预应力张拉原理在水箱提升中的利用

钢铰线配合千斤顶提升500m3倒锥壳水箱 [摘要] 某厂500m3钢筋砼倒锥壳保温水塔其水塔全高42.6m，水箱有效面积500m3，水箱高10.8m，水箱提升高度31.2m，水箱自重2660KN，原设计采用工具式多根吊杆配合千斤顶的方法进行提升，由于采用该方法需加工较多的45号钢制成的工具式吊杆，加工量大，数量多，加工精度要求高，难度较大；同时又要加工一套相应的钢制提升平台，该方法同时需要8台千斤顶和应力测试仪等设备，为此在施工中，我们采用预应力张拉工艺原理，用6束钢铰线和6台250t千斤顶的往复运动将水箱平稳的提升到设计标高31.2m位置。该工艺方法简单，安全可靠，同时节约大量的钢材及加工成本，并充分利用了现有的设备和材料，取得了较好的经济效益。 [关键词] YCW―250千斤顶、钢铰线群锚技术预应力张拉工艺原理应用、技术经济效益。 引言：某厂500m3钢筋砼倒锥壳保温水塔选用的是全国通用建筑设计给排水标准图集JSJT―118中的89S842（六）图，该工程施工难度在于水箱的提升方案的选用上，实际工作中，采用预应力张拉工艺原理，用6束钢铰线和6台250t千斤顶将水箱安全提升至设计标高，本文就该工艺施工原理、要求及存在的问题、技术经济效益分别呈述如下： 1．水箱的提升设计 1.1提升工艺原理 由于原设计采用8个液压千斤顶32个吊点提升，而施工中改为6个吊点6个千斤顶提升，由于工艺的改变对其筒身的承重结构进行了部分修改，即把筒身上部平台处按120度角均匀设计增加了3根钢筋砼梁，并由梁端伸出6个钢筋砼牛腿，做为水箱提升时千斤顶的支撑点，水箱的提升则是利用YCW―250千斤顶的工作特点，逐渐将水箱提升到设计标高。首先，将千斤顶安放在筒身上部的牛腿上,钢铰线由上穿过工具锚、千斤顶、锚具、水箱下环梁吊点处的锚具，当钢铰线穿束完毕并调整后，即可由千斤顶进行顶升，这时提升工具锚锁紧钢铰线，提升牛腿上的锚具打开，千斤顶带动工具锚，钢铰线水箱升至一个行程时停止，水箱被提升一个行程，当千斤顶回程时，位于牛腿处的锚具自动将钢铰线锁紧，而工具锚又松开，并随千斤顶的回程向下移动一个行程的位置，并准备重复提升，直到升至设计要求的高度而完成提升工作。 1.2钢铰线的确定 水箱施工荷载为Pmax = 2654KN，为此我们选用了超高强度底松驰钢铰线，规格为Φ15.2mm，强度等级为1860N/mm2，设计强度值取0.7×1860N/mm2，公称截面面积取140mm2。则： k3Pmax 3.5×2654000N n= ――――― = ――――――――――――――― = 51根 Aδ 0.7×140mm2×1860N/mm2 其中 n：钢铰线的总根数 Pmax： 最大荷载 A：每根钢铰线的公称截面面积 δ： 钢铰线设计强度值 K3： 为确定钢铰线根数的安全系数取3.5 工程实际使用为54根。 1.3提升机具的选用 根据Pmax以及已确定的钢铰线的总数，选用6台YCW―250型千斤顶，另考虑备用1台，共计7台，锚具选用OVM―9型，即每个锚具上有9根钢铰线，千斤顶公称提升力为2850KN，穿心孔径Φ=136mm，活塞行程200mm，额定油压60Mpa，每个千斤顶的就位固定各选用6台1t倒链与钢管架配合完成。 2. 水箱提升施工操作要点 2.1使油泵处于正常工作状态，各油压表控制在9―16Kpa范围内，依据支筒的水平标志和千斤顶的行程尺寸，控制水箱水平度使之均衡。 2.2为保证水箱提升均衡，千斤顶每次行程确定为180mm，千斤顶不同步差异在支筒水平标志上，控制在0―1cm范围内。 2.3第一次提升高度不高于5cm，静置观察12小时无异常后，方可继续进行后面的提升。 2.4当水箱离标准高度还有500mm时，降低速度，当还有100mm时，以每10mm为行程来调整水箱的水平度直至达到设计标高。 2.5提升时专人指挥，随时观察水箱的水平度、每束钢铰线的松紧程度和水箱上升情况。 3．问题的分析及处理 3.1在水箱提升过程中发现个别钢铰线有严重松驰，分析其原因主要是原设计工作锚的夹片不是重复使用的，当工作锚夹片工作时，由于反复的磨擦和锚固，使得螺纹磨损，造成卡不紧松动，钢铰线松驰。经更换夹片或使用能重复使用的夹片使此问题得到较好处理。 3.2水箱提升就位标高经观测有一定的偏差，主要是因为采用的提升机具只能上，不能下，所以在今后的提升过程中，注意该方面的监测。 4. 技术经济效益 4.1该方案的实施充分利用了大吨位千斤顶、钢绞线群锚技术在提升中的应用，由于大量减少吊点数量，减化了操作程序，加快了提升速度。 4.2该方案减少了钢平台的制作、安装，明显的增大了施工操作的安全性，可以将整个钢铰线完整保留。提升结束后所有锚具及施工设备和材料，在其它工程中可继续使用或运用到其它预应力构件上，该工艺可节约提升所用钢材的55%，一次性节约资金约7万元。 4.3该施工工艺目前已成功的推广到整体网架的提升及重型钢构件的吊装上，从而拓宽了预应力工艺的施工领域。