利用预应力张拉原理提升倒锥形水塔水箱的方法和措施

目录

第一章介绍 . ...................................................................................................... 1

第二章安全注意事项 . ...................................................................................... 2

第三章操作注意事项 . ...................................................................................... 3

第四章提升施工工艺 . ...................................................................................... 4

第五章水箱提升前应完成的工作................................................................... 5

第六章提升系统构造 . ...................................................................................... 6

第一节水塔筒身平台上的提升机构 ............................................................................ 6

第二节水箱下环梁吊点锚具选用 ................................................................................ 6

第三节水箱下环梁吊点构造 ........................................................................................ 7

第四节提升吊点数的确定 ............................................................................................ 7

第五节钢绞线数量的确定 ............................................................................................ 7

第六节确定提升荷载 .................................................................................................... 7

第七章提升工艺原理 . ...................................................................................... 8

第一章 介绍

目前国内对倒锥形水塔水箱的提升普遍采用普通液压滑模千斤顶或SD-90-35型松卡式滑模千斤顶加￠25圆钢或￠48钢管作工具式吊杆进行提升。这种提升方法由于使用的提升千斤顶额定提升力较小，一次行程都不超过40mm ，且工具式吊杆需要加工，因此在提升中不但要用较多的千斤顶，而且施工工艺复杂、施工周期长、提升吊杆受力不易均匀、材料消耗多。【恒智天成】市【恒智天成】实验厂水塔工程施工中，运用预应力张拉施工工艺原理，用5柬钢绞线和5个大吨位千斤顶即可把水箱平稳地从地面提升到30m 高的设计位置。该提升方法工艺简单、安全可靠，且大大缩短了工期，节约了提升吊杆的钢材，取得了较好的经济效益。

第二章 安全注意事项

穿、拆钢绞线时，钢绞线头必须固定在平台上，以防钢绞线下落伤人。水箱四周10m 范围内为安全区，提升时禁止入内。提升结束后，支承环梁未达强度前不准触动锚具。风力大于6级时停止提升工作。

该工程完全利用预应力张拉施工设备、材料及锚具进行提升，锚具虽经近300次重复松紧使用，但夹片尚未发现毛刺。钢绞线经提升使用表面损伤很轻，尚可再次使用。由于千斤顶一次行程可达150mm ，大大加快了提升速度，从准备到结束仅用了4d 时间。

第三章 操作注意事项

1、安承压钢圈时须注意接触面严密，高低不平处须用铁片垫平。

2、钢绞线切断处须用铁丝扎紧，穿线时应从塔身平台上缓慢下穿。

3、水箱下环梁的吊点锚具锁紧前，每根钢绞线应拉紧到同一程度，夹片完全夹紧。

4、平台上液压系统安装完毕后应进行试运转，先充油排气，然后加压至12N/mm2，每次持压5min ，重复3次后检查各密封处是否渗漏，待各部工作正常后接通千斤顶。

5、提升时发现千斤顶不同步或钢绞线有松动时应及时调整进油量控制千斤顶升差。

6、第一次提升时，以水箱离支点50mm 时停止12h ，以观察此阶段是否有异常现象。

7、提升过程中，须随时察看水箱的水平度，发现不平随即调平。

8、提升结束后应检查各锚固端是否锚固牢靠，如有问题应及时锚紧。并用木楔把水箱下环梁与筒身之间空隙楔紧，水箱上环梁用钢支撑固定。

第四章 提升施工工艺

1、安装平台上的承压钢圈，钢圈上安锚环。

2、穿钢绞线并随即用夹片锁紧钢绞线，拉紧钢绞线固定水箱下锚具。

3、安千斤顶，套千斤顶上锚具。

4、安电动油泵与千斤顶接通油路，接通电源并关闭油泵针形阀。

5、液压油泵试工作，检查油泵是否正常。

6、油泵正式工作、千斤顶进油，千斤顶活塞顶升锚具带动水箱上升。

7、一行程结束，油泵回油，千斤顶活塞下降，下锁具同时锁紧钢绞线。

8、千斤顶上锚具松开，并随之下降。

9、重复6～8过程至水箱到设计标高。

10、在千斤顶上部切断钢绞线，卸下千斤顶及上锚具、油泵。

11、水箱下支承环梁浇筑混凝土并达设计强度。

12、水箱下环梁上部切断钢绞线，卸下承压钢圈及锚具。

第五章 水箱提升前应完成的工作

1、筒身、水箱混凝土强度等符合设计要求。

2、筒身平台上等距离预留5个￠80孔洞，其位置与水箱下环梁预埋￠50钢管相对应，平台孔、预埋钢管和锚垫板3孔应在同一中心垂线上。

3、平台用1：2水泥砂浆抹平，四周安钢栏杆，筒身内设爬梯，平台中间满铺50mm 厚木板。

4、塔身上四周弹出4条垂直线，并用红漆标出明显标高尺寸，以便提升时随时观察水箱的水平度。

第六章 提升系统构造

第一节 水塔筒身平台上的提升机构

水塔筒身平台的标高一般比水箱上环梁标高低700mm 左右，即提升过程中水箱的上环梁通过水塔筒身平台。在修改筒身平台设计时，应使平台外径和上环梁内径间保持【恒智天成】mm 的空隙。

1、水塔为保持平台均匀受力，在平台上设置一承压钢圈，钢圈宽200mm ，高250mm ，用10～12mm 厚钢板焊成圆形工字钢梁。

2、千斤顶和锚具选用：锚具选用QM15—4，共5个吊点计20根钢绞线。选用YC60A 穿心式液压千斤顶。该千斤顶额定压力40MPa ，张拉力为600kn ，张拉行程200mm ，穿心孔直径为55mm 。

3、电动油泵选择：每个千斤顶配备1台ZB4—500S 电动油泵，额定压力为50MPa ，大于YC60A 千斤顶额定压力。为使5台油泵同步工作，每个千斤顶旁固定一根标尺，在千斤顶活塞顶上设一指针对准标尺。活塞向上顶升时指针随时指出提升高度，5根指针高差相差达10mm 时，应随时调节千斤顶进油量，以控制千斤顶行走速度。活塞控制行程高度安装一限位开关，与高压油泵电源开关连接，当千斤顶活塞行至规定高度时，电源自动切断，停止供油，活塞停止工作，使5个千斤顶保持同步工作。

4、钢绞线下料长度L=L1+L2+L3+L4+L5。L 1为筒身平台标高—水箱下环梁底标高；L 2为水箱下环梁吊点处锚垫板厚+锚板厚；L 3为水塔平台上钢环梁高+锚板厚；L 4为千斤顶长度+千斤顶上锚板厚；L 5为两端预留长度，按一端200mm 计。

第二节 水箱下环梁吊点锚具选用

吊点和钢绞线总根数确定后，即可确定每个吊点的钢绞线根数。选用QM15-4锚具，该锚具用于预应力结构时由锚垫板和锚板配套；但用于提升系统及水箱下环梁时无法埋设锚垫板，故特制一方形铁盒式铺垫板，以解决此矛盾。该锚垫板（即承压垫）可预先焊在水箱下环梁下的承压钢垫板上。

第三节 水箱下环梁吊点构造

水箱下环梁受5个较大的集中荷载作用，故先对吊点处的环梁截面进行抗剪验算，根据验算结果应在吊点处增加抗剪钢筋。为使吊点处混凝土受力均匀，该处增加一块与下环梁中预埋￠50钢管相焊接的承压钢板。

第四节 提升吊点数的确定

该方法千斤顶用量少，为避免因某一提升设备发生故障而更换时，该吊点失去作用而造成水箱在空中失控，确定吊点数为5点。若吊点及使用设备过多，提升过程中很难保证同步上升。

第五节 钢绞线数量的确定

采用符合国标GB5224-85规范的￠15（7￠5）钢绞线，其公称截面积139.98mm 2，强度级别为1570N/mm2，设计抗拉强度取值为1000N/mm2。

一根钢绞线允许抗拉力为140kn ，钢绞线所需根数n=Pmax÷140kn ×K （K 为安全系数取2.5）。

第六节 确定提升荷载

提升荷载Pmax=（P 1+P2+P3）βα

式中Pmax 为最大提升荷载；P 1为水箱自重；P 2为水箱内外粉刷层重；P 3为施工荷载；β为提升均载系数，取1.15；α为提升动力系数，取1.3。

第七章 提升工艺原理

先对水塔筒身在原国标图集的基础上进行修改，即把筒身从水箱支承环梁向上部分改成和下部一样，并在顶上形成一个提升平台。在施工完毕的水塔筒身平台上安放一承压钢圈，钢圈上安放锚具及穿心式千斤顶，钢绞线穿过千斤顶及上下锚具并穿过水箱下环梁通过锚具固定，见图【恒智天成】。

千斤顶加压，活塞带动锚具1向上顶升，此时锚具1锁紧钢绞线，锚具3松开，带动水箱6向上提升。当千斤顶回油活塞向下时，锚具3锁紧钢绞线，锚具1松开一同跟千斤顶活塞向下回落。这样千斤顶不断往复运动，使上下锚具交替打开、锁紧钢绞线，钢绞线带动水箱不断上升直至完成全部提升工作。