預(yù)應(yīng)力橋梁和公路施工中,為保證所施加的預(yù)應(yīng)力的準確,必須對施加預(yù)應(yīng)力的設(shè)備——液壓千斤頂裝置進行校準,在校準中有幾個問題需要注意,下面分別加以分析說明:
1 液壓千斤頂配套壓力表和電動油泵對校準的影響
液壓千斤頂裝置由液壓千斤頂、電動油泵、壓力表、高壓油管組成,所以稱其為裝置。其中,壓力表和電動油泵的對測量結(jié)果影響最大,配置時應(yīng)特別注意?,F(xiàn)在,對壓力表配置提出明確要求的有:鐵路標準TB 10203-2002《鐵路橋涵施工規(guī)范》,要求是1.0級防震壓力表;《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》要求是1.6級一般壓力表。對一只經(jīng)檢定合格的壓力表,其允許最大引用誤差是一定的,但相對誤差因不同的示值而有所不同。對1.0級壓力表,引用誤差為±1.0%,相對誤差見表1
表 1 1.0級壓力表各種誤差數(shù)據(jù)表
示值
/MPa
|
絕對誤差
/ MPa
|
引用誤差/%
|
相對誤差/%
|
5
|
±0.6
|
±1.0
|
±12
|
10
|
±0.6
|
±1.0
|
±6.0
|
15
|
±0.6
|
±1.0
|
±4.0
|
20
|
±0.6
|
±1.0
|
±3.0
|
25
|
±0.6
|
±1.0
|
±2.4
|
30
|
±0.6
|
±1.0
|
±2.0
|
35
|
±0.6
|
±1.0
|
±1.7
|
40
|
±0.6
|
±1.0
|
±1.5
|
45
|
±0.6
|
±1.0
|
±1.3
|
50
|
±0.6
|
±1.0
|
±1.2
|
55
|
±0.6
|
±1.0
|
±1.1
|
60
|
±0.6
|
±1.0
|
±1.0
|
對1.6級壓力表,引用誤差為±1.6%,相對誤差見表2
表 2 1.6級壓力表各種誤差數(shù)據(jù)表
示值
/MPa
|
絕對誤差
/ MPa
|
引用誤差/%
|
相對誤差/%
|
5
|
±0.96
|
±1.6
|
±19.2
|
10
|
±0.96
|
±1.6
|
±9.6
|
15
|
±0.96
|
±1.6
|
±6.4
|
20
|
±0.96
|
±1.6
|
±4.8
|
25
|
±0.96
|
±1.6
|
±3.8
|
30
|
±0.96
|
±1.6
|
±3.2
|
35
|
±0.96
|
±1.6
|
±2.7
|
40
|
±0.96
|
±1.6
|
±2.4
|
45
|
±0.96
|
±1.6
|
±2.1
|
50
|
±0.96
|
±1.6
|
±1.9
|
55
|
±0.96
|
±1.6
|
±1.7
|
60
|
±0.96
|
±1.6
|
±1.6
|
從上面2個表格中“相對誤差”一欄中,可以清楚看到:合格的壓力表,在小量程測量段,誤差是很大的。對1.0級壓力表,在≤15MPa測量段,誤差均≥5.0%;對1.6級壓力表,在≤20MPa測量段,誤差均≥5.0%.如果我們施工中不以校準系數(shù)(也叫校正系數(shù))作為千斤頂是否合格的依據(jù),而是根據(jù)校準證書的數(shù)據(jù)對點使用千斤頂校準的實際值,相對誤差大小無關(guān)緊要;但對鐵路施工,要求計算值,且要求≤1.05,(=理論計算值/實際測量值)。也就是說,實際值不得小于理論值的5%,更不得大于理論值。如果單純從理論的角度來講,在其他影響量的誤差都忽略不計的情況下,是容易滿足這個要求的,因為:理論值,實際值,式中:——千斤頂活塞面積,——油壓力, ——千斤頂油缸與活塞表面的摩擦力。
從上面的公式可以得出:實際值小于理論值看似天經(jīng)地義的事;但我們一旦考慮了壓力表的相對誤差后,情況就變了。壓力表的誤差有“+”有“-”,在誤差為“+”的情況下,再考慮摩擦力的影響,二者有累加的作用,千斤頂理論值肯定應(yīng)該大于實際值,且完全存在在校準系數(shù)>1.05的情況;誤差為“—”的情況下,由壓力表相對誤差而引起的千斤頂力值偏移△1與摩擦力相互有削弱的趨勢,具體情況有三種:①當△1>時,表現(xiàn)出來的情況是:千斤頂實際值>理論值,校準系數(shù)<1;②當△1<時,表現(xiàn)出來的情況是:千斤頂實際值<理論值,校準系數(shù)>1;③當△1=時,表現(xiàn)出來的情況是:千斤頂實際值=理論值,校準系數(shù)=1。從上面的分析,我們已經(jīng)看到:在實際的校準中,千斤頂實際值>理論值,校準系數(shù)<1;千斤頂實際值<理論值,且校準系數(shù)>1.05,這兩種情況的出現(xiàn)是可能的,這也說明了《鐵路橋涵施工規(guī)范》硬性要求1.0≤≤1.05是不科學的,《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》就沒有提及;只要千斤頂、壓力表、電動油泵是配套校準的,根據(jù)校準方程使用就可以了,何況部分千斤頂由于名牌丟失后根本無法獲得張拉活塞面積等參數(shù),無法計算值。國家計量檢定規(guī)程JJG 621-2005《液壓千斤頂》也沒有值這個指標,而是以示值重復性、內(nèi)插誤差、負載效率指標對千斤頂校準結(jié)果進行評定。
電動油泵對測量結(jié)果的影響主要表現(xiàn)為:性能穩(wěn)定、工作正常的電動油泵,其震動小、油壓脈沖小,壓力表指針轉(zhuǎn)動平穩(wěn),便于讀數(shù),提供校準、張拉力值的準確性。而年久失修,性能較差的油泵,其震動厲害、油壓脈沖大,壓力表指針顫動嚴重,不利于讀數(shù),校準、張拉力值的準確性受到影響,有時根本無法讀數(shù)。
另外,需要注意的是,如果校準時使用的油泵和張拉時的油泵規(guī)格不一致,將引起較大示值偏差。我們在進行“預(yù)應(yīng)力張拉公司用液壓千斤頂校準方法研究”科研項目時,使用ZB4-500和ZB10/320-4/800B兩種油泵,在千斤頂和壓力表不變的情況下進行對比試驗,校準數(shù)據(jù)差值在2~3%.在此,提醒同行注意:最好在千斤頂校準時嚴格千斤頂、壓力表、電動油泵三配套原則,以避免產(chǎn)生大的誤差。
2 校準用標準器對測量結(jié)果的影響
在國家計量檢定規(guī)程JJG 621-2005《液壓千斤頂》發(fā)布實施前,建筑施工行業(yè)都是按照橋梁施工規(guī)范的要求選擇力標準器,主要為壓力試驗機、應(yīng)變式測量儀,準確度級別一般不低于1.0級。在JJG 621-2005標準實施后,按照其要求,標準器應(yīng)為應(yīng)變式測力儀,準確度級別不得低于0.5級,這對提高千斤頂校準數(shù)據(jù)的準確性很有好處。從計量學的角度看,符合6原則,應(yīng)變式測力儀的極限偏差(——千斤頂?shù)臉O限偏差)
3 校準用輔助裝置——反力架的要求及其對測量結(jié)果的影響
反力架的質(zhì)量對千斤頂校準數(shù)據(jù)有一定影響,為消除其引起的誤差,在反力架制作時應(yīng)特別注意:①反力架的強度:應(yīng)能承受千斤頂?shù)念~定載荷,并留有20%的安全系數(shù),防止發(fā)生破壞。②反力架的剛度:在額定載荷下不發(fā)生明顯的彈性變形,避免反力架彈性變形而損失少量力值。③上下承壓板的強度:在額定載荷下不發(fā)生塑性變形,避免應(yīng)變式測力儀上下承壓墊的損壞和受力情況局部改變。④上下承壓板的平行度:應(yīng)符合要求,平行度一般<。避免產(chǎn)生水平分力,使測力儀上反映的力值偏小。
4 電動油泵操作人員對測量結(jié)果的影響
從測量過程控制的角度講,電動油泵操作人員也是重要的影響因素,其業(yè)務(wù)素質(zhì)和經(jīng)驗將對千斤頂校準數(shù)據(jù)產(chǎn)生不可忽視的作用。以YCW150B(1500kN)千斤頂為例,其張拉活塞面積2,壓力表分度值 ,如果操作人員讀數(shù)誤差為0.1,產(chǎn)生的力值偏差
,以壓力表第一個點5計算相對誤差 ,對YDCL600Q-150(6000kN)的千斤頂,其張拉活塞面積2,則產(chǎn)生力值偏差
,以壓力表第一個點5計算相對誤差,影響是明顯的。因此,提高操作者讀數(shù)的準確性很有必要。
5 校準時加力方式的影響
在實際工作中,由于對橋梁施工規(guī)范的獲取和理解原因,產(chǎn)生了兩種加力方式:一種是電動油泵主動加力,張拉活塞向外伸出,活塞受力見下圖(a);另一種是標準測力機加力,張拉活塞被往里壓,向內(nèi)回縮,活塞受力見下圖(b)。這兩種狀態(tài)下,千斤頂?shù)膹埨钊芰τ兴煌?,摩擦力的方向正好相反?/span>
對第一種情況,是施工規(guī)范要求的,千斤頂校準狀態(tài)與實際工作狀態(tài)一致,張拉活塞受的外載,對第二種情況,是部符合施工規(guī)范要求的,千斤頂校準狀態(tài)與實際工作狀態(tài)不一致,張拉活塞受的外載,我們校準所得到的實際力值即是不同的,對第二種情況,偏大。
6 綜合分析及結(jié)論
綜上所述,千斤頂校準過程中影響實際力值的主要因素有:壓力表、力標準器、電動油泵、油泵操作者、加力方式。它們是千斤頂校準過程中重要的影響量,它們通過校準數(shù)據(jù)綜合反映出來。必須對各個因素加以嚴格控制,最大限度減小控制不嚴對校準結(jié)果產(chǎn)生的附加影響,保證橋梁、公路預(yù)應(yīng)力施工的質(zhì)量和安全。
開封市北方預(yù)應(yīng)力機械有限公司是比較權(quán)威的預(yù)應(yīng)力產(chǎn)品的生產(chǎn)廠家.目前主要生產(chǎn)各種張拉設(shè)備、預(yù)應(yīng)力錨具、錨具、錨墊板、連接器、先張梁卡具及配套使用的各種類型的穿心式千斤頂、連續(xù)千斤頂、大噸位前卡式千斤頂;各種型號的高壓電動油泵、預(yù)應(yīng)力金屬波紋管成型機、灰漿泵、灰漿攪拌機、鐓頭器、擠壓機等。