水电站钢管流速5米压力多少
第八章 水电站压力管道要求：掌握压力管道的工作特点、类型及总体布置，压力管道的尺寸拟定，设计方法和步骤。第一节 压力管道的功用和类型一、功用及特点(一) 功用压力管道是从水库、压力前池或调压室向水轮机输送水量的水管。(二)特点(1) 坡度陡(2) 内水压力大，且承受动水压力的冲击(水击压力)(3) 靠近厂房。严重威胁厂房的安全。压力管道的主要荷载为内水压力，HD值是标志压力管道规模及技术难度的重要参数值。当V=5~7m/s时，HD≈(0.15～0.18) NgH当Ng相同时，H愈大，HD愈大。目前最大达5000m2。目前最大直径的钢管是巴基斯坦的塔贝拉水电站第三期扩建工程的隧洞内明钢管，直径为13.26m。二、分类
按布置方式分按材料分
明管：暴露在空气中(无压引水式电站)钢管(大中型水电站)钢筋混凝土管(小型电站)
地下埋管（隧洞埋管)：埋入岩体。(有压引水电站)不衬砌、锚喷或混凝土衬砌、钢衬混凝土衬砌，聚酯材料管
混凝土坝身埋管：依附于坝身(混凝土重力坝及重力拱坝)，包括：坝内管道、 坝上游面管、坝下游面管钢筋混凝土结构、钢衬钢筋混凝土结构
第二节 压力管道的线路选择及尺寸拟定一、供水方式1．单元供水：一管一机。不设下阀门。优点：结构简单(无岔管)、工作可靠、灵活性好，易于制作，无岔管缺点：造价高适用：(1) 单机流量大、长度短的地下埋管或明管； (2) 混凝土坝内管道和明管道2．联合供水：一根主管，向多台机组供水。设下阀门。优点：造价低缺点：结构复杂（岔管）、灵活性差适用：、(1) 机组少、单机流量小、引水道长的地下埋管和明管3． 分组供水：设多根主管，每根主管向数台机组供水。设下阀门。
适用：压力水管较长，机组台数多，单机流量较小的情况。地下埋管和明管单元供水 联合供水分组供水二、明管布置管道与主厂房的关系：1．正向引近：低水头电站。水流平顺、水头损失小，开挖量小、交通方便。钢管发生事故时直接危机厂房安全。2．纵向引近：高、中水头电站。避免水流直冲厂房。3．斜向引近：分组供水和联合供水。(a)、(b) 正向引进 (c)、(d) 纵向引进(e) 斜向引进压力水管引进厂房的方式三、线路选择压力管道的线路选择应结合引水系统中的其它建筑物(前池、调压室)和水电站厂房布置统一考虑。1．路线尽可能短、直。（经济、水头损失小、水击压力小）一般设在陡峻的山脊上。2．地质条件好。山体稳定、地下水位低、避开山崩、雪崩地区。3．尽量减小上下起伏，避免出现负压；转弯半径R≯3D。四、压力管道直径的选择压力管道经济直径确定是压力管道的主要设计内容之一。1．动能经济比较法：基本原理与渠道相同（压力管道要考虑流速、水击压力的影响），拟定几个直径，进行动能经济计算，比较确定最优经济直径。2．经验公式法：简化条件推导公式。精度较低，初步设计时采用Qmax——压力管道设计流量，H—设计水头3．经济流速法：压力管道的经济流速一般为4~6m/s，最大不超过7m/s，De= Qmax/Ve注：确定压力钢管直径的公式有很多。经验公式法或经济流速方法的设计结果可作为参考。第三节 明钢管的敷设方式及附件一、明钢管的敷设方式和支承方式明钢管一般敷设在一系列支墩上，离地面不小于60cm（便于维护和检修）。水管受力明确，在自重和水重作用下，水管在支墩上相当于一个多跨连续梁；每隔120~150m或在钢管轴线转弯处(包括平面转弯和立面转弯)设置镇墩，将水管完全固定，相当于梁的固定端。
明钢管的敷设连续式布置：管身在两镇墩间连续，不设伸缩节。温度应力大，一般较少采用。分段式：两镇墩间设伸缩节（上镇墩的下游侧）。温度应力小。(一) 镇墩1．功用：固定钢管，承受因水管改变方向而产生的轴向不平衡力。水管在此处不产生任何方向的位移。2．布置：水管转弯处，直线段不超过150m。 3．类型：一般由混凝土浇制，靠自重维持稳定。(1) 封闭式：应用广泛。结构简单，节约钢村，固定效果好。(2) 开敞式：采用较少。易于检修，但受力不均匀。封闭式镇墩 开敞式镇墩（二) 支墩1．功用：承受水重和管重的法向分力。相当于连续梁的滚动支承，允许水管在轴向自由移动（温度变化时）。2．布置：间距6~12m，D特别大时，L取3m。支墩间距小→M、Q(弯矩和剪力)小→支墩造价高。3．类型：(1) 滑动式：支承环式、鞍式鞍式：包角：90～120，结构简单，造价低，摩擦力大，支承部位受力不均匀，D<1m。支承环式：在支墩处管身四周加刚性支承环。摩擦力小，支承部位受力较均匀，D<2m(2) 滚动式：在支承环与墩座之间加圆柱形辊轴，f小，D>2m。(3) 摆动式：在支承环与墩座之间设一摆动短柱。f很小，D>2m滑动支墩滚动支墩摆动支墩二、阀门及附件(一) 闸门及阀门1．快速平板闸门（事故门）——压力管道进口（前池、调压室、水库)。作用：在压力管道发生事故或检修时用以切断水流。2．快速阀门（事故阀或下阀门）——水轮机进口前(联合供水或分组供水)，作用：为避免一台机组检修影响其他机组的正常运行，或在调速器、导水叶发生故障时，为紧急切断水流，防止机组产生飞逸。类型：平板阀、蝴蝶阀、球阀(1) 平板阀：框架+板面构成。阀体在门槽中的滑动方式与一般的平板闸门相似。平板阀一般用电动或液压操作。这种阀门止水严密，运行可靠，但需要很大的启闭力，动作缓慢，易产生汽蚀，常用于直径较小的水管。
(2) 蝶阀：由阀壳+阀体组成。阀壳为一短圆筒，阀体形似圆盘，在阀壳内绕水平或垂直轴旋转。阀门关闭时，阀体平面与水流方向垂直；开启时，阀体平面与水流方向一致。蝶阀关 蝶阀开优点：启闭力小，操作方便迅速，体积小，重量轻，造价较低；缺点：在开启状态时由于阀门板对水流的扰动，造成附加水头损失和阀门内汽蚀现象；在关闭状态时，止水不严密，不能部分开启。适用：大直径、水头不很高的情况。目前蝴蝶阀应用最广，最大直径可达8m以上，最大水头达200m。蝴蝶阀要求在动水中关闭，静水中开启。 (3) 球阀：球形外壳+可旋转的圆筒形阀体+附件。阀体圆筒的轴线与水管轴线一致时，阀门处于开启状态，若将阀体旋转90o，使圆筒一侧的球面封板挡住水流通路，则阀门处于关闭状态。优点：在开启状态时实际上没有水头损失，止水严密，结构上能承受高压；缺点：是尺寸和重量大，造价高。适用：高水头电站的水轮机前阀门。球阀是在动水中关闭，在静水中开启。球阀关球阀开(二) 附件(1) 伸缩节作用：消除温度应力，且适应少量的不均匀沉陷位置：常在上镇墩的下游侧 (2) 通气阀作用：当阀门紧急关闭时，向管内充气，以消除管中负压；水管充水时，排出管中空气位置：阀门之后(3) 进人孔作用：检修钢管；位置：钢管上方；直径：50cm左右。(4) 旁通阀及排水设备旁通阀：设在水轮机进水阀门处；作用：阀门前后平压后开启，以减小启闭力。排水管：水管的最低点应设置；作用：在检修水管时用于排出管中的积水和渗漏水。
第四节 作用在明钢管上的力一、力和荷载种类(一) 力1．内水压力：(1) 正常蓄水位的静水压力；(2) 正常工作情况最高压力(正常蓄水位,丢弃全负荷)；(3) 特殊工作情况最高压力(最高发电水位,丢弃全负荷)；(4) 水压试验内水压力；2．钢管结构自重；3．钢管内的满水重；4．钢管充水，放水过程中，管内部分水重；5．由温度变化引起的力，对分段敷设的明钢管，即伸缩节和支墩的摩擦力；6．管道直径变化处，转弯处及作用在闷头，闸阀，伸缩节上的水压力；7．镇墩、支墩不均匀沉陷引起的力；8．风荷载；9．雪荷载；10．施工荷载；11．地震荷载；12．管道放空时通气设备造成的气压差；要注意荷载的作用方向及作用的时间，在某些情况下有的荷载不可能出现。(二) 荷载种类按力的作用方向可以将上述作用力归纳为轴向力、径向力和法向力。1．轴向力：水重+管重的轴向分力，摩擦力，管径变化处、转弯处、闷头、阀门、伸缩节上的水压力。2．径向力：内水压力3．法向力：水重+管重的法向分力第五节 明钢管的结构分析一、钢管管壁厚度估算在进行钢管应力分析时，需要先设定管壁厚度。由于内水压力在管壁上产生的环向应力是其主要应力。因此用锅炉公式来初拟管壁厚度，以钢材的允许应力[σ]代替σ θ，根据规范要求，焊缝系数φ一般取为0.9~0.95，允许应力取钢管材料允许应力的75% ~85%。考虑钢管运行期间的锈蚀、磨损及钢板厚度误差，δ实际=δ+2mm（锈蚀厚度）；在实际工程中，考虑到制造、运输、安装等条件，必须保持一定的刚度，因而需要限制管壁的最小厚度δmin。δmin一般取为D/800+4(mm)，且不宜小于6 mm二、管身的应力分析钢管支承在一系列支墩的直线管段在法向力的作用下，相当于一根连续梁。支墩处设有支承环，由于抗外压需要，支承环之间有时还加有刚性环(加劲环)。一般情况下，最后一跨的应力最大。根据受力特点常选四个断面进行应力分析。
(1) 跨中断面1－1:只有弯距作用，且弯距最大,无局部应力——受力最简单；(2) 支承环旁管壁膜应力区边缘，断面2－2：弯距和剪力共同作用，均按最大值计算，无局部应力——受力比较简单；(3) 加劲环及其旁管壁，断面3－3：由于加劲环的约束，存在局部应力；(4) 支承环及其旁管壁，断面4－4：应力最复杂，存在弯距和剪力(支承反力)的作用，有局部应力．分析方法：结构力学法。坐标：轴向x、径向r、环向θ(一) 跨中段面(1)-(1)的管壁应力跨中段面属于膜应力区，其特点是弯矩最大，剪力为零。1．径向应力管壁内表面: ， “-”表示压应力。管壁外表面： 由于径向应力的数值比较小，所以应力计算中可以忽略。2．切向(环向)应力设压力水管中心处的水头为H，而水管轴线与水平面的夹角为α，则在管壁中任意一点(该点半径与管顶半径的夹角为θ)的水头为。推导出管壁中的切向拉力T和切向应力为：管壁上内水压力的分布管壁微圆弧的受力平衡式中 P —— 内水压强；δ —— 管壁计算厚度；H —— 计算水头；α —— 管轴线倾角；θ —— 管壁中任意一点半径与管顶半径的夹角；r —— 水管半径。 3．轴向应力轴向应力=法向力引起的轴向弯曲应力+轴向作用力引起的轴向应力(1) 法向力作用引起的管壁轴向应力将水重和管重的法向分力视为均布荷载，则钢管的受力与多跨连续梁类似，其变形以弯曲为主，并在管壁上产生弯曲正应力与剪应力。在相邻两镇墩之间的压力钢管放置于支墩之上，支墩相当于连续梁的中间辊轴支座，最下端的镇墩相当于固定端，上端伸缩节处可近似认为是自由端。法向力引起的弯矩和剪力
￥
5.9
百度文库VIP限时优惠现在开通,立享6亿+VIP内容
立即获取
水电站压力管道
第八章 水电站压力管道
要求：掌握压力管道的工作特点、类型及总体布置，压力管道的尺寸拟定，设计方法和步骤。
第一节 压力管道的功用和类型
一、功用及特点
(一) 功用
压力管道是从水库、压力前池或调压室向水轮机输送水量的水管。
(二)特点
第 1 页
(1) 坡度陡
(2) 内水压力大，且承受动水压力的冲击(水击压力)
(3) 靠近厂房。严重威胁厂房的安全。
压力管道的主要荷载为内水压力，HD值是标志压力管道规模及技术难度的重要参数值。
当V=5~7m/s时，HD≈(0.15～0.18) NgH
当Ng相同时，H愈大，HD愈大。目前最大达5000m2。
目前最大直径的钢管是巴基斯坦的塔贝拉水电站第三期扩建工程的隧洞内明钢管，直径为13.26m。
在实际工程设计中选用抗外压失稳措施时,则应根据具体情况,考虑既经济又安全可靠而且施工
简便的方案.当内水压力是设计中的控制荷载时,也即按内水压力设计的管壁厚度足以抵抗外
水压力时,则不需要考虑任何加固措施
名义壁厚δn=20mm
工作压力PI=2.5MPa
最高工作温度150℃
筒体材质：20R
焊缝系数Φ=0.85
设计参数:公称直径Di=1600mm
计算压力Pc=1.1*2.5=2.75MPa
设计温度t=150℃
设计温度下的许用应力(σ)t=126MPa
有效厚度δe=δn-C=20-2.8 =17.2(C--壁厚附加量)
校核计算：
设计温度下圆筒的最大允许工作压力(Pw)=(2δe(σ)tΦ）/（Di+δe）
=(2*17.2*126*0.85)/<1600+17.2>
=3684.24/1617.2
=2.278MPa
校核：Pw<Pc
结论：设计错误。应重新进行壁厚计算。
压力容器，英文：pressure vessel，是指盛装气体或者液体，承载一定压力的密闭设备。
若是受国家强制标准的产品，就需对焊缝除了探伤之外，还要做试件并取样，进行弯曲、拉伸、等试验。
常用钢丝绳品种有磷化涂层钢丝绳、镀锌钢丝绳、不锈钢丝绳或涂塑钢丝绳，大气环境中使用，专利技术生产的锰系磷化涂层钢丝绳使用寿命最长，重腐蚀环境优选热镀锌—磷化双涂层钢丝绳。
专利技术生产的磷化涂层钢丝绳，优先采用锰系或锌锰系磷化，与光面钢丝绳生产工艺对比，只是增加了最后的耐磨磷化处理工序，制绳钢丝的耐磨性和耐蚀性大幅度提高，使用磷化以后钢丝不经过冷拉直接捻制钢丝绳。目前疲劳试验数据表明，磷化涂层钢丝绳疲劳寿命是同结构光面钢丝绳的3-4倍左右（试验室可比条件下），最高的已经达四倍，随着对耐磨磷化配方的研究，还有大幅度提升的可能性。锰系磷化就是耐磨磷化，可以解决钢丝绳使用过程中的磨损问题，仅供参考
不要纠结文字推理，给你个数据就明白了。
屈服值提升对应强度等级提升，预紧力增加，拉力增加，在上表是横向→变化，但不是一个确定的螺栓能随意让你实现这样的强度等级变化，就像生铁和碳钢，你真能无损把生铁螺栓做成碳钢那它其实强度等级是已经变化了的，（就当这个说法没问题），是很自然的事。你又要增加有效截面积即直径，就是表中的竖直↓变化，不能混为一谈。真有那个本事把M14无缝隙变M16，就像软件做3D模型一样，必定有预紧力增加，拉力增加，必定通过校验
假设使用 40Cr 抗拉强度 980 MPa 抗剪强度 490MPa
薄管定义
管厚度÷管内径＜0.07
10÷(2000－2×10)=0.00505 ＜0.07
15÷(2000－2×15)=0.0076142 ＜0.07满足薄管定义
薄管承受圆周方向应力的计算式
σ=PD/2t
t=管壁厚度 mm；P=管内介质压力 Mpa；D= 管子外径 mm
σ=钢管许用应力Mpa
设管内压力 10 Mpa【实际大小自行调整】
σ=10×2000÷2÷10=1000MPa
使用 40Cr 抗拉强度 980 MPa 抗剪强度 490MPa
设安全因素＞1.25安全
安全因素=980/1000=0.98 ＜1.25 不安全
t=15mm
σ=10×2000÷2÷15=666.6666MPa≈670 MPa
安全因素=980/670=1.46268 ＞1.25 安全
薄管承受横方向应力的计算式
σ=PD/4t
σ=10×2000÷4÷10=500MPa
安全因素=980/500=1.96 ＞1.25 安全
t=15mm
σ=10×2000÷4÷15=333.333333MPa≈340MPa
安全因素=980/340=2.88235 ＞1.25 安全
PS:
（1）上列设安全因素＞1.25安全 为一参考值【式工作环境及材料条件而定 自行修正】
（2）修正时记得要满足薄管定义 管厚度÷管内径＜0.07 否则应力条件计算会很麻烦【考虑是弹性体时会个复杂】
（3）实务上安全因素建议使用2.5【使用抗拉强度为基准时】 ，你的问题可改变材质或管厚度
（4）圆周方向应力和横方向应力比较，圆周方向应力较大【考虑圆周方向应力就可以了】
一、 工程概况
某快速路某合同段二号桥为现浇预应力连续刚构箱梁，左幅桥面宽17.0m～
20.75m，底板宽12.0m~15.75m，右幅桥面宽17.0m，底板宽12.0m，梁高2.0m，梁
体采用50 号混凝土现浇。我合同段施工左右幅第二、三联，和A 匝道桥第三联，各
联桥跨径布置如下：
左二联跨径为：34.958＋41.334＋34.766＝111.058m混凝土方量共1536.1m3；
左三联跨径为：42.128＋49.550＋41.036＝132.714m混凝土方量共2277.7 m3；
右二联跨径为：35.058＋41.670＋35.226＝111.954m混凝土方量共1472.2 m3；
右三联跨径为：42.836＋50.400＋38.099＝131.333m混凝土方量共1799.7 m3；
A 匝道第三联：4×36.000＝144.000m；混凝土方量共697.0 m3。
二、 箱梁施工方案及预应力工程概况
本合同段的二号桥箱梁为T 型连续刚构，A 匝道桥第三联为连续梁。二号桥的
现浇支架采用贝雷桁架做为纵梁，支墩横梁采用工字钢，支撑结构为钢管支墩，整
个结构简称贝雷支架，A 匝道桥采用碗扣式满堂支架。二号桥按设计为整联整体浇
筑，但考虑到二号桥的箱梁混凝土量较大，最大的左三联有2277 方，计划分层浇筑，
先浇底板、腹板和横隔梁，然后浇顶板，一次张拉，预应力钢束采用12—Φj15.24
钢绞线，钢绞线标准强度为b MPa
y R = 1860 ，张拉端锚具为OVM15-12，成孔材料为
内径Φ90mm 金属波纹管；A 匝道桥第三联按图纸设计分四段浇筑，分段张拉，预应
力钢束采用17 — Φ j15.24 和4 — Φ j15.24 钢绞线， 钢绞线标准强度为
b MPa
y R = 1860 ，张拉端锚具为OVM15-17和BM15-4，成孔材料为内径Φ90mm 和70mm
×19mm 金属波纹管。预应力钢束和锚具具体数量见附表1（预应力工程要素表）。
三、 波纹管及锚板安装：
1. 波纹管的安装应和钢筋安装同时进行，要注意组织好钢筋和波纹管安装顺
序。
2. 预应力管道采用预埋波纹管，波纹管是用薄带钢用卷管机经成型机压波卷成
型，具有质量轻、刚度好、弯折方便、连接简单、摩阻系数小等优点。Φ90mm 圆形
波纹管允许制造偏差＋0.5mm，壁厚0.3mm；70mm×19mm 扁形波纹管允许偏差长边±
1.0mm，短边±0.5mm，壁厚0.3mm。波纹管外观应清洁，内外表面无油污，无引起
锈蚀的附着物，无孔洞和不规则的折皱，咬口无开裂、无脱扣。波纹管的接长可采
用大一号的同型波纹管作为接头管，接头管的长度，管径90mm 取30cm，两端用密
封胶带封裹，以防接头处漏浆。
3. 波纹管加工后，要妥善保管，要有防雨措施，不能放在有水或潮湿的地方，
防止管道生锈。
4. 波纹管按设计编号逐一安装，安装时严格按图纸设计给定孔道坐标位置固
定，要求保证安装的竖向，横向准确性，平弯、竖弯的地方要按设计设置准确的转
弯半径。同时用井字固定钢筋固定，定位钢筋每50cm 一道，弯道地方适当加密。定
位钢筋要与梁体钢筋用电焊焊牢，管道与定位钢筋用铅丝绑扎牢固，防止管道移动。
5. 波纹管安装时，要确保管内无杂物，管道敞口处，采用塑料胶布封堵。
6. 在每束波纹管在波峰处安装排浆管，排浆管用φ16mm 塑料管制作，管口用
塑料胶布严密封裹，防止进浆。
7. 施工中要注意保护波纹管，施工人员不得进行踩蹋或用工具敲击。或发现波
纹管局部变形，要及时进行更换处理。
8. 波纹管在安装时，如与普通构造钢筋发生矛盾时，应在现场技术人员同意的
前提下将普通钢筋适当移位，以确保波纹管孔道位置准确。
9. 安装时波纹管要远离电焊，切忌将波纹管当做接地导线，不可避免需电焊时
要用湿布保护好波纹管，若发现有孔洞，要及时用塑料胶布缠裹防漏。
10. 两端安装锚垫板及加强螺旋筋，并按每种锚具的规格将其固定（各锚具
规格可见附表2）。锚垫板要牢固地安装在端头模板上，定位螺栓要拧紧，垫板要与
孔道严格对中，并与孔道端部垂直，不能错位。锚垫板上的灌浆孔要采取封堵措施，
可用棉花塞堵。
四、 钢绞线下料和穿束：
1. 钢绞线的存放应有防雨措施，不能直接放在泥地上或露天堆放，以防生锈。
2. 钢绞线下料时，群锚每端伸出孔道外80cm，扁锚伸出孔道外20cm。下料长
度误差控制在5cm 内。
3. 钢绞线下料采用砂轮锯切割，在切口的两侧5cm 处预先用扎丝绑牢，防止切
割后切口松散。下好料的钢绞线下面必须垫木板或方木，防止泥土弄脏。
4. 钢绞线编束时，钢束要顺直，不得扭结，其头部要适当后错位，形成一圆顺
的尖端，用电焊焊固，并用塑料胶布缠裹严密、结实，每隔2m 绑一道扎丝。
5. 穿束前要对孔道进行清孔，可用空压机向孔道内吹气，将杂物吹出。
6. 穿束时用薄钢板制做成子弹头的套管，套在钢绞线端部。穿束采用卷扬机牵
引，钢绞线应排列理顺，整体穿束。
7. 浇筑混凝土前要严格全面的对波纹管进行检查，包括坐标位置，线型，弯起
半径和密封性。在混凝土浇注过程中，要注意保护波纹管，施工人员不得随意踩蹋，
不能用振捣棒碰波纹管，防止管道移位或管道漏浆。浇筑过程中,在混凝土初凝前需
要采用卷扬机等机械前后拉动钢绞线,以达到破坏管道内漏浆的凝固过程的作用。
五、 张拉前准备：
1. 构件检查、清理：
1) 张拉前，必须对混凝土构件进行检验，外观和尺寸应符合质量标准要求；张
拉箱梁混凝土强度要求达到设计强度的100％。
2) 张拉前检查锚垫板和孔道的位置必须正确，灌浆孔和排气孔应满足施工要
求，孔道应畅通，无水份和杂物，锚具、垫板接触板面上的焊渣、混凝土残渣等要
清除干净。
3) 张拉前要掌握梁体弹性变形的方向，检查模板与支架是否有约束梁体变形的
地方，比如拆除侧模，解除支座锁。
2. 张拉设备的选用和校验：
1) 千斤顶：张拉OVM15-12 和OVM15-17 型预应力束的千斤顶采用两台
YCW400B-200 千斤顶，张拉BM15-4 采用一台YDC240QX 千斤顶，千斤顶技术性能参
数和安装空间要求见下表：
型号
公称
张拉
力
KN
公称
油压
Mpa
张拉活
塞面积
m2
回程活
塞面积
m2
回程
油压
Mpa
穿心
孔径
mm
张拉
行程
mm
主机
质量
kg
主
机
外
形
尺
寸
mm
最小
工作
空间
mm
钢绞
线预
留长
mm
YCW400B 3956 52
7.607
×10-2
4.592
×10-2
<25 175 200 270
400
×
432
1320
×
265
620
YDC240QX 240 50
4.771
×10-3
18 200 20.5 200
2) 电动油泵：采用两台ZB4-500 电动机高压油泵，此型油泵为轴向塞泵，主要
由节流阀、溢流阀、油压表、单向阀组成基本回路，主要技术性能见下表：
直径 mm 10 型号 Y100 L2-4
柱塞 行程 mm 6.8 功率 kW 3
个数 个 2×3
电
动
机转数 r/min 1430
油泵转数 r/min 1430 用油种类 10 号或20 号机械油
理论排量 mL/r 3.2 油箱容量 L 42
额定油压 MPa 50 质量 kg 120
额定排量 L/min 2×2
外形 mm
745×494×
1052
3) 压力表：选用国家定型标准产品，常用Y-60 型大表面压力表。压力表上的
读数反映出张拉油缸工作活塞上单位面积所受的压力，压力读数与张拉力关系可按
下式计算：
n
y
n A
N
p =
式中： n p ——压力表读数，MPa；
y N ——预应力筋的张拉力，N；
n A ——张拉油缸活塞受力面积，mm2。
4) 校验：由于油缸与活塞之间有一定的摩阻力，因此实际作用力要比理论的为
小，为正确控制张拉力，采用校验标定的方法测定油压千斤顶的实际作用力与油压
表读数的关系，校验时，应将千斤顶及配套使用的油泵、油压表一起进行，校验成
果作为实际张拉力的计算公式。检验应送具备此项资质的单位进行。在下列情况之
一时，应进行校验：
(1) 使用新的或刚修复的油压表；
(2) 使用新的或刚修复的千斤顶；
(3) 油压表指针不能退回零点时；
(4) 经常使用，达两个月时；
(5) 张拉过程中发生预应力筋实然断裂时；
(6) 计算值与实测值两者相差悬殊时；
(7) 改变千斤顶与油泵的组合时；
(8) 长期停用，重新启用时；
(9) 其他，认为有必要时。
5) 设备的检查：
(1) 油量应充足，并应使用油泵用优质矿物油；
(2) 千斤顶与油泵以及高压油管两端连接器的灰尘予以清除；
(3) 应排除油泵内的空气；
(4) 不能有漏油现象；
(5) 操作人员应熟悉油泵的操作顺序。
6) 电动油泵使用注意事项：
(1) 运输过程中翻倒时，一般不能再使用；
(2) 供给油箱的油，应使用油泵用优质矿物油；
(3) 启动电动机时，应确认流量调整把手并缓慢进行，而且压力不能超过规定；
(4) 事先核对电源的电极和电压，而且不得拆掉软线的插头来使用；
(5) 开动张拉侧控制阀时，应一边看压力表，一边慢慢打开；
(6) 试运转与排气：开机前泵内各容油空间都充有空气，将影响压力不稳，要不
断打开控制阀，令油泵空运转至油液中无空气为止。
7) 张拉用临时设备：
(1) 检查是否保证有所需的电源；
(2) 检查是否确保有张拉装置的作业空间；
(3) 检查作业脚手架是否齐备、安全；
(4) 准备好平面和垂直搬运工具；
(5) 用作千斤顶的起吊装置，注意准备好倒链、扒杆、绳索等；
(6) 张拉设备不能被雨淋湿，要准备有防雨设备；
(7) 准备两端张拉时传令和沟通用的对讲机。
3. 张拉顺序：
张拉顺序要按设计图规定的顺序进行张拉，同时遵循均匀对称、偏心荷载小的
原则。由于设计图上规定的张拉顺序比较粗，二号桥为N2-N1-N3，具体二号桥张拉
顺序以右二联为例，可见下图，其它几联的张拉可参照此顺序进行：
23 19 21
11 7 9
35 31 33 29 25 27
5 1 3
17 13 15 16 14 18
4 2 6
28 26 30 34 32 36
10 8 12
22 20 24
1 1 1
2 2 2
3 3 3 3 3 3
2 2 2
1 1 1 1 1 1
2 2 2
3 3 3 3 3 3
2 2 2
1 1 1
A 匝道桥为单向张拉，张拉顺序设计图未规定，按照以上的张拉顺序原则，先
张拉扁锚预应力束，再张拉群锚预应力束，以最后一段为例，见下图所示：
17
13
15
19 20
16
14
18
11 9 3 1 2 4 10 12
7 5 6 8
4. 张拉力和张拉伸长量计算：
1) 预应力筋张拉端张拉力按下式计算：
P = ×A × n × b ÷1000 k g σ
式中： P——张拉端张拉力，KN；
k σ ——张拉控制应力，二号桥按图纸取1357.8Mpa，A 匝道桥按图纸取
1395Mpa；
g A ——每根预应力筋截面积，Φj15.24 取139.98mm2；
n——预应力束根数，二号桥12—Φj15.24 取12，A 匝道桥17—Φ
j15.24 取17，4—Φj15.24 取1；
b——超张拉系数，不超张拉，取1.0。
以二号桥右二联NO.2 钢束为例进行计算，则：
2.28 10 KN
1000
1357.8 139.98 12 1.0 × 3
× × ×
P = ＝
2) 预应力筋平均张拉力按下式计算：
μθ
μθ
+
×
=
+
Lk
P P e
Lk
P
(1 ( ) )
式中： P P ——平均张拉力，N；
P——张拉端张拉力，KN；
L ——孔道长度，m；
θ ——孔道转角与切线的夹角之和，rad；
k ——孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数，计算取0.0015；
μ ——预应力筋与孔道壁的摩擦系数，计算取0.20～0.25，需做摩阻
力试验确定，摩阻力试验见下部分所述。
以二号桥右二联NO.2 钢束为例进行计算：
其中孔道长度取L＝111.173m，夹角之和为θ ＝1.13，摩擦系数取μ ＝0.25，则：
2.042 10 KN
(0.0015 111.173 0.25 1.13)/2
2.28 10 (1 ) 3
3 (0.0015 111.173 0.25 1.13) / 2
×
× + ×
× ×
=
× + ×
＝ P e P
3) 孔道摩阻力试验:
用千斤顶测定曲线孔道摩阻时，测试步骤如下：
(1) 梁的两端装千斤顶（不装工作锚）后同时充油，保持一定数值（约4Mpa）。
(2) 甲端封闭，乙端张拉。张拉时分级升压，直至张拉控制应力。如此反复进行
3 次，取两端压力差的平均值。
(3) 仍按上述方法，但乙端封闭，甲端张拉，取两端3 次压力差的平均值。
(4) 将上述两次压力差平均值再次平均，即为孔道摩阻力的测定值。
数据处理：
如以上摩阻力测定值为c P ，则：
＝ (1 (Lk+μθ )）
c P P e
可根据上式计算出μ 值。
4) 预应力筋理论伸长值：（每束钢绞线理论伸长值见附表3）
y g
p
A E
P L
L
×
×
Δ =
式中：ΔL——预应力筋理论伸长值，cm；
P P ——平均张拉力，N；
L ——孔道长度，cm；
y A ——每束预应力筋截面积， y A ＝A n g × ，m2；
g E — — 预应力筋的弹性模量， Φ j15.24 钢绞线按试验结果取
198000Mpa；
以二号桥右二联NO.2 钢束为例进行计算：
其中孔道长度取L＝111.173m，平均张拉力为P P ＝2.042×103KN，则：
L 0.683m
139.98 12 10 198000 10
2.042 10 111.173
-6 6
6
＝
× × × ×
× ×
Δ =
5) 实际预应力筋伸长值的量测及计算方法：
预应力筋张拉前，先调整到初应力0 σ （取控制应力值的20％）再开始张拉和量
测伸长值。实际伸长值为张拉时量测的伸长值加上初应力时的推算伸长值。
1 2 ΔL = ΔL＋ΔL
式中： 1 ΔL ——从初应力至最大张拉应力间的实测伸长值，cm；
2 ΔL ——初应力时推算伸长值，cm。（采用应力值20%到40%的实测伸长
值替代）
六、 张拉过程：
1. 顺序安装：安装工作锚锚板和夹片；安装限位板；安装千斤顶；安装工具锚
组件；
1) 锚环及夹片使用前用煤油或柴油逐件清洗干净，不得有油污、铁屑、泥砂等
杂物；
2) 钢绞线外伸部分要保持干净，施工人员不得随意进行踩蹋；
3) 工作锚必须准确放在锚垫板的定位槽内，并与孔道对中，每个锚孔中，每个
锚孔装入夹片拼用胶圈套好。穿入工作锚的钢绞线要顺直，对号入座，不得使钢绞
线扭结交叉。先安装内圈的夹片，再安装外圈的夹片，最后用内径稍大于钢绞线的
铁管穿入钢绞线，向前轻击顶紧夹片；
4) 限位板要与锚环对中，不得错开；
5) 安装千斤顶于孔道中线对位，注意不要接错大、小油缸。安装千斤顶时，不
要推拉油管及接头，油管要顺畅，不得扭结成团；
6) 工具锚安装前，应将千斤顶活塞伸出3～5cm，钢绞线穿入工具锚时，要对
号入座，钢绞线的位置要与工具锚孔的位置对应，千斤顶内钢绞线要相互平行；
7) 为保证完成张拉后，工具锚能顺利退下，必须在工具锚的夹片光滑面均匀地
涂一层厚约1mm 的润滑剂，也可在工具锚的锚孔中涂润滑剂；
8) 工具锚的夹片与工作锚的夹片应分开放置，不得混淆。每次安装前要对夹片
进行检查，如有裂纹及齿尖损坏等现象，应及时更换；
2. 将B 路回油阀打开，A 路截止阀关闭即可启动油泵电机，向张拉缸供油进行
张拉；同时调节节流阀，以控制油压高低和张拉速度；
3. 在活塞外伸时，工具锚夹片可自行夹紧钢绞线。工作锚中的夹片此时因受限
位板的支托，只可被带出一些而不会退出很多；
4. 先调整到初应力0 σ （取控制应力值的20％）再开始张拉和量测伸长值；
5. 当活塞行程还余10mm～20mm 时，即停止向A 路供油，此时可将节流阀回旋，
同进转回回油阀，A 路压力降至零点。由于钢绞线束的加缩，活塞被接回若干长度，
一般为6mm 左右，这时工作锚的夹片被带入锚板内而自行夹紧；
6. B 路关闭截止阀，节流阀控制升压，活塞回程，留10mm～20mm 即可停泵；
7. 如果钢绞线张拉长度较短，一次张拉就可达到张拉控制应力k σ ；如果一次
张拉达不到设计要求，则进行多次张拉；此时，自动工具锚的夹片已与锚板自行脱
离，因此二次张拉前需将工具锚平片重新推入工具板锥孔中，然后重复以上步骤，
直到达到设计张拉力后，持荷5 分钟，如油压有点下降则加油到张拉力后可锚固。
当张拉的钢绞线为一端张拉时锚固可直接缓慢释放油缸压力到零；当两端张拉钢绞
线时必须分端锚固，即先将一端张拉锚固后，再将别一端补足控制应力值后进行锚
固；
8. 张拉时进行双控，以张拉力控制为主，以张拉时的实际伸长值与理论伸长值
进行校核，钢绞线束实际伸长值与理论伸长值相差要控制在6％以内方可进行锚固，
否则暂停张拉，查明原因并采取措施加以调整后，再续继张拉。
截止阀
（回油阀）
节流阀
安全阀
压力表
单向阀
电动油泵A B
垫环
限位板
工作锚夹片
工作锚板
螺旋筋
钢绞线
波纹管
油缸活塞垫环
工具锚板
工具锚夹片
七、 孔道压浆：
箱梁张拉完成后，留一天时间观察预应力钢绞线和锚具稳定后，即可进行。
1. 压浆前的准备：
1) 割掉锚外钢丝：露出锚具的多余钢绞线，应采用砂轮锯切割掉，不宜采用电
弧焊等烧割方式，以免钢绞线过热产生滑丝，钢绞线切割后余留约2cm。
2) 封锚：锚具外边的间隙应用水泥浆填塞，以免冒浆而损失灌浆压力。
3) 冲洗孔道：在压浆前应用压力水冲洗管道，以排除管道内杂物，如果管道内
有油污，应采用含碱水冲洗，以保证管道畅通。冲洗后用空压机使用不含油的压缩
空气吹去管道内积水，但要使孔道保持湿润，以使水泥浆与孔壁结合良好。
2. 水泥浆拌制：
1) 配合比：水泥浆的试配强度采用M40。水泥浆的水灰比为0.47，并加入2％
减水剂和10％膨胀剂。水泥浆泌水率不得大于3%，其稠度应控制在14～18s 间。
2) 拌和：先下水再下水泥，拌和时间不少于1 分钟，灰浆过筛后存放于储浆桶
内，储浆桶内灰浆要低速搅拌，保持足够数量的浆体以保证一根管道的浆能一次连
续压完。水泥浆自拌制到压入孔道间隔时间不得超过40 分钟。
3. 压浆工艺：
1) 压浆使用活塞式压浆泵，压浆前先将压浆泵试开一次，运
