨，更換非常快速。

4.2 效益分析

根據已預制450榀箱梁，每榀箱梁共有27個預應力張拉孔道，每個孔道的每端節省鋼絞線長度按照0.4 m考慮，節約鋼絞線的數量:

G=(26孔×9根+1孔×12根)×0.8 m×1.101/1 000×450榀=97.5 t(鋼絞線)

節約的成本費用:97.5 t×6 500元/t=63.375萬元。

5 結論

隨著國內客運專線工程建設大量應用預應力混凝土簡支箱梁，箱梁制造技術工藝在國內也相當成熟，作為箱梁制造預應力張拉設備，引入方便快捷的設備必將是箱梁制造的發展方向，新型前卡式千斤頂快速張拉設備的研發與應用，對箱梁預應力張拉施工具有方便、快捷、經濟的明顯優勢。

［1］通橋(2008)2322A 時速350 km客運專線鐵路無砟軌道后張法預應力混凝土簡支箱梁(雙線)［Z］.北京:中鐵工程設計咨詢集團有限公司，2008.

［2］中華人民共和國鐵道部.鐵建設［2010］241號 鐵路混凝土工程施工技術指南［S］.北京:中國鐵道出版社，2010.

［3］中華人民共和國鐵道部.鐵建設［2010］241號 高速鐵路橋涵工程施工技術指南［S］.北京:中國鐵道出版社，2010.

［4］中華人民共和國鐵道部.TB10424—2010 鐵路混凝土工程施工質量驗收標準［S］.北京:中國鐵道出版社，2010.

［5］中華人民共和國鐵道部.TB10752—2010 高速鐵路橋涵工程施工質量驗收標準［S］.北京:中國鐵道出版社，2010.

［6］中華人民共和國鐵道部.鐵科技［2004］120號 客運專線預應力混凝土預制梁暫行技術條件［S］.北京:中國鐵道出版社，2004.

［7］中華人民共和國鐵道部.TB/T3193—2010 鐵路工程預應力筋用夾片式錨具、夾具和連接器技術條件［S］.北京:中國鐵道出版社，2010.