預應力施工配套機具的研製

   時間:2014-03-11 14:44:58
預應力施工配套機具的研製簡介
     北京市建築工程研究院立足研製高效實用的張拉、組裝、預緊、切斷等預應力施工機具,以點代面地推出了一系……
預應力施工配套機具的研製正文
   北京市建築工程研究院立足研製高效實用的張拉、組裝、預緊、切斷等預應力施工機具,以點代面地推出了一系列預應力用更新換代產品。


本次研製系列機具設備主要以我院多年研究成功並已大量應用的BUPC、B&S錨固體系為基礎,兼顧國內使用量最大的OVM、QM錨固體系。克服門戶之見,逐項解決好現存在的技術問題,使施工設備基本配套。
2 研究成果
自1995年以來,經過三年的設計、試製、考核、改進這樣反覆研究,研製成功預應力張拉千斤頂五種(YCN150,YCN150Z,YCN23Y,YCN23Z,YC10)、油泵兩種(BZ2.5-63D,BZ2.5-63M)、其它預應力配套施工機具六種(BQY-7群錨預緊機、BJL-60擠壓機、BJQ-15液壓剪切機、BJX-25緊楔機、BD-5A鐓頭機、BZJ23A液壓頂壓轉角器),錨具三種(擠壓式固定端錨具、鑄造式固定端錨具、先張法單孔工具錨),獲國家批准專利十項。


2.1 引導器及自動工具錨的研究


多年來大噸位預應力鋼絞線張拉用千斤頂一直採用的是三部操作法,即:安裝好預應力錨具夾片后(1)安裝限位板或液壓頂壓器;(2)將張拉千斤頂吊起穿入鋼絞線;(3)再將工具錨錨環穿過鋼絞線安裝工具錨夾片,張拉完成後依次拆下各部件。


千斤頂鋼筋引導器的研製完成,良好的解決了鋼筋從限位板中穿過正確順利地進入工具錨的技術難題,鋼筋引導器還同時具有將工作錨孔間距放大的功能(孔間距由35mm提高到38mm),使自動工具錨可以設計得更加合理,使用壽命成倍提高。結束了多年來群錨張拉三部操作法。


本次大噸位千斤頂在研製自動工具錨上也取得了重大突破,國內目前使用的工具錨一般為手工安裝工具錨,利用千斤頂回程后千斤頂與錨具間的距離退下工具錨夾片,這就需要在工具錨夾片與錨環之間放置塑料膜或石蠟石墨等,使用操作非常不便,而我們設計的自動工具錨可根據千斤頂的工作位置實現自動鎖緊、自動開錨,無需人工操作工具錨。


錨在前置工具錨千斤頂的結構設計中,採用了階梯形工具錨結構,有效的縮小了工具錨孔間距,成功地解決了工具錨夾片在開錨后的互相干擾問題,為工具錨前置內卡式大噸位千斤頂的設計鋪平了道路,這項技術的研製成功填補了國內空白。


2.2 密封性能的研究


液壓元件的設計離不開密封件的設計選用。作為預應力機具,由於它的使用條件,一般都要求體積小、重量輕,而減少液壓機具體積和重量、保證足夠的工作張力的方法是選用高強度級別的鋼材和提高液壓系統的工作壓力。國際上一般預應力用油缸使用油壓在50~70MPa,國產液壓元件一般設計額定壓力為50MPa,國產密封件一般設計使用最高壓力為40MPa。


提高材料的許用強度值以減少鋼材用量並不能提高材料的剛度,也就是說油缸缸筒通過採用高強鋼或提高硬度提高強度,並不能有效控制住缸筒的彈性變形,同時由於缸筒壁的減薄,使得缸筒在工作狀態變形加大,缸筒與活塞間隙加大,加重了密封件的工作負擔(間隙小,密封件耐壓強度高,間隙大,耐壓強度降低),增加了密封件損壞的機會。


我們通過參考國外廠家採用的密封件發現,要想解決以上問題,必須提高密封件的硬度和強度,但密封件硬度提高易導緻密封件的彈性變差,使密封件在低壓工作時的性能變差。經與有關單位合作研究,改進密封結構,自己研製相應的材料,終於較好地解決了這一技術難題。在本系列機具中所有使用這種密封的油缸,無論從保壓性能和使用性能上都達到了設計要求,大大超過了國內常用的O型密封和Yx密封。


2.3 電動油泵手動控制閥及計算機控制系統的研製

   本次研製工作中參考了國外廠家先進的預壓力張拉專用油泵控制閥技術,首先在國內普遍使用的ZB2/4-50油泵必須使用雙聯柱塞控制張拉千斤頂的技術難關。


ZB2.5-63D油泵是國際上第一台採用計算機自動程式控制的預應力張拉專用油泵。這種控制及顯示記錄技術在預應力油泵上的應用,實現了預應力鋼筋張拉力的數字化控制,與手動油泵相比,工人的勞動強度減輕,操作時張拉力直讀、自控、自動補償,有效消除了人為因素的影響,提高了控制精度。由於採用程式控制技術,該泵可根據實際操作過程編製不同的程序,滿足不同的使用要求。


2.4 BJQ-15液壓剪切機


本剪切機的研製成功在國內率先解決了穴內機械式切斷,切斷面在穴內10mm,特別是由於解決了切刀的材料及製作工藝問題,使切刀的使用壽命超過600次。這樣,使得預應力筋終端封堵在建築外立面之內。


另外,這種切斷方式沒有明火,滿足了工程防火要求。


2.5 BQY-7群錨預緊機


本預緊機中預緊行程各自獨立的預緊活塞具有同等的拉力,從而使同束中各預應力筋從相同的應力初始點上開始進行同步同級張拉,最終建立相等的預應力值。

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