CN105946112B - 一种先张法预应力放张施工装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了建筑工程施工技术领域，特别涉及一种先张法预应力放张施工装置及方法，本发明的先张法预应力放张施工装置包括张拉台座和放张设备，所述张拉台座端部分别为张拉端和固定端，所述放张设备为布置于张拉台座张拉端的穿心式千斤顶，张拉台座的张拉端设有电动泵站，所述穿心式千斤顶通过液压控制管路与电动泵站相连，放张施工装置还配备有总控制箱，总控制箱通过调整电动泵站压力来控制整个放张施工装置。本发明的放张施工装置解决了现有装置的结构复杂、成本高、工序繁琐、张拉应力不好控制等问题，实现了有效控制张拉应力大小，满足了放张施工的工艺性要求，保证预制构件的质量。

Description

一种先张法预应力放张施工装置及方法

技术领域

本发明涉及建筑工程施工技术领域，特别涉及一种先张法预应力放张施工装置及方法。

背景技术

先张法是为了提高钢筋混凝土预制件的抗裂性能以及避免钢筋混凝土构件过早出现裂缝，而在预制过程中对其预先施加应力以提高构件性能的一种方法。通常在浇灌混凝土之前张拉钢筋的制作方法也称为先张法，它在工程建设中起着重要作用。

使用先张法张拉钢绞线后，当钢绞线与混凝土有足够的粘结力时，通过放张，松开钢绞线，借助于混凝土与钢绞线的粘结，保证预制构件达到设计要求。现在开发出一种利用传力柱受力的预应力施工台座，如图1所示，包括底座11和布置于底座两侧的传力柱12，所述底座11两端设置有固定钢横梁13，其一端还设置有活动钢横梁14，所述活动钢横梁14与对侧的固定钢横梁13之间锚固有钢绞线，与同侧的固定钢横梁13之间设置有放张设备，底座两端的固定钢横梁13在张拉应力的作用下，压紧于传力柱12端部，在该台座上要实现钢绞线的同时放张，即保证钢绞线放张的同步性，需要配套的放张施工装置。

传统的放张施工装置包括砂箱和千斤顶，也就是采用传统的砂箱法和千斤顶法进行放张，砂箱法进行放张主要的缺点是装置比较复杂、成本较高，普遍采用千斤顶法，传统的千斤顶放张方法采用在张拉台座两端同时进行放张，张拉台座两端均为张拉端，在进行放张时，采用千斤顶连接张拉设备，实现同步放张。由于在放张过程中，需要对钢绞线同时、分阶段放张，将所有的钢绞线同时进行放张，才能确保放张过程中，应力不会集中在部分钢绞线上，将全部的钢绞线分阶段放张，才能保证钢绞线不会发生断裂等质量问题，放张同步性、应力控制状况等问题都与预制构件的质量息息相关。使用传统的千斤顶法进行放张时，张拉台座两端的同步性控制非常困难，而且操作工序繁琐、张拉应力也不好控制等缺点，预制构件往往会发生翘曲、裂纹及钢绞线断裂等问题，严重影响了预制构件的质量。

发明内容

本发明的目的在于：针对在采取传统的放张法进行放张时所存在的张拉装置复杂、成本较高、工序繁琐、张拉应力不好控制等缺点，提供一种先张法预应力放张施工装置及方法，本发明的先张法预应力放张施工装置不仅简化了张拉装置，而且成本较低，同时采取总控制箱集中控制的方式，操作简单，能较好地控制张拉应力，保证放张施工的工艺性要求，避免了预制构件发生翘曲、裂纹及钢绞线断裂等质量问题。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种先张法预应力放张施工装置，包括张拉台座和放张设备，所述张拉台座端部分别为张拉端和固定端，所述放张设备为布置于张拉台座张拉端的穿心式千斤顶，张拉台座的张拉端设有电动泵站，所述穿心式千斤顶通过液压控制管路与电动泵站相连，放张施工装置还配备有总控制箱，总控制箱通过调整电动泵站压力来控制整个放张施工装置。

张拉台座只设有一端张拉端用于放张，极大地简化了张拉装置，采用穿心式千斤顶进行放张，装置比较简单，而且成本较低，通过在张拉端设置电动泵站，使穿心式千斤顶同步移动进行放张，通过电动泵站实现对穿心式千斤顶压力的控制，由于只在一端进行放张，不会出现两端放张不同步的问题，避免了出现两端同时放张而不同步造成的制梁问题，在实现同时控制多个千斤顶进行放张时，通过总控制箱对电动泵站的控制，较好地实现了对预应力构件分阶段放张的过程，有效保证了放张施工的工艺性要求，预制构件不会发生翘曲、裂纹及钢绞线断裂等质量问题，两个电动泵站连接到总控制箱，在进行控制操作时，非常简单，能较好地控制张拉应力。

优选的，多台所述穿心式千斤顶上均设置有用于测量千斤顶移动距离的位移传感器，位移传感器连接至总控制箱。在千斤顶上设置位移传感器，可以及时、同步地将千斤顶的移动距离反馈至总控制箱，从而在总控制箱上可以集中读取位移传感器反馈的数据，既可以通过数据手动控制张拉力，也可以通过电脑自动控制系统，转化输出为对液压控制管路的压力。

优选的，所述穿心式千斤顶的数量为2台，以固定钢横梁长边中心线为基准，对称布置于固定钢横梁上。在张拉端设置2台穿心式千斤顶，保证在放张过程中，放张设备可以提供足够的放张应力，防止放张应力不足导致放张施工装置的损坏，对称布置于固定钢横梁上，使固定钢横梁两端受到的应力相同，从而保证传力柱受到的应力更加均衡，防止张拉台座发生倾覆等问题。

优选的，所述液压控制管路上连接有用于调节液压流量和液压动力的控制装置，所述控制装置根据总控制箱的指令信号调整各个穿心式千斤顶的运动量。在液压控制管路上连接有控制装置，通过控制装置调节液压流量和液压动力，使穿心式千斤顶同步完成相同的运动量，达到同步放张的目的。

优选的，所述控制装置为电气比例阀。采取电气比例阀，能实现压力、速度的无级调级，保证液压控制管路的压力调整不会发生陡升陡降的现象，而且，采用电气比例阀可以较好地实现远程控制和程序控制，通过连接总控制箱的自动控制模块，实行自动放张。

优选的，所述总控制箱上设置有自动控制模块，用于接收、分析位移传感器反馈的数据，并通过运行换算，将数据转化为输出信号，使控制装置自动完成控制过程。自动控制模块上预先置入有控制放张过程的参数，通过预先置入的程序控制，使放张过程中的放张阶段、放张量、放张时间和放张压力得到较好地控制和实现。

优选的，所述总控制箱上设置有声光报警器。在总控制箱上设置声光报警器，用于监测各个系统的正常运行情况，当出现系统压力过高或其他放张异常情况时，声光报警器自动报警。

相应地，本发明还提供了一种先张法预应力放张方法，该方法包括以下步骤:

a、将张拉端的液压控制管路连接至同至电动泵站，并将电动泵站的开关集中设置在总控制箱；

b、在穿心式千斤顶上安装好位移传感器，同时在液压控制管路中安装、调整好电气比例阀；

c、检查、调试好所有设备，使整个先张法预应力放张施工装置处于正常工作状态；

d、通过总控制箱启动张拉端电动泵站，待张拉端放张到位；

e、放张完成后切断预制构件两端多余长度的钢绞线。

采取上述方式，极大地简便了操作工序，只需要通过总控制箱即可完成放张工作，简单方便，而且采用一端放张代替两端同时放张的方式，不用控制两端的同步性，始终保持同步放张。通过总控制箱控制电动泵站，也较好地控制了张拉应力，使放张施工工程更符合工艺要求，保证预制构件不发生翘曲、裂纹及钢绞线断裂等问题，确保构件质量。

优选的，步骤d包括以下几个步骤：

d1、启动电动泵站后，通过液压控制管路向穿心式千斤顶输送动力，使穿心式千斤顶释放部分张拉力；

d2、位移传感器监测到穿心式千斤顶移动的位移并将数据反馈至总控制箱，通过自动控制模块的分析、换算，使电气比例阀向液压控制管路输送不同的压力，使千斤顶移动的位移相同，从而保证同步放张，当张拉端的放张量达到预先设计好的放张量时，总控制箱自动切断压力供应，停止张拉端放张；

d3、根据逐步放张的原则，重复步骤d2，直至完成放张。

采取上述方式，使预制构件自由压缩，避免出现过大的冲击和偏心，使台座承受的倾覆力矩和偏心力尽量减少，从最大程度保证预制构件的质量。

优选的，所述步骤e中，先切断张拉端多余的钢绞线，再逐次切向固定端。放张完成后，先切断张拉端多余的钢绞线，在逐次切断中间部分的钢绞线，最后切断固定端的钢绞线，使其和放张过程的顺序基本一致，保证预制构件的质量。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1、张拉台座只设有一端张拉端用于放张，极大地简化了张拉装置，采用穿心式千斤顶进行放张，装置比较简单，而且成本较低，由于只在一端进行放张，不会出现两端放张不同步的问题，避免了出现两端同时放张而不同步造成的制梁问题，在实现同时控制多个千斤顶进行放张时，通过总控制箱对电动泵站的控制，较好地实现了对预应力构件分阶段放张的过程，有效保证了放张施工的工艺性要求，避免了预制构件发生翘曲、裂纹及钢绞线断裂等质量问题；

2、在液压控制管路上连接有控制装置，总控制箱上设置有自动控制模块，通过在自动控制模块中预先置入程序控制，使放张过程中的放张阶段、放张量、放张时间和放张压力得到较好地控制和实现；

3、在液压控制管路中设置电气比例阀，能实现压力、速度的无级调级，保证液压控制管路的压力调整不会发生陡升陡降的现象，而且，采用电气比例阀可以较好地实现远程控制和程序控制，通过连接总控制箱的自动控制模块，实行自动放张。

附图说明：

图1为预应力施工台座的结构示意图。

图2为本发明的先张法预应力放张施工装置的结构示意图。

图中标记：1-张拉台座，11-底座，12-传力柱，13-固定钢横梁，14-活动钢横梁， 2-穿心式千斤顶，3-液压控制管路，4-电动泵站，5-总控制箱，6-控制装置。

具体实施方式

下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

实施例

如图2所示，先张法预应力放张施工装置，包括张拉台座1和放张设备，所述放张设备为布置于张拉台座张拉端的穿心式千斤顶2，张拉台座1的张拉端设有电动泵站4，所述穿心式千斤顶2通过液压控制管路3与电动泵站4相连，放张施工装置还配备有总控制箱5，总控制箱5通过调整电动泵站4压力来控制整个放张施工装置。

张拉台座只设有一端张拉端用于放张，极大地简化了张拉装置，采用穿心式千斤顶进行放张，装置比较简单，而且成本较低，通过在张拉端设置电动泵站，使穿心式千斤顶同步移动进行放张，通过电动泵站实现对穿心式千斤顶压力的控制，由于只在一端进行放张，不会出现两端放张不同步的问题，避免了出现两端同时放张而不同步造成的制梁问题，在实现同时控制多个千斤顶进行放张时，通过总控制箱对电动泵站的控制，较好地实现了对预应力构件分阶段放张的过程，有效保证了放张施工的工艺性要求，预制构件不会发生翘曲、裂纹及钢绞线断裂等质量问题，两个电动泵站连接到总控制箱，在进行控制操作时，非常简单，能较好地控制张拉应力。

多台穿心式千斤顶2上均设置有用于测量千斤顶移动距离的位移传感器，位移传感器连接至总控制箱。在千斤顶上设置位移传感器，可以及时、同步地将千斤顶的移动距离反馈至总控制箱，从而在总控制箱上可以集中读取位移传感器反馈的数据，既可以通过数据手动控制张拉力，也可以通过电脑自动控制系统，转化输出为对液压控制管路的压力。

穿心式千斤顶2的数量为2台，以固定钢横梁长边中心线为基准，对称布置于固定钢横梁上。在张拉端设置2台穿心式千斤顶2，保证在放张过程中，放张设备可以提供足够的放张应力，防止放张应力不足导致放张施工装置的损坏，对称布置于固定钢横梁上，使固定钢横梁两端受到的应力相同，从而保证传力柱受到的应力更加均衡，防止张拉台座发生倾覆等问题。

液压控制管路3上连接有用于调节液压流量和液压动力的控制装置6，所述控制装置6根据总控制箱5的指令信号调整各个穿心式千斤顶2的运动量。在液压控制管路上连接有控制装置，通过控制装置调节液压流量和液压动力，使穿心式千斤顶同步完成相同的运动量，达到同步放张的目的。

控制装置6为电气比例阀。采取电气比例阀，能实现压力、速度的无级调级，保证液压控制管路的压力调整不会发生陡升陡降的现象，而且，采用电气比例阀可以较好地实现远程控制和程序控制，通过连接总控制箱的自动控制模块，实行自动放张。

总控制箱5上设置有自动控制模块，用于接收、分析位移传感器反馈的数据，并通过运行换算，将数据转化为输出信号，使控制装置自动完成控制过程。自动控制模块上预先置入有控制放张过程的参数，通过预先置入的程序控制，使放张过程中的放张阶段、放张量、放张时间和放张压力得到较好地控制和实现。

总控制箱上设置有声光报警器。在总控制箱上设置声光报警器，用于监测各个系统的正常运行情况，当出现系统压力过高或其他放张异常情况时，声光报警器自动报警。

本发明还提供了一种先张法预应力放张方法，在使用该先张法预应力放张施工装置时，参照下述步骤执行：

a、将张拉端的液压控制管路3连接至电动泵站4，并将电动泵站4的开关集中设置在总控制箱5上；

b、在穿心式千斤顶2上安装好位移传感器，同时在液压控制管路3中安装、调整好电气比例阀6；

c、检查、调试好所有设备，使整个先张法预应力放张施工装置处于正常工作状态；

d、通过总控制箱5启动电动泵站4，待张拉端放张到位；

e、放张完成后切断预制构件两端多余长度的钢绞线。

采取上述方式，极大地简便了操作工序，只需要通过总控制箱即可完成放张工作，简单方便，而且采用一端放张代替两端同时放张的方式，不用控制两端的同步性，始终保持同步放张。通过总控制箱控制电动泵站，也较好地控制了张拉应力，使放张施工工程更符合工艺要求，保证预制构件不发生翘曲、裂纹及钢绞线断裂等问题，确保构件质量。

在操作步骤d时，按下述步骤进行：

d1、启动电动泵站4后，通过液压控制管路3向穿心式千斤顶2输送动力，使穿心式千斤顶2释放部分张拉力；

d2、位移传感器监测到穿心式千斤顶2移动的位移并将数据反馈至总控制箱5，通过自动控制模块的分析、换算，使控制装置6向液压控制管路3输送不同的压力，使千斤顶移动的位移相同，从而保证同步放张，当张拉端的放张量达到预先设计好的放张量时，总控制箱5自动切断压力供应，停止张拉端放张；

d3、根据逐步放张的原则，重复步骤d2，直至完成放张。

采取上述方式，使预制构件自由压缩，避免出现过大的冲击和偏心，使台座承受的倾覆力矩和偏心力尽量减少，从最大程度保证预制构件的质量。

步骤e中，先切断张拉端多余的钢绞线，再逐次切向固定端。放张完成后，先切断张拉端多余的钢绞线，在逐次切断中间部分的钢绞线，最后切断固定端的钢绞线，使其和放张过程的顺序基本一致，保证预制构件的质量。

通过本发明的先张法预应力放张施工装置及方法，极大地简化了放张施工装置，装置结构简单，便于操作，而且成本较低，由于只在一端进行放张，不会出现两端放张不同步的问题，避免了出现两端同时放张而不同步造成的制梁问题，在实现同时控制多个千斤顶进行放张时，通过总控制箱对电动泵站的控制，较好地实现了对预应力构件分阶段放张的过程，有效保证了放张施工的工艺性要求，避免了预制构件发生翘曲、裂纹及钢绞线断裂等质量问题。

同时，在总控制箱内引入自动控制模板，在自动控制模块中预先置入程序控制，使放张过程中的放张阶段、放张量、放张时间和放张压力得到较好地控制和实现，使整个系统可以自动完成放张操作，避免人为因素的干扰。

Claims (8)

1.一种先张法预应力放张施工装置，包括张拉台座和放张设备，其特征在于，所述张拉台座端部分别为张拉端和固定端，所述放张设备为布置于张拉台座张拉端的穿心式千斤顶，张拉台座的张拉端设有电动泵站，所述穿心式千斤顶通过液压控制管路与电动泵站相连，放张施工装置还配备有总控制箱，总控制箱通过调整电动泵站压力来控制整个放张施工装置，所述液压控制管路上连接有用于调节液压流量和液压动力的控制装置，该控制装置根据总控制箱的指令信号调整各个穿心式千斤顶的运动量，所述总控制箱上设置有自动控制模块，用于接收、分析位移传感器反馈的数据，并通过运行换算，将数据转化为输出信号，使控制装置自动完成控制过程。

2.根据权利要求1所述的先张法预应力放张施工装置，其特征在于，多台所述穿心式千斤顶上均设置有用于测量千斤顶移动距离的位移传感器，位移传感器连接至总控制箱。

3.根据权利要求2所述的先张法预应力放张施工装置，其特征在于，所述穿心式千斤顶的数量为2台，以固定钢横梁长边中心线为基准，对称布置于固定钢横梁上。

4.根据权利要求3所述的先张法预应力放张施工装置，其特征在于，所述控制装置为电气比例阀。

5.根据权利要求1所述的先张法预应力放张施工装置，其特征在于，所述总控制箱上设置有声光报警器。

6.一种先张法预应力放张施工方法，其特征在于，如权利要求1-5之一所述的先张法预应力放张施工装置的施工方法，包括以下步骤：

a、将张拉端的液压控制管路连接至电动泵站，并将电动泵站的开关集中设置在总控制箱；

b、在穿心式千斤顶上安装好位移传感器，同时在液压控制管路中安装、调整好电气比例阀；

c、检查、调试好所有设备，使整个先张法预应力放张施工装置处于正常工作状态；

d、通过总控制箱启动张拉端电动泵站，待张拉端放张到位；

e、放张完成后切断预制构件两端多余长度的钢绞线。

7.根据权利要求6所述的先张法预应力放张施工方法，其特征在于，所述步骤d包括以下几个步骤：

d1、启动电动泵站后，通过液压控制管路向穿心式千斤顶输送动力，使穿心式千斤顶释放部分张拉力；

d2、位移传感器监测到穿心式千斤顶移动的位移并将数据反馈至总控制箱，通过自动控制模块的分析、换算，使电气比例阀向液压控制管路输送不同的压力，使千斤顶移动的位移相同，从而保证同步放张，当张拉端的放张量达到预先设计好的放张量时，总控制箱自动切断压力供应，停止张拉端放张；

d3、根据逐步放张的原则，重复步骤d2，直至完成放张。

8.根据权利要求7所述的先张法预应力放张施工方法，其特征在于，所述步骤e中，所述步骤e中，先切断张拉端多余的钢绞线，再逐次切向固定端。