第6节

第6节 施工设备 预应力锚固施工中使用的机械有钻孔、注浆、预应力张拉、混凝土搅拌及预应力筋下料等五类设备。 1钻孔设备 预应力锚固钻孔设备应具有动力足、扭矩大，起拔能力强，拆迁方便，易于组装，施工速度快，效率高等特点。应根据施工环境、地质条件、钻孔深度、钻孔方向和孔径大小等因素来选择适宜的钻孔机械和钻孔 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 。 当场地平坦开阔，可以选用履带式全液压钻机。此种钻机具有移动方便，动力足，起拔力大，钻孔速度快、效率高等特点。 当可以采用湿式回转钻进时，水电工程中常用的地质钻机是首选机型。该种钻机重量轻便，配件易得，工艺成熟，适宜性好。目前此类钻机中的有些型号也可采用潜孔冲击——回转方式成孔。 当要求干式造孔时，往往采用动力头潜孔冲击——回转类钻机。此类钻机具有性能稳定、工作效率高、功能强、钻孔精度高等特点。当地层松软、破碎或含有砂卵砾石时，往往还可以带套管钻进。 当施工场地处于高陡边坡或狭窄洞室中时，还可选用轻便风动或电动小型钻机。 在各种钻孔方法中，潜孔冲击——回转钻孔设备，在许多重大工程中显示出明显的优越性，已成为锚固施工中主要的成孔机械。表10－6－1为部分专用锚固钻机的技术性能，其余钻孔设备技术参数可参见本书第二章第十节。 2.注浆设备 注浆设备主要用于内锚段、自由段注浆以及对孔壁围岩灌浆等。对这类设备总的要求是满足注浆压力要求,能灌注浓稠的、流动度小的锚固浆体，注浆量较大，尽量缩短注浆时间。常见的有柱塞式灌浆泵、挤压式灰浆泵和螺杆式灰浆泵三类。 2.1柱塞式灌浆泵 柱塞式灌浆泵依靠柱塞在缸体中的往复运动，完成吸排浆的过程。有单柱塞和多柱塞，单作用和双作用等多种形式。该种泵的特点是注浆压力大，可将浆体输送到较远地方，泵量大，可加快施工速度；缺点是在输送粘度较大的锚固浆体时，易在球形阀座处发生堵塞事故以及柱塞易磨损、检修频繁等。常用柱塞式灌浆泵的技术参数见本书第二章第十节。 2.2挤压式灰浆泵 挤压式灰浆泵输送砂浆的原理见图10－6－1。紧贴在泵体（3）内壁上的橡胶挤压管（1），受到挤压滚轮（2）的间断挤压，容积产生变化，产生压差，吸入浆体。在挤压滚轮向前推挤下，浆料被挤出胶管。该种泵工作时砂浆仅在耐压橡胶管中流动，不与金属零件接触，对机件磨损小。在输送浓稠浆体时不易堵塞，而且具有反抽功能，可从孔内抽出浆体，方便施工。该泵维护方便，易损件少，质量轻，移动方便，适合锚固工程施工使用。不足的地方是泵量偏小。挤压式灰浆泵的技术参数列于表10－6－2。 型号 MD－50 QDG－2 DKM MZ165 MGJ－50 YG－80 YG－30 孔径 (mm) φ110～φ150 φ120～φ300 59－180 65～165 φ130 φ100～φ209 50～130 孔深 (m) 15（跟管）、 50(钻孔) 50～15 100 80 50 80 50－30 钻杆规格(mm) φ89×1000（1500） φ50～φ114 φ50 φ76～φ108 φ50 φ89～φ114 φ42，φ50， φ73 钻孔角度(º) -10～90 120 0 0～30 0～90 0～120 0～360 转速 (r/min) 正反转， 20～167六挡 15～132六挡 20～30 10～50 低速型32～187 高速型59～343 5～180 24～114 给进行程 (m) 1.7 2.0 1.7 1.5 1.5～2.3 1.8 1.8 额定给进力 (kN) 17 26 20 30 14.6 30 15 扭矩 (kN.m) 2.0 3.0 2 3.0 1.8 3.5 1.5 功率 (kW) 13.5 30 21 22 11 30 15 质量 (kg) 875 2000 1100 2.15 850 1150 550 额定提升力 (kN) 25 34 40 80 22 30 30 外形尺寸 （长×宽×高） (mm) 垂直钻进 2060×700 ×3008 运输状态 2970×700 ×1205 垂直钻进 2060×700 ×3008 水平钻进 2970×700 ×1205 2750×1250 ×1200 运输状态 3700×1300 ×1650 水平 3525×1000 ×1225 垂直 1990×1000 ×3525 3400×1000 ×1500 2700×1150 ×1400 表10－6－1 锚固钻机技术性能 注：1.YG－80，MD－50，QDG－2均可跟管钻进。 2.DKM为水平钻机。 图10-6-1 挤压式灰浆泵示意图 1-橡胶挤压管；2-挤压滚轮；3-泵体；4-减速箱； 5-电动机；6-压力表；7-进料橡胶管；8-控制柜 表10－6－2 挤压式灰浆泵技术参数 序号 型号 出浆量 （m3/h） 额定 压力 （MPa） 输送距离 水平/垂直 （m） 输出管 内径 （mm） 质量 （kg） 外形尺寸 长×宽×高 （mm） 电机 功率 （kN） 1 UBJ0.8 0.8 1.0 80 φ25 75 1220×662×960 2.2 2 UBJ1.8 0.4，0.6 1.2，1.8 1.5 100 φ38 300 1270×896×990 2.2/2.8 3 UBJ2 2 1.5 120/45 φ38 270 1300×780×800 2.2 4 UBJ3 1，1.5，3 2.0 120 φ38 φ50 400 1370×620×800 4.0 2.3螺杆式灰浆泵 螺杆式灰浆泵是依照回转容积自吸式泵的原理工作，螺杆与衬套组成螺旋付，通过容积变化，可连续地吸入灰浆，并不间断地沿轴向排出，排浆压力可达3.0MPa，可灌注稠浆。国外一些泵还可将搅拌和灌注集于一身。其技术参数见表10－6－3。 表10－6－3 螺杆式灰浆泵参数 型号 工作压力 （MPa） 流量 （L/min） 电机功率 （kW） 重量 （kg） 外形尺寸 （mm） NZ130A 3.0 710★ 5.5 300 1600×750×1000 M400 6.0 6～40 6.0 200 1610×790×1000 3.张拉设备 张拉设备是对预应力材料实施张拉,建立预应力的专用设备。它主要由千斤顶、高压油泵组成。目前国内 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 的预应力千斤顶，额定油压多为50MPa～63MPa，张拉吨位180 kN～12000kN。施工时可依据锚具类型、束体材料种类、施工环境等因素选用千斤顶。 3.1千斤顶 常用的预应力千斤顶为穿心式千斤顶，它具有构造简单，维修保养方便的特点。主要用于与群锚夹片式锚具的配套张拉，既可以根据需要配装限位板，组成不顶压张拉系统，也可以配装顶压器，组成能够顶压的张拉系统。当配上相应附件（拉杆，撑脚等）还可完成镦头锚、螺杆锚等的张拉。下面介绍几种常用的千斤顶。 3.1.1常规系列千斤顶 常用的千斤顶系列有YCQ系列、YDC系列、YCW系列等。常见穿心式千斤顶结构见图10－6－2。一些系列千斤顶命名时符号含义见表10－6－4。 图10-6-2 常用穿心式千斤顶结构示意图 表10－6－4 穿心式液压千斤顶常用符号含意 符号 YC YCD YCQ YCW YCN A B 代表意义 穿心式液压 千斤顶 穿心式 液压 千斤顶 穿心式 液压 群锚 千斤顶 穿心式 液压 通用型 千斤顶 穿心式 液压 内卡 千斤顶 第一次设计 第二次设计 常用配套锚具 DM LM JLM XM XYM QM OVM HVM B&S 3.1.2轻量化千斤顶 新近研制的轻量化千斤顶，重量较以前轻26.8%～44.0%。尺寸也较以前短小精巧。不仅方便施工，还可节省大量预应力筋。改型后的YCWB型千斤顶技术参数列于表10－6－5。 表10－6－5 YCWB系列（轻型）千斤顶技术参数 型号 公称 油压 （MPa） 公称 张拉力 （kN） 张拉 活塞 面积 ×104 （mm2） 回程 活塞 面积 ×104 （mm2） 穿心 孔径 （mm） 质量 （kg） 外形尺寸 （直径 ×长度） （mm） 束体 预留 长度 （mm） YCW60B 52 600 1.15 0.212 φ60 31 φ170×345 553 YCW100B 51 973 1.908 0.777 φ78 65 φ214×370 570 YCW120B 50 1252 2.504 1.6011 φ90 85 φ230×370 570 YCW150B 50 1492 2.981 1.38 φ120 108 φ285×370 570 YCW250B 54 2480 4.592 2.802 φ140 164 φ344×380 590 YCW350B 54 3497 6.476 3.462 φ175 235 φ410×400 620 YCW400B 52 3956 7.607 4.592 φ175 270 φ432×400 620 YCW500B 49 4924 10.05 4.773 φ196 550 φ490×510 700 YCW650B 49 6434 13.13 6.288 φ240 810 φ570×520 700 YCW900B 54 8952 16.58 8.72 φ280 1120 φ690×540 720 注：张拉行程均为200 mm 3.1.3前（内）卡式千斤顶 此类千斤顶也属于穿心式千斤顶，主要系列产品有YCN、YDN等。它们的结构见图10－6－3，工具锚配置在千斤顶前部空心内，具有节约预应力筋的特点。 前卡式千斤顶有一次仅能张拉1根预应力筋的小吨位千斤顶，也有可同时张拉数根的大吨位千斤顶，它们的技术参数见表10－6－6和表10－6－7。 10－6－6 YDCN型系列千斤顶性能 序号 型号 公称 张拉力 （kN） 公称油压 （MPa） 张拉 活塞面积 （cm2） 回程 活塞面积 （cm2） 张拉行程 （mm） 质量 （kg） 1 YDCN1000 1000 63 160.22 87.2 200 YDCN1500 1500 63 231.00 111.00 YDCN2500 2500 63 392.50 216.00 2 YDCN1500N 1487 49 301.6 124.9 100 200 138 155 YDCN2500N 2462 50 492.4 292.4 100 200 217 263 注：序号1为柳州建筑器具厂产品；序号2为柳州建筑机械厂产品 图10－6－3 前卡式千斤顶结构示意图 表10－6－7 小吨位前卡千斤顶技术参数 型号 额定拉力 （kN） 额定油压 （MPa） 工作行程 （mm） 自重 （kg） 配用油泵型号 YCN－25 250 50 160 25 STD130.63×63A YCN－30 300 50 160 30 STD130.63×63A YDC240Q 240 50 100、150、200 18.2 ZB4500S型 YCQ20 200 50 150、200 19～24 ZB系列 3.2高压油泵 预应力高压油泵是预应力机具的动力源，将其与各种机具配套，能完成预应力张拉、冷镦、钢筋压接、冷弯、切断等工作，可减轻劳动强度，提高工作效率。 目前国内预应力油泵可分为电动高压油泵与手动油泵两类。电动油泵供油稳定、操作方便，手动泵可满足无电源或在特殊环境中使用的要求。 3.2.1常规用泵 目前应用最多的是ZB4－500型和ZB3－630型两种电动油泵，它们的优点是性能稳定，与千斤顶配套性好，适应范围广；存在的不足是移动吊运不便，与大千斤顶配套使用时油箱容积不够大。两种油泵外型类似（图10－6－4）主要技术性能见表10－6－8。 图10－6－4 ZB4－500型电动油泵 1-拉手；2-电源开关；3-控制阀；4-压力表；5-电动机及油泵；6-油箱 表10－6－8 超高压电动油泵技术参数 型号 额定 压力 (MPa) 额定 流量 (L/min) 额定 功率 (kW) 质量 (kg) 外形尺寸 (mm) 特点及适用范围 ZB4-500 50 2×2 3.0 120 745×494×1052 常用于YCW系列、YZ85系列、YC60系列千斤顶及GYJA挤压器、LD镦头器等 ZB4-500S 50 2×2 3.0 130 745×494×1052 在ZB4－500型基础上增加一个三位四通换向阀形成三路供油，专为带独立顶压器装置的千斤顶配套，同时也满足ZB4－500应用的所有场合 ZB1-630A 63 1 3.0 55 501×306×575 体积小、重量轻、流量小、适用于狭小空间及高空场合，常与300kN以下千斤顶配套 ZB3-630 63 2×1.50 3.0 140 870×490×720 ZB10-500 50 10 7.5 200 1000×660×970 超高压、大流量、专门为大吨位，长行程及要求快速动作的千斤顶配套；常与额定张拉力大于5000kN或行程大于500mm的YD、YDT、YPDS等类型千斤顶配套；ZB10/320－4/800B为二级变量泵 3.2.2轻便油泵 小油泵特点是排量小，（只有1L/min左右）、体积小、重量轻、操作简单、移动方便，与小型千斤顶配套，适于高空作业和移动频繁的场合。几种小油泵技术性能参数见表10－6－9。小油泵存在易发热，控制阀易损等缺点。 表10－6－9 轻便油泵技术性能 型号 ZB0.8－50 ZB0.6－63 KZB0.63/63 STDB－Ⅰ STDB－Ⅱ STDB0.63×63A 公称排量 (L/min) 0.8 0.6 0.63 0～5 0.6 0.631 额定压力 (MPa) 50 63 63 63 63 63 功率(kW) 0.75 0.75 油箱容积(L) 12 4 重量(kg) 35 50 13 15 18 外形尺寸(mm) 402×230×435 210×230×350 230×200×380 注：控制阀为组合阀 3.2.3大流量变量泵 该类油泵是一种与大吨位千斤顶配套使用的大流量二级轴向柱塞变量高压油泵。特点是低压大流量，高压时变量控制阀起作用，流量变小，达到放慢张拉速度，节省能源的目的。该类泵技术性能见表10－6－10。 表10－6－10 大流量变量泵技术参数 型号 额定压力 （MPa） 公称流量 （L/min） 额定功率 （kW） 质量 （kg） 外形尺寸 （mm） ZB10－32X4－80 32 80 10 4 7.5 270 1090×590×1120 ZB618 15 80 6 1 1.5 70 500×350×700 注：ZB618油泵为新研制产品，操作方便、快捷；功耗低、体积小、自重轻 3.2.4手动泵 手动泵的特点是流量小，体积小，重量轻，适于在没有电源或频繁流动场合使用。 SDB型手动泵油压可达到70MPa，流量为7.8～1.8ml/次，手摇力0.35kN，自重10kg。可作为备用油泵配合小型千斤顶使用。 3.3张拉设备的进场验收 预应力张拉设备进场后，应对其进行验收，防止由于故障影响张拉工作。验收可参考《预应力用液压千斤顶》JG/T 5028－1993和《预应力用电动油泵》JG/T 5029－1993中的部分项目进行。由于施工现场条件限制，有些项目可适当简化。 3.3.1空载检验 ⑴将高压油泵和千斤顶按使用说明联接。 ⑵启动油泵，当油泵回油管无气泡，排油正常后，操作控制阀，使千斤顶空载往复运动，此时油路系统，不得有渗漏现象，油泵操作阀灵活自如。 ⑶观察千斤顶空载启动油压，此值应小于额定油压的4％； ⑷实测千斤顶最大行程，对于公称行程小于250mm的空心千斤顶，实际行程应比公称行程大0～5mm。 ⑸千斤顶在空载运行中没有爬行、跳动等不正常现象，油缸表面也没有划痕。 3.3.2满载检验 在现场一般要结合千斤顶标定进行满载检验，主要检验千斤顶内泄漏性能，方法如下： ⑴压降法：将千斤顶置于钢性框架内，让活塞伸出2/3行程，顶紧框架，油压升至公称油压后关闭截止阀与电动机电源，5min内油压降值不应大于公称油压的5％。 ⑵沉降法：将千斤顶置于压力试验机压板之间，千斤顶活塞伸出2/3行程，压力试验机加荷至千斤顶公称油压，然后持荷5min，用百分表量测持荷期间活塞的回缩量，回缩值不得大于0.5mm。 通过现场空载、满载检验，千斤顶可以验收。 3.4千斤顶的配套标定 由于千斤顶加工实际尺寸和表面粗糙度存有差异，密封圈和防尘圈松紧程度也各不相同，因而千斤顶内摩擦阻力不相同。对同一台千斤顶来讲，其内摩擦阻力还会随油压高低、使用时间长短均有一定变化，因而千斤顶在工程中正式使用之前还要进行配套标定。配套标定的含义是：第一要对油泵上的压力表进行标定，确认合格；第二要对千斤顶、油泵（包括上述压力表、油管）组成的系统进行标定，获得千斤顶出力与油压关系曲线，用于施工张拉。 标定用的 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 测力计，可选用材料试验机、压力试验机或压力传感器。它们的不确定度不得大于2％。千斤顶的出力不得超过上述仪器量程的75％，以确保安全。 3.4.1用试验机标定 将千斤顶置于试验机压板中间，对中、放稳，活塞伸出2/3行程，顶住压力机。要求在千斤顶进油、试验机不进油状态下标定。记录压力表示数与试验机示值对应关系，重复三次，取平均值作为检测结果。 3.4.2用空心式压力传感器标定 设备组装如图10－6－5所示。标定时让千斤顶活塞伸出2/3行程，安装工具锚、传感器、垫块等，即可进行标定。同样记录压力表和传感器的示值，重复3次，取平均值为检测结果。采用此种标定方法、千斤顶运行方向与实际张拉相同，符合实际情况，适于推广。标定时使用的垫板可专门加工，也可以用锚具替代，只要保证有足够的刚度即可。 图10－6－5 标定设备组装示意图 1-空心式压力传感器；2-千斤顶；3-伸出2/3行程的油缸；4-垫块（ 柱） 3.4.3标定周期及特殊情况的处理 一般情况下，标定周期为六个月。但是当遇到下列情况时，应及时重新配套标定： ⑴新进场的千斤顶，初次使用前； ⑵千斤顶、油泵经维修、更换零件和油管后； ⑶张拉设备停放三个月不用，又重新使用之前； ⑷千斤顶、油泵受到冲撞等较大的冲击后； ⑸油压表受到摔碰或指针不能回零，更换新表以后； ⑹张拉时出现断筋事故，而又找不到原因时； ⑺张拉设备连续使用满六个月，需重新标定。 3.5张拉设备选用 ⑴千斤顶与锚具、限位板（顶压器）、工具锚为同一系列，同一厂家产品，这样才能很方便施工。 ⑵千斤顶的额定出力要有富裕度，一般比实际张拉力大1.2～1.5倍，确保施工安全。 ⑶油泵要依据千斤顶的大小及使用环境选用，配用的油压表精度一般不低于1.5级，使用油压不宜超过表盘刻度的75％。 3.6张拉设备的维护保养 张拉设备是预应力锚固中关键施工设备，应对其进行精心保养维护： ⑴系统用油应符合下列要求：油温50℃时，动力粘度为12 N/mm2～60N/mm2，杂质直径不大于137μm。通常用20号机械油，或冬季用10号机械油，夏季用30号机械油。也可使用相应的液压油。 ⑵油液应保持清洁。向油泵加油要通过滤网。油内不得混杂水分，避免造成锈蚀。通常在半年或使用500h后更换一次油液。 ⑶保持张拉设备外观的清洁。拆装压力表、油管时严防污物、杂物侵入。对伸出的活塞要用干净棉丝擦拭，防止杂物进入系统。 ⑷张拉设备不得受到强力冲击和震动，尤其是压力表在搬运过程中更不得受到振动，搬迁时要将其放入有隔离层的盒内小心保管。 ⑸油缸密封圈是千斤顶关键部件，承受冲击力的能力较弱，因此在向油缸供油或回油时，要保持平稳，速度不宜变化太大。使用聚氨酯制造的防尘圈和密封圈时，应注意防水、防潮。 ⑹供电系统要有可靠接地系统，避免漏电伤人。 4.混凝土搅拌设备 预应力锚束外锚头需要使用混凝土，有条件时应就地利用已建成的混凝土拌和系统供料。否则应选择小型的混凝土搅拌机，自建简易混凝土拌和系统。 当施工场地较宽敞时，普通混凝土搅拌设备均能符合施工要求；当施工场地处于高陡边坡又要经常搬迁时，小型轻便混凝土搅拌设备将是首选的机型。图10－6－6为JQ型强制式混凝土搅拌机，它的主要参数是容量250～350L，转速19～20r/min，电机功率5.5 kW～7.5kW，自重450kg左右。 图10－6－6 轻便混凝土搅拌机 1-主轴；2-出料手柄；3-筒体；4-搅拌臂；5-搅拌叶片；6-支腿；7-电动机；8-减速箱 5.下料设备 常用的预应力筋切断设备有电动和液压两类。电动设备一般使用的是型材切割机；液压设备为便携式专用切割设备。两类设备均具有切割速度快、效率高、操作方便、切割面整齐的优点。液压切割机更具有冷切割特点。 5.1型材切割机 目前大部分施工单位利用型材切割机（见图10－6－7）来切断预应力筋。型材切割机分为单相（220V）和三相（380V）两种。三相切割机体积稍大，适於固定作业；单相手提式切割机小巧、轻便，适用于流动作业。 切割机利用纤维增强薄片砂轮进行切割，砂轮磨损后需及时更换。更换时要依据外径和内径来选择适当的切割片。表10－6－11中列出一些切割片的规格参数。 图10－6－7 型材切割机 表10－6－11 纤维增强树脂薄片砂轮 外径(mm) 厚度（mm） 内径 （mm） 磨料 及 粒度 纤维增强 树脂结合剂代号 线速度 (m/s) ≤ 单层纤维 多层纤维 80 2.5 3.2 13 棕刚玉 30号～36号 BF 60 70 80 100 16 150 16，20，25，32 200 250 3.2 4 25,32 300 400 3.2，4 5 500 4，5 6 25，32，50.8，76.2 600 6 8 750 － 50.8，76.2 为保证施工安全,操作型材切割机时应严格按使用说明书进行，特别应注意以下几点： ⑴砂轮磨损到规定值（详见说明书）应及时更换。 ⑵台座式切割机要安放平稳；手持切割机操作时手要拿稳、脚要站牢。 ⑶切割前要用夹钳将母材夹紧，按下启动按钮要待砂轮片转动平稳后，方可使切割片接触母材，进行切割。 ⑷切割过程中手指要不离按钮，随时准备停机。 ⑸操作时适当用力，不能过猛。在母材快切断时用力要轻，否则易损坏砂轮片。 ⑹操作者应站在切割机侧面，沿砂轮旋转方向严禁站人和过人，以免砂轮片破碎飞出伤人。 5.2便携式液压切断机 液压切断机（见图10－6－8），体积小、重量轻、适于野外施工。这类切断机利用液体静压力做动力源，可与张拉油泵配套使用，可切断各种强度的预应力钢绞线、钢丝束。切口平整，切断长度准确，对锚具无任何影响。刀具经修磨后可重复多次使用。GQ－190型钢筋切断器为其中一种，其额定切断力可达190kN，油压63MPa，行程28mm，质量为11kg。 图10－6－8 GQ－190型液压切断机 1-活动手柄；2-油缸；3-活塞；4-刀架；5-动刀；6-定刀 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