浅谈客运专线预应力箱梁张拉用千斤顶的周期校验

摘要：千斤顶的校验工作是客运专线箱梁张拉过程中的关键环节，本文对铁路标准中规定的千斤顶校正系数进行介绍，分析影响千斤顶校验的若干因素，根据自己多年校验千斤顶的经验总结出千斤顶校验过程中需要注意的事项，为做好校验千斤顶工作提供参考。

关键词：预应力千斤顶校验校正系数

中图分类号： C35 文献标识码： A

《客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件》铁科技[2004]120号文件是预应力箱梁生产的指导性标准，其中千斤顶校验规定：“张拉用千斤顶的校正系数不得大于1.05，油压表的精度不得低于1.0级”，很多校验人员对标准中规定的“校正系数不得大于1.05”这个规定的来源十分困惑。

1 何为校正系数呢？

校正系数k=油压表读数×活塞面积/测力仪读数=理论计算值/实际值测量值≤1.05，即实际测量值不得小于理论计算值的95%，也就是说千斤顶的实际测量值与理论计算值之间的偏差不能超过±5%，例如在JGJ92-2004《无粘结预应力混凝土结构技术规程》中就规定“预应力筋张拉锚固后实际建立的预应力值与工程设计规定检验值的相对允许偏差为±5%”，这说明k≤1.05对于保证建立准确的有效预应力十分重要。在箱梁张拉过程中实际建立的预应力值很难测定，这就需要按期和正确地检验张拉设备，同时操作人员应正确和熟练使用张拉设备。

2 校验千斤顶的原因

由于每台千斤顶活塞面积实际大小和表面粗糙度不同，密封圈和防尘圈松紧程度不同，造成千斤顶内摩擦阻力不同，而且随油压高低和使用时间的变化而变化。千斤顶能够张拉钢束的原因使千斤顶的活塞在高压的作用下带动钢束伸长，高压油的油压大小通过张拉油泵的油表读数得到，活塞的受力简图见图1所示。从图中可以发现，由于活塞千斤顶钢套之间存在摩擦力，油室内油压大小和作用于钢束的力是不相等的。

图1 千斤顶活塞受力简图

设张拉油缸的面积为A，则有活塞力的平衡：A・σ= f + N，由此可见，油压表的读数大于实际作用于钢束上的力，为准确控制作用于钢束上的力，按铁路桥规的要求，在张拉钢束前必须对千斤顶进行校验，得到张拉油表读数和作用于钢束上的张拉力之间的线性回归方程。

3 按期校验千斤顶

千斤顶检验有效期限超过一个月或连续纵向张拉作业达到200次；千斤顶经过大修或严重漏油及经拆除修理后；油压表和油管进行更换或者维修后；千斤顶的校正系数不在1.0～1.05之间时；千斤顶初次使用前；油压表指针不能退回零点。因此，需定期对张拉用千斤顶、油压表进行匹配校验。

4 千斤顶与油压表配套检验方法

4.1 配套标定前的准备工作

检验前保证环境温度在5-35℃；检查油泵里的液压油足够标定千斤顶使用；检查反力装置无变形；检查油压表是否归零，是否在规定检定周期内；检查千斤顶有无严重漏油现象；千斤顶校验时，油泵进油速度应小于0.1MPa/s。

4.2 千斤顶的检验

4.2.1 校验方法

用标准测力仪校验千斤顶是一种比较准确的方法。且适用于流动单位，建议施工单位购置标准测力仪，再购买（或自制）一个反力框架就可以进行千斤顶进行校验。

4.2.2千斤顶就位

用标准测力仪检验千斤顶，首先将千斤顶放在反力框架底座中间，使千斤顶、标准测力仪与反力框架对中，确保测力仪的受力轴线和千斤顶的加力轴线相重合。测力仪与反力框架之间，可根据需要放置垫块，调整空间高度，使千斤顶活塞伸出量接近工作状态，即使千斤顶活塞伸出量达到设计张拉力时千斤顶的行程。如图2。

1-千斤顶；2-垫块；3-标准测力仪；4-垫块；5-反力框架

图2 框架式校验千斤顶示意图

4.2.3 正确校验千斤顶

开动油泵，千斤顶进油，使活塞上升，顶反力框架板。在千斤顶顶反力框架板且使荷载平稳的增加的过程中，自零位到张拉过程中的设计张拉力，将测力仪标定的结果逐级标记到油压表上，标定点应均匀分布在整个测量范围内，且不少于5个点，当采用最小二乘法回归分析千斤顶标定试验时需要不少于10个点，各标定点重复标定三次，取平均值，并且只测读进程，不测读回程。这种方式简单，易操作，也是目前施工单位常用的校验千斤顶方法。由于采用千斤顶作为主动状态（用千斤顶顶反力装置）检验千斤顶，这样测定出来的压力表读数中已包含了千斤顶的内部摩擦阻力的影响，当千斤顶按主动状态进行箱梁的张拉工作时，千斤顶的活塞运行方向与检定千斤顶时的状态一致，也就不存在由于千斤顶自身摩擦力给预应力筋造成预应力损失问题了。

5 校验千斤顶检验注意事项

5.1 压力表的选择

虽然铁科技[2004]120号文中规定压力表精度等级不应低于1.0级，在现场施工中，为保证张拉应力的准确施加，建议选用精度不低于0.4级防振精密压力表，减小由于指针振动、读数和系统原因造成的误差，确保准确施加预应力。

5.2 标准测力仪的选择

笔者发现很多施工单位按照桥梁施工规范要求进行选择测力标准器，一般是应变式标准测力仪或者压力机，准确度级别一般不低于1.0级。而没有注意到国家计量检定规程JJG621-2005《液压千斤顶》中对测力标准器的要求，按照JJG621-2005的要求，测力标准器要选择准确度不低于0.5级的应变式标准测力仪。这对提高千斤顶校验数据的准确性，保证校准系数k在规定的范围内十分重要。

5.3油泵的选择

需要选择振动小、油压脉冲小的电动油泵，而年久失修的油泵，振动较大，油压脉冲大，将导致油压表指针振动厉害，无法准确读取压力表指示值。

5.4千斤顶与压力表的匹配校验

千斤顶实际作用力一般是压力表的读数来测定的，压力表的读数也就是千斤顶油缸内的单位油压。由于摩擦力的存在和影响，在预应力混凝土施工中不应采用理论计算的方法求出压力表的读数从而确定千斤顶的实际作用力，而应通过配套校验把千斤顶主动工作状态时实际作用力与压力表读数之间的相应关系找出来，供施工时使用。千斤顶与压力表必须匹配校验，匹配使用以减少累计误差，提高测力的精度，确保工程质量。

千斤顶校验结果要求：相关系数r＞0.999。

6 结语

千斤顶的校验过程中影响因素有：油压表的精度、标准测力仪的准确度、油泵操作人员的熟练程度等，它们直接影响千斤顶的校验结果，因此必须严格控制加以控制，按照正确的校准方法校准千斤顶，确保铁路客运专线预应力混凝土预制箱梁的施工质量。

参考文献：

[1] 铁科技[2004]120号,《客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件》[s].

[2]王占营.预应力箱梁施工张拉设备的校验与标定 [J].公路交通技术2007（2）.

[3]中华人民共和国国家计量检定规程JJG621-2005,《液压千斤顶》[s].

[4] 傅昌林.预应力用千斤顶装置校准应注意的问题 [J].工程科技2009（1）.