預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉伸長量現(xiàn)場控制

曹玉江

（中鐵十八局集團(tuán)隧道工程有限公司 重慶 400707）

預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉伸長量現(xiàn)場控制

曹玉江

（中鐵十八局集團(tuán)隧道工程有限公司 重慶 400707）

鋼絞線預(yù)應(yīng)力混凝土在橋梁工程中已普遍使用，預(yù)應(yīng)力施工中采用張拉應(yīng)力和伸長量兩項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行雙控，其中控制張拉應(yīng)力為主，伸長量作校核。本文就預(yù)應(yīng)力施工中常用的方法以及需要注意的問題結(jié)合現(xiàn)場施工在此提出，供大家參考。

預(yù)應(yīng)力；千斤頂；張拉；伸長量

作為質(zhì)量雙控指標(biāo)的控制張拉力及鋼絞線伸長量的計(jì)算，《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/TF50-2011，以下簡稱《橋規(guī)》）中有已有明確規(guī)定。張拉應(yīng)力控制可通過試驗(yàn)確定孔道摩阻系數(shù)后，對(duì)設(shè)計(jì)張拉應(yīng)力值進(jìn)行修正，通過已標(biāo)定的壓力表較為準(zhǔn)確的控制。伸長量規(guī)范中僅給出計(jì)算公式，在實(shí)際施工中對(duì)鋼絞線施加預(yù)應(yīng)力張拉的伸長量具體的量測方法，規(guī)范中并未具體規(guī)定，大多根據(jù)現(xiàn)場施工人員習(xí)慣確定量測方法。

1 現(xiàn)場實(shí)測伸長量的方法

目前施工現(xiàn)場最常用的測量方式是直接測量張拉端千斤頂活塞伸出量的方法，然后根據(jù)規(guī)范法求出實(shí)際伸長量。

張拉時(shí)，鋼絞線的外露部分，大部分被錨具和千斤頂所包裹，鋼絞線的張拉伸長量無法在鋼絞線上直接測量，故只能用測量張拉千斤頂?shù)幕钊谐蹋?jì)算鋼絞線的張拉伸長值，但這樣卻存在一定的誤差。此法雖然操作簡單，但需記錄的數(shù)據(jù)較多，現(xiàn)場處理較麻煩，稍不仔細(xì)就會(huì)出現(xiàn)計(jì)算失誤導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果與實(shí)際不符，而且在鋼束較長，必須采用分級(jí)張拉，采用倒頂法張拉時(shí)其數(shù)據(jù)處理更加繁瑣。因此推薦另一種鋼絞線伸長量的測量方法——通過量測張拉前后頂外鋼絞線的長度之差確定鋼絞線的伸長量。具體做法如下：

張拉前在外露鋼絞線上作好標(biāo)記，至少三根，最終求其平均值。張拉至初應(yīng)力時(shí)，量取千斤頂后端至標(biāo)記點(diǎn)的距離a，張拉至兩倍初應(yīng)力時(shí)，量取千斤頂后端至標(biāo)記點(diǎn)的距離b，張拉至控制應(yīng)力時(shí)同樣方法得c，最終伸長量即為：

△L=c-a+（b-a）

用此方法，不論是否采用倒頂法或分級(jí)張拉，均量測鋼絞線的長度，避免了工具夾片內(nèi)縮產(chǎn)生的誤差。

2 錨具回縮量的確定

在上述伸長量量測方法中已經(jīng)提出了工具夾片回縮造成預(yù)應(yīng)力損失的方法，下面就工作錨具及夾片回縮提出解決的方法：

工作夾片回縮后，將引起鋼絞線錨下應(yīng)力的減小。如本次施工的橋梁預(yù)應(yīng)力施工采用的限位板限位凹槽深8mm，經(jīng)過量測大量錨固后工作夾片外露長度均在1.5～2mm，因此回縮量達(dá)6～ 6.5mm，張拉均采用兩端張拉，鋼絞線回縮值達(dá)13mm。

為減少工作錨具及夾片回縮對(duì)預(yù)應(yīng)力造成的損失及保證張拉力能滿足設(shè)計(jì)要求，應(yīng)按如下程序操作予以補(bǔ)償。當(dāng)實(shí)施兩端張拉時(shí)，當(dāng)兩端達(dá)到設(shè)計(jì)控制張拉力時(shí)，應(yīng)按一端先錨固，再將另一端補(bǔ)張拉后錨固的方法操作。因?yàn)楫?dāng)A端錨固時(shí)由于工作夾片的回縮，致使B端油壓下降，張拉力減少，不滿足設(shè)計(jì)控制張拉力要求，故應(yīng)在B端補(bǔ)張拉后再錨固。同理B端補(bǔ)張拉錨固時(shí)，由于工作錨夾片回縮仍會(huì)造成張拉力的損失，為保證滿足設(shè)計(jì)控制張拉力要求，應(yīng)和設(shè)計(jì)單位及監(jiān)理工程師進(jìn)行溝通，是否需要對(duì)工作夾片的回縮應(yīng)力損失進(jìn)行補(bǔ)張。

3 鋼絞線在千斤頂中的工作長度

鋼絞線在千斤頂中的工作長度，一般是指在張拉千斤頂裝入鋼絞線后，從工具錨錨杯中心至預(yù)應(yīng)力混凝土工作錨錨杯中心的距離，注意量測時(shí)應(yīng)將千斤頂安裝好，打緊夾片使其高差不大于2mm，啟動(dòng)油泵，開始升壓，在壓力表從零開始指針閃動(dòng)的瞬間即刻關(guān)閉進(jìn)油閥，此時(shí)量測工具錨錨杯中心至預(yù)應(yīng)力混凝土工作錨錨杯中心的距離，即可確定為鋼絞線在張拉千斤頂中的工作長度。

本次橋梁鋼絞線張拉采用YCW400千斤頂，頂內(nèi)鋼絞線工作長度為460mm（包括限位板、工具錨具厚度），鋼絞線直徑為15.2mm，公稱面積140mm2，標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度fpk=1860MPa，彈性模量Ep= 1.95×105MPa，預(yù)應(yīng)力鋼束錨下控制張拉應(yīng)力 σcon=0.75fpk= 195.3kN，則該段內(nèi)鋼絞線的伸長量根據(jù)《橋規(guī)》中直線段預(yù)應(yīng)力筋伸長量計(jì)算公式：

式中：Pp——預(yù)應(yīng)力筋的平均張拉力（N），直線段取張拉端的拉力；

L——預(yù)應(yīng)力筋的長度（mm）；

Ap——預(yù)應(yīng)力筋的截面面積（mm2）；

Ep——預(yù)應(yīng)力筋的彈性模量（MPa）；

N——鋼束預(yù)應(yīng)力筋根數(shù)。

求得：

由此可看出千斤頂內(nèi)鋼絞線的伸長量在3mm左右，而張拉開始時(shí)，千斤頂從開啟進(jìn)油閥到活塞開始受力，此段時(shí)間千斤頂活塞伸出量一般為2～3cm，根據(jù)上述公式求出△L的值僅為0.2mm，因此千斤頂活塞從油泵開啟到開始受力這一段伸出長度的鋼絞線在整個(gè)張拉過程中的伸長量完全可以忽略不計(jì)。

若鋼束較長，必須采用倒頂法多次張拉到位，在每一級(jí)張拉時(shí)均應(yīng)考慮頂內(nèi)鋼絞線伸長量對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響，若每次均采

用上述方法不斷量取鋼絞線開始受力時(shí)千斤頂活塞的伸出量倒顯得有些多余。

4 推薦伸長量量測方法

經(jīng)過以上分析得出，張拉現(xiàn)場影響伸長量測量精度的影響因素有以下三點(diǎn)：

（1）工具夾片在張拉過程中會(huì)向工具錨具杯口滑移1.5～3mm；

（2）工作夾片在張拉完成泄壓時(shí)回縮6～6.5mm；

（3）千斤頂內(nèi)鋼絞線長度對(duì)伸長量的影響約3mm。

影響因素解決方法：

因素一，在量測伸長量時(shí)通過采用在鋼絞線上作標(biāo)記，量取外露鋼絞線伸出長度，避免直接量取千斤頂活塞伸出長度作為張拉時(shí)鋼絞線的伸長量。

因素二、三使單端伸長量計(jì)算的結(jié)果比實(shí)際伸長量偏大9mm，可通過以下方法解決：

預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉到達(dá)控制應(yīng)力并穩(wěn)壓結(jié)束卸壓回頂時(shí)，在卸壓至初應(yīng)力值時(shí)，再去量鋼絞線的伸出量。此時(shí)，千斤頂內(nèi)鋼絞線已經(jīng)隨千斤頂卸壓而回縮，鋼絞線工作長度內(nèi)的應(yīng)力遠(yuǎn)大于千斤頂?shù)膹埨Γぷ鲓A片已回縮錨固；穿入千斤頂內(nèi)的鋼絞線所受張拉力僅為15%的張拉控制應(yīng)力，用前面介紹過的比例法及計(jì)算結(jié)果得出千斤頂內(nèi)鋼絞線的伸長量為△L=3.3×0.15= 0.495mm，兩端張拉時(shí)，此誤差也不足1mm。

此時(shí)測得的結(jié)果作為終張的伸長量，兩次測量結(jié)果之差為錨具及夾片的回縮值。

5 現(xiàn)場實(shí)測記錄

在實(shí)際施工中，兩種方法可以互相校核。如在本次橋梁預(yù)應(yīng)力（后張法）施工過程中，頂板懸澆束預(yù)應(yīng)力筋T5張拉過程記錄如表1。

表1 頂板懸澆束預(yù)應(yīng)力筋T5張拉記錄表

單根預(yù)應(yīng)力筋計(jì)算長度為 33.935m，理論伸長量為2× 119mm=238mm，由此可以看出，在張拉程序正確時(shí)，不管用規(guī)范法，還是用比例法，最終的結(jié)果都符合要求。

[1]《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》（JTGF801/1-2004）[S].人民交通出版社，2004.

[2]《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/TF50-2011）[S].人民交通出版社，2011.

TU757

A

1673-0038（2015）46-0184-02

2015-11-1

曹玉江（1988-），男，助理工程師，本科，公路工程專業(yè)。