鋼拉桿安裝效果檢驗方法研究

孫振華，楊宋靈，李嘉鵬

（中建筑港集團有限公司，山東 青島 266032）

1 工程背景

板樁碼頭前墻為鋼板樁，錨碇結(jié)構(gòu)為鋼拉桿和鋼筋混凝土錨碇墻，鋼拉桿規(guī)格為Q345，直徑為65mm，鋼拉桿共有189套，拉桿長26.9m。板樁碼頭結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

圖1 板樁碼頭結(jié)構(gòu)示意圖

鋼拉桿設(shè)計預(yù)拉力為20kN，經(jīng)設(shè)計核算，考慮到現(xiàn)場施工因素影響，施工控制預(yù)拉力定為22kN。

2 測定原理

通過測力千斤頂將鋼拉桿拉至22kN，配合扭力扳手測定鋼拉桿處于22kN拉力狀態(tài)下的張緊器處扭力，抽取6根拉桿進行試驗（鋼拉桿安裝測試流程圖如圖2所示），以簡化測試方法，提高施工效率。

圖2 鋼拉桿安裝測試流程圖

3 現(xiàn)場安裝控制扭矩測定

3.1 準備工作

（1）試驗設(shè)備。測力千斤頂2套（套裝：SCR-1010H）、扭力扳手1件（力臂55cm）、扭力扳手力臂加長桿1根（有效力臂117cm）、千斤頂托板1件。儀器設(shè)備具有合格證并經(jīng)過校準。

（2）參數(shù)轉(zhuǎn)換。測力千斤頂壓力換算方法如下：

其中：千斤頂儀表所示數(shù)值為壓強，且1psi=6.895kPa。試驗需將其轉(zhuǎn)化為力F，kN。已知此型號千斤頂油缸有效截面積S=14.5cm2，代入式（1）解得當(dāng)壓力為11kN時，對應(yīng)儀表數(shù)值為110psi。

（3）現(xiàn)場準備：①將鋼拉桿調(diào)平、調(diào)直，每3～5m設(shè)沙袋支墊，每根拉桿的支墊位置基本一致。②將張緊器及拉桿絲扣采用黃油潤滑，使其轉(zhuǎn)動平順，降低摩擦影響。

3.2 鋼拉桿調(diào)平、調(diào)直

通過拉線將鋼拉桿調(diào)平、調(diào)直，重新涂抹黃油潤滑，鋼拉桿支墊方式、材料等一致，盡可能減少影響張緊扭矩的不確定因素。

3.3 松張緊器

將拉桿安裝時初緊的張緊器卸力，確保拉桿處于自然狀態(tài)。

3.4 測力千斤頂施力

將千斤頂安裝于托板之上。將2套千斤頂各均勻加壓至1100psi（11kN），托板上焊有2個千斤頂支撐支座，借由千斤頂對錨碇墻施力，使托板拉動鋼拉桿達到22kN拉力。如圖3～圖4所示。

圖3 測力千斤頂施力現(xiàn)場施工圖

3.5 扭矩扳手測力矩

將扭矩扳手安裝力臂加長桿后進行力矩測定，通過反復(fù)旋轉(zhuǎn)一小段行程（10°左右）3次，取扭力扳手平均力矩作為最終值。為研究鋼拉桿垂直度偏差對扭矩的影響，統(tǒng)計各拉桿垂直度偏差進行分類分析。為研究力矩大小與張緊力的關(guān)系，鋼拉桿拉應(yīng)力分別取40kN、50kN時進行抽樣試驗。

3.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

扭矩對應(yīng)拉桿拉力數(shù)據(jù)如下如表1～表2所示。其中，拉桿垂直度偏差測量方法為以拉桿一端為基點，垂直于胸墻、錨碇墻拉線至另一端，量取拉桿端頭與線端頭距離。

圖4 測力千斤頂施力示意圖

4 試驗結(jié)果

（1）由表1和表2可知，拉力值為22kN的試驗共進行了6組，均值為134.15N·m。拉桿拉力增大，扭矩呈線性變化（如圖5所示）。

（2）對比表1和表2發(fā)現(xiàn)，鋼拉桿垂直度偏差對張緊器扭轉(zhuǎn)力矩影響不明顯。

圖5 拉桿拉力與扭轉(zhuǎn)力矩關(guān)系圖

5 結(jié)束語

綜上所述，該鋼板樁碼頭施工情況良好。在安裝鋼拉桿時，采用扭矩扳手+加長桿的方式控制鋼拉桿預(yù)拉力，并采用專用預(yù)拉力測定儀器對其進行驗收。驗收結(jié)果表明：鋼拉桿預(yù)拉力均大于設(shè)計預(yù)拉力，各拉桿受力均勻，且施工完成后，通過觀測碼頭前墻沉降位移未發(fā)現(xiàn)明顯位移，因此滿足碼頭結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的要求。

表1 拉桿抽樣試驗結(jié)果（拉桿垂直度偏差3～12cm） 單位：N·m

表2 拉桿抽樣試驗結(jié)果（拉桿垂直度偏差39～50cm） 單位：N·m