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文档简介

千斤顶的工作原理及标定、管道摩阻测试xx铁道学院岩土与结构实验中心xx

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。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。一、张拉千斤顶的工作原理

(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1YC-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。

工作原理演示图2YC60型千斤顶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(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。

工作原理演示图3锥锚式千斤顶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。图4拉杆式千斤顶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

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。

工作原理: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。工作原理演示二、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:

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N2.视什么暂情况表下应妇该对船张拉姑千斤房诚顶进步行校扶验(1欧)新婆千斤锹顶初组次使棉用前者;(2愿)油态压表回指针德不能指退回掠零点袋时;(3风)千闸斤顶侦、油级压表父和油棉管进色行过盛更换笨或维惜修后子;(4平)当童千斤斤顶使市用超珠过6厉个月咬或张陪拉超泛过2麻00极次以愚上,列客运恩专线兼规定付千斤胆顶标村定周班期为掠一个毯月,恭油压宫表标搞定周哥期为鸟一周薄;(5惹)在捎使用鸡过程馅中出纺现其家他不六正常脖现象普。3.驱千斤色顶校自验的贯方法校验聚应在果经主壁管部博门授耕权的宫法定饺计量活技术锻机构疤进行但。(1宇)校遗验用疑的标遗准仪滔器的脖精度绢不得淋低于饿1%烛,压源力表吨的精垃度不纪宜低升于1引.5责级,金最大我量程锹不宜根小于抛设备狂额定娃张拉暂力的宰1.表3倍巩,校叨验时喉,千供斤顶标活塞遥运行双方向左应与来实际体张拉暂工作逝状态睬一致济。(2蛾)千葵斤顶枪的校威验可凝以根矿据现仙场实盖际情孩况,姜采用它压力苗机、毯已经臭标定滥的传踢感器挣进行偶标定泛;(3仍)蚁标定酒时应汗将油书压表溜、千细斤顶驼等配尺套标教定;(4傅)在累标定惊千斤币顶时厕,应飘注意嘴千斤刃顶的脑工作贸状态旬和实晕际相悟同,榆即让尺千斤北顶顶夫压力趴机,粮不能捉让压括力机肠压千毒斤顶价的活壳塞;(5帖)配租套校浪正时摸,分薯级校婚正的纽奉吨位狼不得赢超过舱最大电控制绍荷载血的1锦0%俊;(6理)千诱斤顶扑的校布正系扯数不专得大凝于1事.0蔬5;何为受千斤芝顶校涉正系售数?注意顽:1冬.0坦5是慌平均撑值,弯有效细活塞这面积阅是求虑出的抄A值层。校正勿系数析肯定乎大于梨1.蚂0,销如果嫩结果衬小于丸1.垦0,壮说明哭标定冤结果吊有问扎题。1、猜用长酱柱压刘力试锁验机盛校验压力找试验昌机的鼓精度好不得搁低于求±2犹%。冶校验五时,拉应采螺取被竿动校久验法习,即乏在校倾验时秧用千弊斤顶颈顶试中验机疼,这消样活鞭塞运坛行方耻向、转摩阻趁力的捧方向悉与实拌际工坚作时熟相同枣,校子验比膝较准茫确。在进动行被浊动校披验时称,压替力机址本身藏也有欺摩阻泪力,丘并且妈与正枝常使收用时逃相反帝,所辱以,蛮试验秀机表星盘读情数反思映的虑也不娃是千拿斤顶为的实冰际作僻用力奏。因渔此用经被动圈法校膀验千趣斤顶除时,斩必须以事先克用具四有足拐够吨锈位的众标准孝测力粉计对胜试验埋机进拉行被半动标灶定,闸以确滩定试灵验机剂的表旱盘读锹数值郊。标帝定后雕在校袭验千绘斤顶翅时,吩就可眉以从屯试验融机表货盘上肠直接股读出羞千斤延顶的厘实际岩作用断力以旗及油袖压表晋的准低确读蔬数。分用压订力试猜验机灭校验描的步贝骤如窝下:三、施张拉翻千斤矛顶的献校验卡方法①千再斤顶糟就位当校垃验穿续心式堡千斤伶顶时虎,将疫千斤蹈顶放缘瑞在试齐验机感台面牌上,吧千斤员顶活蜂塞面迟或撑飞套与眠试验短机压夜板紧蚀密接发触,宁并使墨千斤酬顶与继试验死机的妄受力德中心献线重慰合。②校显验千毙斤顶开动乔油泵改,千聋斤顶纵进油摄,使爷活塞按上升耀,顶支试验省机压骑板。叨在千型斤顶撑顶试执验机淹且使天荷载呢平缓膛增加洒的过至程中述,自膛零位己到最凳大吨碰位,挠将试眠验机甘被动膛标定蝇的结摩果逐短点标稻记到碰千斤基顶的胞油压悲表上般,标貌定点寄应均袖匀分挪布在亚整个重测量孤范围并内,致且不罩少于泡5点筛。当课采用烦最小愚二乘连法回傲归分析析千授斤顶钓的标鞠定试象验时疏需要魄10以~2祖0点最。各冻标定胃点重甲复标驼定3辰次,克取平廊均值牛,并葬且只冒测读微进程愉,不帝测读亲回程教。a)鹊校验棋穿心奇式千艘斤顶插;b泉)校晶验拉誉杆式坑千斤寄顶1—射试验拐机上永、下马压板颈;2榜—拉教伸机列;3拨—无带缝钢纯管图5愁用零压力巡寿试验虑机校贯验拉辽伸机③对钟千斤杀顶校译验数果值采荷用下如表记盘录,从并可墨根据脑校验捆曲线疏供预铅应力届筋张沟拉时往使用险,也埋可采胡用最叔小二侮乘法横求出亦千斤将顶的脆经验索公式浴,供姑预应栏力筋戒张拉直时使顷用。表1宫张拉述设备棵校验减记录却表2、疯用标蓄准测刮力计移校验用水渐银压某力计件、测督力环厕、弹殖簧拉塘力计名等标射准测浸力计谷检验捎千斤皮顶,筐是一慢种简及便可谦靠的朵方法动。校渗验穿罗心式纸千斤哨顶时书装置播如图神6。胸校验撇时,阅开动伴油泵巩,千得斤顶济进油挤,活库塞杆浮推出涝,顶机测力功计。市当测捡力计勿达到乎一定痒吨位洲T1时,伐立即蛙读出觉千斤偏顶油味压表躲相应馅的读铁数P1,同蚀样可温得T2、P2;T3、P3;…逐…,幕此时王T1、T2、T3、…滨…,仗即为作相应根于压服力表鞭读数棒为P1、P2、P3……氏时的旨实际躬作用偶力。射将测鼻得的解各值那绘成旅曲线现。实黑际使撇用时恼。即劫可由哥此曲黑线找略出要秤求的哑T值裕和相蛾应的驻P值椒。1—笑标准胁测力伐计;肤2—悠千斤敞顶;吵3—属框架图6龙.滨标准普测力求计校阵验千狂斤顶梨装置此外辱,也罢可采绒用双做千斤穷顶卧扛放对讨顶并拳在其愈连接衬处装租标准融测力士计进脉行标蹲定,手见图碰7。拆千斤父顶A摩进油医,B暗关闭圣时,卡读出洒两组捧数据溉:①N-Pa主动邪关系返,供虫张拉钳预应泽力筋植时确仍定张粘拉端酱拉力瓜用;波②N-Pb被动情关系疾,供墨测试蚂孔道辉摩阻渣损失必时确辫定固浪定端沈拉力渴用。邪反之吧,可鉴得N-Pb主动跑关系扬,N-Pa被动毅关系棒。1—振千斤牺顶A欢;2炕—千喝斤顶凡B;届3—债拉杆盈;4心—测捆力计图7吊千背斤顶洁卧放饮对顶劳标定3.竹用电咳测传个感器太校验a)慌校验掩拉杆尺式千骨斤顶破;b艳)校极验穿卸心式永千斤畜顶1—消螺母蜜;2经—垫甘板;妄3—赤传感量器;撒4—牛横梁绞;5—断张拉起杆;芒6—枝千斤良顶图8腰用轻传感补器校陷验千庸斤顶贤装置传感韵器是非在金您属弹认性元仰件表浙面贴膊上电税阻应孝变片巨所组壶成的挪一个粮测力兔装置澡。当详金属问元件良受外筑力作森用变甜形后房诚,电抵阻片爽也相区应变金形而捞改变模其电涨阻值浪。改盘变的乔电阻泄值通食过电慨阻应下变仪先测定坟出来串,即揭可从粥预先涉标定名的数谦据中招查出疏外力匆的大炉小。研将此猾数据堤再标歇定到保千斤写顶油南表上虽,即区可用天以进匹行作辜用力央的控义制。电测是传感佩器校恭验千纹斤顶颠的装删置如甲图8飞。横级梁与压传感家器间耳应设降置可炭转动雨的球潮铰,趋横梁冻宜设旬球座精。4、特检验逗结果然的回享归计械算千斤驱顶的碍作用勾力T份和油萌缸的扛油压卖P的疲关系捡是线带性关萌系,鸭考虑滨活塞喜和油啊缸之站间的脉摩阻坚力后绍,它碧们的屠关系窗可以仿表示晚为:可以奋利用妇千斤监顶检蔽验测雄得的德作用吉力和溪油压、尼、…费…摊,盘对上挑式式辣进行崇线性嗓回归蓝,利坝用最克小二恢乘法咏原理绝求上针式的疲回归稻值:5、碌注意魂问题(1勉)施枣加预寸应力羽所用锯的张阴拉设侮备及南仪表引应由骡专人垫使用赶和管罩理,慌并应征定期棒维护免和校龄验,太以提让高施护加预负应力读时张伟拉力指的控心制精芳度。(2性)千格斤顶炎与压钉力表嫁应配敲套检查验、钱配套古使用席,即景在使巴用时段严格呢按照随标定中报告折上注寨明的葛油泵输号、狡油表单号和纱千斤己顶号蕉配套骨安装载成张足拉系抬统使挣用。6、玻《铁抹路桥盯涵施廊工规身范》低中预络应力严设备腹选用惑及校凉正应科符合殊下列取规定饺:(1练)张现拉千植斤顶肺在整晌拉整宴放工魄艺和揭单拉锤整放斑工艺偿中,睁单束畏初调搅及张萄拉宜埋采用狗穿心霜式双匪作用蔬千斤辽顶。蒸整体愈张拉预和整堂体放市张宜粱采用烫自锁恭式千粥斤顶已,张唤拉吨使位宜死为张牧拉力帆的1贼.5家倍,够且不么得小鼓于1爸.2亭倍,谨张拉尊千斤罚顶在找张拉僵前必吓须经拾过校白正,怨校正毫系数妈不得集大于栽1.孤05礼。校掩正有泉效期随为一角个月讽且不水超过惜20纠0次茅张拉或作业沿,拆语修更膛换配猎件的估张拉贺千斤册顶必够须重垄新校擦正。(2咐)压造力表有应选剂用防虑振型春,表谢面最净大读锣数应蠢为张院拉力甩的1紫.5日~2济.0劳倍,励精度怕不应碍低于职1.法0级窄,校酷正有宽效期归为一血周。型当用匠0.烤4级厦时,夫校正堡有效贵期为绢一个扮月。陷压力礼表发寺生故叉障后亏必须辨重新盗校正拍。(3肝)油蹈泵的芬油箱裹容量闯宜为床张拉嫩千斤犯顶总念输油害量的我1.该5倍劣,额尽定油蚁压数国宜为排使用脸油压夹数的若1.昨4倍舒。(4私)油炸泵、按压力汉表应昼与张仰拉千估斤顶求配套咏使用跑。预叙应力负设备端应建特立台应账及密卡片喷并定步期检贿查。(5交)获鱼得油般压表体量值锹传递营权的粗企业细,应丘对压骂力校臣准仪妹(或牛活塞次压力亏计)捕及母羡表进课行周舞期检套定、忘定期心校准熊、比绩对试坟验、陵并应萝在使蒸用前骆校核物,随居时注担意是旁否发汽生故黑障或碑异常仁。四、栏管道郊摩阻砌测试旷原理欢及方卧法1、捐引言2、欠管道拥摩阻沸测试抱原理柴与方匪法1)膝测试批原理2)妇测试骨方法3)双摩阻芒参数删识别4)劝摩阻容测试抬实例5)枣测试俱经验坐与体研会1、策引言预应拾力摩流阻测弓试包某括锚萍口摩甲阻、疲管道本摩阻术、喇骆叭口樱摩阻茧三部或分。《客慌运专聋线预绞应力凉混凝誓土预矛制梁迎暂行梨技术文条件冲》(露铁科踪蝶技函替[2原00快4]付12裹0号城)规突定:旨试生乒产期渗间应遥至少作进行捡2件巾瞬时抢损失栽测试摄,正简常生晓产后随每1挠00形件进边行一惧次测欺试。摩阻立测试拿的主干要目繁的:1)饰可以拦检验脚设计六所取赴计算元参数搁是否丧正确戏,防酷止计且算预摇应力竞损失闹偏小森,给毁结构脱带来绪安全恰隐患换;2)拌为在响施工钉提供少可靠厨依据头,以摇便更裁准确角地确栋定张哨拉控怪制应浴力和吉力筋舌伸长浩量;3)厅可检门验管省道及丑张拉许工艺捉的施洪工质脂量;4)冈通过柿大量芽现场速测试离,在杠统计轻的基轨础上跃,为墨规范翅的修茎改提介供科淋学依欺据。2、且管道尚摩阻昆测试夜原理磨与方而法1)旷测试丧原理管道闸摩阻截损失帐包括画因曲卫线管乓道产吩生的歌摩擦干阻力康和直掌线管恰道的首管道趁偏差露产生害的摩粮阻,月分别帮用管蔽道摩榜阻系盟数μ和管皆道偏姜差系赢数k来表吐征。曲线棒管道堂的摩诵阻力臭如图弦1所狗示,污取一够微弧案段dx进行子分析那,R1为微绵弧段陪的半件径,溪作用亦于管针道上帅的径构向压酬力N1为:设力铁筋与看管道牢之间尝的摩脊擦系嘉数为μ,则(1涨)图1棚曲肌线管岂道摩慢阻力磨图图2秩管钥道偏灵差摩宿阻力炼图管道侄偏差防产生撤的摩抄阻力菌如图派2所颗示,砖假设烂管道越偏差绩产生酒一个言平均卸半径房诚为R2的起姨伏,流同样葬取一造微弧掏段dx进行胖分析额,有活,统同时幕令仅得:(2蔑)综合而式(爬1)昆和式株(2执)得赤管道惧的摩部阻损样失为缩慧:式中筐,c故由边误界条恐件确栋定,犁令θ=0梅,鱼x=柱0,此规时的裁P为香未发运生摩歇阻损档失的后张拉别力,联用P0表示盾,则从而雪得到央离张锅拉端恢为x功处的钳管道枝摩阻扇力为后:(3胃)预应煎力筋酱曲线提包角雄的计喇算表掘达式宪为:式中蒜,α为力携筋束誉在竖艳平面丽内的机弯起贼角,θ为力璃筋束卷水平绢面内棒弯起程角。(4尤)2)掌测试荣方法A)连主被锻动千词斤顶济法(息常规峰测试影方法课)该方你法主幕要存面在测无试不症够准债确和退测试扇工艺步等问灰题。税a)茄由于追千斤如顶内乔部存吗在摩楚擦阻乖力,值虽然国主被类动端谜交替季测试肚可消踪蝶除大腰部分商影响悦,但岩仍存毁在一源定的乡丰影响由;b)供千斤踏顶主赌动和逼被动匆张拉脊的油春表读诱数是损不同半的,袄需要凤在测绞试前圆进行阔现场趟标定福被动番张拉助曲线凤;c)提在测尘试工丢艺上邪,力准筋从旗喇叭音口到狱千斤星顶张包拉端哪的长么度不爆足,肉使得曾力筋证和喇载叭口提有接淹触,跃产生闲一定低的摩俭擦阻鼓力,而也使钳得测届试数扣据包阳含了唐该部撕分的蜘影响恩。B)吨压力勿传感许器测委试法该方职法使塘用压谁力传扇感器者测取鱼张拉登端和号被张壁拉端胆的压咸力,荒不再鼻使用懂千斤雾顶油汪表读产取数业据的责方法妄。为壶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