內卡式千斤頂的應用及經濟成本分析

工程背景及方案選取

西寶客運專線XBZQ－1標位于陜西成陽地區，興平西制梁場承擔成陽西特大橋和漆水河特大橋共計608孔后張法預應力簡支箱梁，其中32m箱梁581孔，24m箱梁27孔。每孔32m箱梁共計鋼絞線246根，每孔24m箱梁共計鋼絞線144根。

對張拉機具的選擇，有以下2種方案：

第一種方案是選用普通穿心式千斤頂，該類型千斤頂目前普遍在使用，操作簡便，但由于工具錨位于千斤頂后端，錨外需要預留的鋼絞線較長。

第二種方案是選用新型內卡式千斤頂，該類型的千斤頂操作相對復雜，測量活塞伸出量時在千斤頂前端測量、工具夾片外漏量在千斤頂后端測量，較繁瑣，但其省去了每次安裝、拆卸工具錨這一步驟，更重要的是錨外需要預留的鋼絞線較短。

考慮到預制梁數較大，從經濟方面考慮，選第二種方案較為經濟。

內卡式千斤頂與普通千斤頂的區別

工作原理的區別

內卡千斤頂采用“活塞靜止，缸體活動”的結構形式，具有連續跟進、重復張拉的性能。張拉過程中，千斤頂活塞和張拉稱套組成不動體，外缸套和穿心套、工具錨構成運動體，當運動體相對不動體向外移動時，工具錨、工具夾片夾持鋼絞線進行張拉。在達到所需的預應力值時，運動體復位，工作夾片、工作錨自動錨固，此時工具夾片不再受外力作用，完成張拉過程。其構造原理及張拉示意圖見圖1。

普通千斤頂采用“缸套靜止，活塞移動”的結構形式。在張拉過程中，千斤頂內缸、缸套組成不動體，活塞、工具錨組成運動體，當運動體相對不動體作移動時，工具錨上工具夾片夾緊鋼絞線進行張拉。達到設計應力和伸長值時，運動體復位，工作夾片、工作錨自動錨固，此時工具夾片不再受外力作用，完成張拉過程。圖2為其構造原理及張拉示意圖。

鋼絞線長度的區別

從圖1和圖2可知：內卡式千斤頂下料長度從張拉過渡套到鋼絞線露出工具夾片50mm處需180mm的鋼絞線，而普通千斤頂下料長度從張拉過渡套到鋼絞線露出工具夾50mm處需530mm的鋼絞線。

由下料長度可以看出，用內卡式千斤頂比普通千斤頂在每孔錨具上可以節省350mm的鋼絞線。

使用的區別

使用內卡式千斤頂，張拉同規格的錨具時不需要每次拆卸、安裝工具錨，這一環節就能使張拉工序時間縮短20min左右{如一次張拉行程不足，需要二次張拉時，內卡千斤頂只需將工具夾片推進工具錨孔內并敲緊即可，而普通頂還需將工具錨向前推到頂活塞的槽內才能進行張拉。

雖然內卡式千斤頂測量活塞伸出量、夾片外露量時較為繁瑣，測量過程存在安全隱患，但只要操作人員提高安全防范意識，測量時注意站立位置、尺子放置角度、位置，方可避免安全事故發生。

為了便于測量、確保測量的準確性，每個測量人員需配備2種測量工具，活塞伸長量采取鋼板尺測量，夾片外露量采用專門深度尺進行測量，測量夾片外露量時，要求測量人員從側面斜視、順缸套內側插入深度尺，禁止身體任何部位侵入鋼絞線圓弧半徑內，確保張拉的安全性。

綜合上述，內卡式千斤頂不但提高了張拉工效，降低了工序時間，而且大大減少了材料消耗，有效地降低了生產成本。

張拉工藝

準備工作

根據張拉錨具規格的不同，選擇相應的工具錨、限位板，將墊板取出，把工具錨旋入穿心套的內螺紋上，旋到底后向回旋轉1／4～1／3圈，將工具錨孔位置與工作錨孔位置相對應；檢查油泵車的運轉情況和千斤頂的液壓油路安裝是否正確：檢查鋼絞線外露工作錨是否有200mm，并同時檢查鋼絞線頭是否有散頭，以免穿束困難，或影響張拉錨固，且鋼絞線表面應無銹蝕和粘有水泥等雜物；根據工作原理圖，檢查千斤頂是否正常伸縮，并排除頂內空氣。

千斤頂的安裝

將千斤頂與油泵車油路安裝好，接頭處應牢固，不得有漏油現象；安裝限位板、張拉稱套。將千斤頂提起，沿預應力鋼絞線穿過，前端頂在張拉稱套上：安裝工具夾片，并將工具夾片敲緊，同時檢查限位板、張拉稱套、千斤頂等是否入槽，中心線是否在一條直線上，如不在應重新調整。重新調整后應再次檢查工具夾片有無松動。

張拉操作過程

①將回油端的閥門全部打開，關閉進油端的回油閥，此時啟動油泵電機，慢慢旋轉進油閥門，向張拉油缸進油。②缸套移動時，帶著工具錨移動，同時工具夾片夾緊鋼絞線。③當千斤頂行程剩余5～10mm時，應停止供油，打開回油閥，高壓端壓力降至零。④如預應力筋束較長，一次張拉達不到設計要求的應力和應變，必須進行二次張拉。⑤此時回油，工具夾片隨同鋼絞線向外移動，缸套回到初始位置。⑥將工具夾片推入工具錨孔內敲緊，重復①、②、③步驟，直至達到設計要求為止。

對滑斷絲的處理

在滑絲的另外一端用單孔連接器將鋼絞線接長至露出千斤頂端面30cm左右；用一塊尺寸為450min×60mm×40mm且中心鉆有直徑20mm孔的鋼板，使鋼絞線穿過鋼板中心孔；用單根張拉的25t千斤頂對該鋼絞線進行張拉放張，隨著活塞的伸長，工具夾片逐漸從工具錨孔內隨鋼絞線向外移動；此時用鋼絞線料頭中鋼絲做的鉤子慢慢的將工具夾片鉤出工具錨孔外；緩慢地將25t千斤頂回油，放松鋼絞線；更換滑絲的工作夾片重新張拉。如工具夾片滑絲，回油后更換新的工具夾片進行補張或全部放張后再重新張拉。

成本分析

購置攤銷費

購買8臺YCW350B－200型普通張拉千斤頂，市場價格每臺2萬元，假設新購設備按70％攤銷計入成本，則每孔箱梁張拉千斤頂攤銷成本：E₁=20000×8×0.7／608=184.2元，購買8臺YCQ3000-200內卡式千斤頂，市場價格每臺3.5萬元，假設新購設備按70％攤銷計入成本，則每孔箱梁張拉千斤頂攤銷成本：E₁=35000×8×0.7／608=322.4元。

人工費

內卡式千斤頂在張拉同規格的錨具時不需要每次拆卸、安裝工具錨，省去了拆卸、安裝工具錨這一過程，從而提高了工作效率，(每孔梁需要8個工人配合操作，每片梁耗時5.5h)每孔梁張拉人工費：E₂=8×(5.5:8)×130=720元。

材料費

以32m箱梁為例，如果采用普通張拉千斤頂，每端錨外預留長度75cm，每孔梁需鋼絞線9.1751t，按鋼絞線市場價5300元／t計，則需要材料費用E₃=9.1751×5300=48628元。

采用內卡式千斤頂，每端錨外預留40cm，每孔梁需鋼絞線8.9856t，按鋼絞線市場價5300元／t計，則需要材料費用E₃=8.9856×5300=47624元。

費用比較分析

根據以上數據，箱梁張拉成本分析見附表。

從上表可知，使用內卡式千斤頂比普通千斤頂每孔梁可節約成本945.8元，興平西制梁場608孔箱梁預計能節約成本575046元，經濟效益可觀。

結論

面對高標準、大規模的橋梁建設市場，以及積極推行精細化管理和技術創新形勢下，在張拉這一施工過程中，使用內卡式千斤頂大大地降低了施工成本。

對于大批量預制箱梁使用內卡式千斤頂設備，可以節省大量鋼絞線，以32m箱梁為例，使用普通千斤頂鋼絞線錨外預留長度占工作長度的4.64％，而使用內卡式千斤頂鋼絞線錨外預留長度占工作長度的2.47％，節約百分比為2.17％，降低了生產成本，具有顯著的經濟效益。

內卡式千斤頂工具錨內置，在張拉過程中如果遇到滑絲、斷絲現象時，處理起來比較麻煩，因此，在張拉前和張拉過程中，應采取多種預防措施，盡量避免產生滑絲、斷絲現象。