仲智濤

(柳州市橋廈工程管材有限公司, 廣西柳州 545112)

預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)經(jīng)過不斷地發(fā)展，正朝著自動(dòng)化、節(jié)能方向前進(jìn)。就張拉設(shè)備而言，智能數(shù)控張拉系統(tǒng)早已幾乎取代了傳統(tǒng)手動(dòng)張拉模式，前卡式[1]千斤頂(以下簡(jiǎn)稱前卡千斤頂)也越來越多應(yīng)用于預(yù)應(yīng)力橋梁施工中，與普通的后卡式[1]千斤頂(以下簡(jiǎn)稱后卡千斤頂)相比，它最大的優(yōu)點(diǎn)就是能節(jié)省鋼絞線。隨著前卡千斤頂在實(shí)際過程中不斷地使用及改進(jìn)，其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、性能越來越成熟，但同時(shí)也存在一些不可忽視的問題，本文通過對(duì)前卡千斤頂與后卡千斤頂在預(yù)應(yīng)力張拉施工中的使用對(duì)比，將對(duì)前卡千斤頂?shù)膬?yōu)點(diǎn)與局限性進(jìn)行探討。

1 千斤頂結(jié)構(gòu)對(duì)比

前卡千斤頂與后卡千斤頂結(jié)構(gòu)類似，兩者均為液壓穿心式，后卡千斤頂在張拉時(shí)將工具錨板及工具夾片放置在整個(gè)千斤頂?shù)暮蠖?一般是活塞端，如圖1所示)；而前卡千斤頂是將工具錨板及工具夾片(已組成自動(dòng)工具錨)放置在千斤頂內(nèi)盡量靠前的位置(一般是穿心套，如圖2所示)。因?yàn)榍翱ㄇЫ镯數(shù)墓ぞ咤^是放置在千斤頂內(nèi)，所以它將會(huì)比同規(guī)格的后卡千斤頂外徑要大很多，為了結(jié)構(gòu)的緊湊，目前絕大多數(shù)的前卡千斤頂都是張拉時(shí)“活塞不動(dòng)，油缸動(dòng)”。

圖1 后卡千斤頂結(jié)構(gòu)示意

圖2 前卡千斤頂結(jié)構(gòu)示意

2 鋼絞線束預(yù)留量對(duì)比

由前卡千斤頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定了它張拉時(shí)所需預(yù)留的鋼絞線L比后卡千斤頂?shù)囊痰枚?，而預(yù)留的鋼絞線在張拉結(jié)束后除錨固部分外幾乎整束都是要切掉的，白白浪費(fèi)材料。通過粗略計(jì)算：后卡千斤頂需預(yù)留鋼絞線600～800mm，而前卡千斤頂僅需預(yù)留鋼絞線250～300mm，使用前卡千斤頂張拉每孔可節(jié)省鋼絞線約420mm，而直徑φ15.2mm的鋼絞線質(zhì)量為1.1kg/m，則每孔可節(jié)省鋼絞線約0.46kg，這對(duì)于整束鋼絞線、整片梁乃至整個(gè)工程來說節(jié)省量是很可觀的。

3 張拉施工操作流程對(duì)比

前卡千斤頂采用自動(dòng)工具錨，自動(dòng)工具錨由工具錨板和工具夾片以及其它附屬配件組成，它可以同時(shí)自動(dòng)完成鋼絞線束的穿孔、工具夾片的安裝、工具夾片的敲緊，張拉結(jié)束后可自動(dòng)退出工具錨板和工具夾片。使用時(shí)，先將整個(gè)自動(dòng)工具錨裝入前卡千斤頂內(nèi)，使之與前卡千斤頂形成一個(gè)整體，然后將整臺(tái)前卡千斤頂連同自動(dòng)工具錨一同對(duì)準(zhǔn)已經(jīng)裝好工作錨板、工作夾片及限位板的鋼絞線束，即可完成裝頂過程。張拉結(jié)束后回頂，可直接將整臺(tái)前卡千斤頂連同自動(dòng)工具錨從鋼絞線束抽出，完成該孔道的張拉，如若無需更換工具錨，則可直接用于下一個(gè)同孔道的穿束、張拉。整個(gè)操作過程非常方便。而后卡千斤頂張拉前都要對(duì)每個(gè)孔位進(jìn)行單獨(dú)安裝工具夾片，之后依次敲緊，操作繁瑣。由于前卡千斤頂與后卡千斤頂現(xiàn)在均安裝有位移傳感器配并合智能泵站使用，張拉過程中無需人工測(cè)量活塞伸長(zhǎng)量，因此早期前卡千斤頂張拉時(shí)活塞靠孔道端不方便測(cè)量伸長(zhǎng)量的問題已經(jīng)得以很好的解決(表1)。

表1 后卡千斤頂與前卡千斤頂張拉操作流程對(duì)比

備注：1處表示如下一個(gè)張拉孔位與當(dāng)前孔位一致，則無需再進(jìn)行該步驟操作；“●”表示進(jìn)行該步驟；“○”表示省略該步驟。

4 前卡千斤頂與后卡千斤頂外形及重量對(duì)比

前卡千斤頂在外形及重量上，都要比同規(guī)格的后卡千斤頂?shù)囊蠛芏?，這在一定程度上將影響施工的操作，尤其是大噸位的前卡千斤頂。根據(jù)以往實(shí)際使用情況看，在200t位及以下小噸位、小孔位的前卡千斤頂施工安裝速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于同規(guī)格的后卡千斤頂；在250t位左右的千斤頂中，前卡千斤頂施工操作速度與后卡千斤頂差不多或者稍慢；300t及以上大噸位的前卡千斤頂施工操作速度比同規(guī)格的后卡千斤頂要慢。隨著噸位、孔位的增加，前卡千斤頂?shù)氖┕げ僮魉俣葘⒆兊迷絹碓铰@種情況不僅與千斤頂?shù)耐庑?、重量有關(guān)，更重要的是與鋼絞線束及錨具孔位的密集程度有關(guān)，鋼絞線越多，錨具孔位越多、越密集，前卡千斤頂?shù)拇┦鴮⒆兊迷絹碓嚼щy(表2)。

表2 后卡千斤頂與前卡千斤頂外形尺寸重量對(duì)比

備注：以上后卡千斤頂與前卡千斤頂均為已配備位移傳感器的智能千斤頂。

5 產(chǎn)品加工成本對(duì)比

從表2中很明顯看出：制作前卡千斤頂用的原材料要比同規(guī)格的后卡千斤頂多，再加上前卡千斤頂在使用時(shí)工具錨板與工作錨的距離很近，工具錨板與工作錨板的孔位一一對(duì)應(yīng)、孔距也幾乎一致，才能保證張拉順利進(jìn)行，否則將容易出現(xiàn)夾片滑絲等問題發(fā)生，因此前卡工具錨板孔距容差小，孔數(shù)越多，要求越高，同時(shí)它對(duì)材料的選擇及處理工藝都要比普通工具錨板要求嚴(yán)格得多；而后卡千斤頂因在使用時(shí)工具錨與工作錨還有一段不小距離，因此其工具錨板孔距容差大，加工精度要求較前卡千斤頂?shù)男。牧霞凹庸すに囈蟛桓?，成本較低。

6 張拉空間要求對(duì)比

如圖3所示，千斤頂要能正常張拉施工，除了滿足張拉力要求外還應(yīng)滿足外形尺寸的要求。當(dāng)滿足φD/2

圖3 千斤頂張拉安裝空間示意

6.1 在千斤頂徑向空間小的環(huán)境中張拉

對(duì)于孔道距離小的梁如小箱梁，后卡千斤頂因其外徑較小而更能適應(yīng)該工況使用；前卡千斤頂尤其是大噸位前卡千斤頂在該工況下相對(duì)來說使用更加困難，只有小噸位的前卡千斤頂可能才滿足小箱梁的小孔距孔道張拉。但是對(duì)于像T梁等有孔距較大的空間，前卡千斤頂也能方便使用。

6.2 在千斤頂軸向狹小空間中的張拉

前卡千斤頂需要預(yù)留的鋼絞線短，又因具有連續(xù)遞進(jìn)的重復(fù)張拉性能[3]，因此很適用于后卡千斤頂很難操作的軸向狹小空間張拉[4]，尤其適用于軸向狹小空間的連續(xù)梁多次連續(xù)張拉。圖4所示為某工程連續(xù)梁，最大軸向空間僅0.9m，空間太小，后卡千斤頂已經(jīng)不便于張拉施工，采用前卡千斤頂更能適應(yīng)該工況的施工，可達(dá)到很好的效果。

圖4 前卡千斤頂在軸向狹小空間的使用

7 夾片滑絲處理

在張拉過程中工作夾片產(chǎn)生的鋼絞線滑絲，后卡千斤頂和前卡千斤頂?shù)奶幚矸椒ɑ疽恢拢合葘⑶Ы镯敾钊s回復(fù)位，后卡千斤頂取出工具錨板和工具夾片后把千斤頂從鋼絞 線束取出，前卡千斤頂直接抽出千斤頂，最后用單孔前卡千斤頂[5]對(duì)鋼絞線束逐根放張或補(bǔ)張。如果前卡千斤頂工具錨無法正常自動(dòng)松開退出，處理起來就相對(duì)麻煩：工具錨板和工具夾片都在千斤頂內(nèi)部，只能拆卸自動(dòng)工具錨的附屬配件后才能將錨具和千斤頂取出，最后才能按常規(guī)方法逐根鋼絞線放張或補(bǔ)張等處理。

8 結(jié)束語

(1)前卡千斤頂比后卡千斤頂節(jié)省鋼絞線。

(2)前卡千斤頂比同規(guī)格的后卡千斤頂制作成本高。

(3)小噸位前卡千斤頂比同規(guī)格后卡千斤頂張拉施工操作速度快；大噸位的則相反，因?yàn)閲嵨灰?guī)格越大、孔位越多，越不好穿鋼絞線束。

(4)前卡千斤頂采用自動(dòng)工具錨，安裝或更換工具錨比后卡千斤頂用的工具錨方便，它具有連續(xù)遞進(jìn)的重復(fù)張拉性能。同時(shí)自動(dòng)工具錨對(duì)每個(gè)工具夾片的自動(dòng)敲緊力度很均勻，更利于標(biāo)準(zhǔn)化施工。

(5)前卡千斤頂外徑比同規(guī)格后卡千斤頂要大，因而對(duì)徑向空間要求較為嚴(yán)格，很多徑向空間小的箱梁將會(huì)很難安裝使用，它更適合用于徑向空間充裕的T梁。

(6)前卡千斤頂很適用于后卡千斤頂很難操作的軸向狹小空間張拉，尤其適用于軸向狹小空間的連續(xù)梁多次連續(xù)張拉。

(7)對(duì)于夾片滑絲的處理，前卡千斤頂處理起來比后卡千斤頂?shù)南鄬?duì)麻煩。

對(duì)于前卡千斤頂產(chǎn)品設(shè)計(jì)、改進(jìn)，以后應(yīng)該朝產(chǎn)品輕量化方向出發(fā)，同時(shí)對(duì)大孔位前卡千斤頂?shù)氖┕げ僮鲗ふ腋?jiǎn)單快速的方法，再進(jìn)一步結(jié)合智能張拉技術(shù)，前卡千斤頂將會(huì)越來越多被采用，具有很大的市場(chǎng)。