钢拉杆安装效果检验方法研究

孙振华，杨宋灵，李嘉鹏

（中建筑港集团有限公司，山东 青岛 266032）

1 工程背景

板桩码头前墙为钢板桩，锚碇结构为钢拉杆和钢筋混凝土锚碇墙，钢拉杆规格为Q345，直径为65mm，钢拉杆共有189套，拉杆长26.9m。板桩码头结构示意图如图1所示。

图1 板桩码头结构示意图

钢拉杆设计预拉力为20kN，经设计核算，考虑到现场施工因素影响，施工控制预拉力定为22kN。

2 测定原理

通过测力千斤顶将钢拉杆拉至22kN，配合扭力扳手测定钢拉杆处于22kN拉力状态下的张紧器处扭力，抽取6根拉杆进行试验（钢拉杆安装测试流程图如图2所示），以简化测试方法，提高施工效率。

图2 钢拉杆安装测试流程图

3 现场安装控制扭矩测定

3.1 准备工作

（1）试验设备。测力千斤顶2套（套装：SCR-1010H）、扭力扳手1件（力臂55cm）、扭力扳手力臂加长杆1根（有效力臂117cm）、千斤顶托板1件。仪器设备具有合格证并经过校准。

（2）参数转换。测力千斤顶压力换算方法如下：

其中：千斤顶仪表所示数值为压强，且1psi=6.895kPa。试验需将其转化为力F，kN。已知此型号千斤顶油缸有效截面积S=14.5cm2，代入式（1）解得当压力为11kN时，对应仪表数值为110psi。

（3）现场准备：①将钢拉杆调平、调直，每3～5m设沙袋支垫，每根拉杆的支垫位置基本一致。②将张紧器及拉杆丝扣采用黄油润滑，使其转动平顺，降低摩擦影响。

3.2 钢拉杆调平、调直

通过拉线将钢拉杆调平、调直，重新涂抹黄油润滑，钢拉杆支垫方式、材料等一致，尽可能减少影响张紧扭矩的不确定因素。

3.3 松张紧器

将拉杆安装时初紧的张紧器卸力，确保拉杆处于自然状态。

3.4 测力千斤顶施力

将千斤顶安装于托板之上。将2套千斤顶各均匀加压至1100psi（11kN），托板上焊有2个千斤顶支撑支座，借由千斤顶对锚碇墙施力，使托板拉动钢拉杆达到22kN拉力。如图3～图4所示。

图3 测力千斤顶施力现场施工图

3.5 扭矩扳手测力矩

将扭矩扳手安装力臂加长杆后进行力矩测定，通过反复旋转一小段行程（10°左右）3次，取扭力扳手平均力矩作为最终值。为研究钢拉杆垂直度偏差对扭矩的影响，统计各拉杆垂直度偏差进行分类分析。为研究力矩大小与张紧力的关系，钢拉杆拉应力分别取40kN、50kN时进行抽样试验。

3.6 数据统计

扭矩对应拉杆拉力数据如下如表1～表2所示。其中，拉杆垂直度偏差测量方法为以拉杆一端为基点，垂直于胸墙、锚碇墙拉线至另一端，量取拉杆端头与线端头距离。

图4 测力千斤顶施力示意图

4 试验结果

（1）由表1和表2可知，拉力值为22kN的试验共进行了6组，均值为134.15N·m。拉杆拉力增大，扭矩呈线性变化（如图5所示）。

（2）对比表1和表2发现，钢拉杆垂直度偏差对张紧器扭转力矩影响不明显。

图5 拉杆拉力与扭转力矩关系图

5 结束语

综上所述，该钢板桩码头施工情况良好。在安装钢拉杆时，采用扭矩扳手+加长杆的方式控制钢拉杆预拉力，并采用专用预拉力测定仪器对其进行验收。验收结果表明：钢拉杆预拉力均大于设计预拉力，各拉杆受力均匀，且施工完成后，通过观测码头前墙沉降位移未发现明显位移，因此满足码头结构稳定性的要求。

表1 拉杆抽样试验结果（拉杆垂直度偏差3～12cm） 单位：N·m

表2 拉杆抽样试验结果（拉杆垂直度偏差39～50cm） 单位：N·m