橋梁施工過(guò)程中預(yù)應(yīng)力鋼絞線實(shí)際伸長(zhǎng)量與理論伸長(zhǎng)量差別規(guī)律的研究

史海東

摘要：伴隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與建筑技術(shù)的提升，我國(guó)對(duì)于橋梁施工中預(yù)應(yīng)力的研究也更加深入，本研究就將針對(duì)橋梁施工中預(yù)應(yīng)力鋼絞線的實(shí)際伸長(zhǎng)量與理論伸長(zhǎng)量之間所出現(xiàn)差別的規(guī)律進(jìn)行研究，同時(shí)提出合理的預(yù)應(yīng)力鋼絞線伸長(zhǎng)量的準(zhǔn)確計(jì)算與測(cè)量方法，希望能夠?yàn)闃蛄菏┕そㄔO(shè)提供一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：橋梁施工 預(yù)應(yīng)力鋼絞線 伸長(zhǎng)量計(jì)算方法

在橋梁施工過(guò)程中，預(yù)應(yīng)力的大小會(huì)直接影響混凝土的抗裂性能，而預(yù)應(yīng)力鋼絞線在出現(xiàn)裂縫之前往往沒(méi)有預(yù)兆，使得橋梁工程的質(zhì)量和安全受到嚴(yán)重的威脅，鋼絞線出現(xiàn)長(zhǎng)度的偏差能夠衡量預(yù)應(yīng)力是否達(dá)到設(shè)計(jì)的張力控制標(biāo)準(zhǔn)，筆者將根據(jù)實(shí)際的工作經(jīng)驗(yàn)來(lái)對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼絞線出現(xiàn)偏差的規(guī)律進(jìn)行探究，從而確保我國(guó)橋梁工程的施工質(zhì)量，促進(jìn)建筑事業(yè)的健康發(fā)展。

1、 影響預(yù)應(yīng)力鋼絞線實(shí)際伸長(zhǎng)量與理論伸長(zhǎng)量差別的原因分析

1.1摩擦阻力的影響

筆者對(duì)八組鋼絞線進(jìn)行了編號(hào)，并進(jìn)行了相應(yīng)的長(zhǎng)度測(cè)量實(shí)驗(yàn)，通過(guò)對(duì)比實(shí)際伸長(zhǎng)量與理論伸長(zhǎng)量之間的偏差率來(lái)找出出現(xiàn)偏差的原因，分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，第一組的偏差是負(fù)值，其余都為正值，這說(shuō)明摩擦阻力會(huì)對(duì)鋼絞線的伸長(zhǎng)量造成影響，甚至在剛開始的時(shí)候會(huì)少于理論伸長(zhǎng)量，進(jìn)而出現(xiàn)負(fù)的偏差值，因此，在實(shí)際的橋梁施工之前要檢查鋼絞線是都有銹蝕現(xiàn)象，在與波紋管連接的地方有沒(méi)有漏漿、接頭連接處有沒(méi)有灌漿等，最大限度地避免交叉摩擦的發(fā)生。

1.2彈性模量的影響

彈性模量能夠直接的決定鋼絞線的實(shí)際伸長(zhǎng)量，其數(shù)值的大小受制于材料、捻角、捻距以及試驗(yàn)條件等因素影響[1]。首先，從材料自身性質(zhì)上分析是由于彈性形變的發(fā)生使得預(yù)應(yīng)力的大小發(fā)生改變，尤其是使用時(shí)間很長(zhǎng)的情況下，極容易影響彈性模量的大小，鋼絞線的原子與原子之間存在引力，同時(shí)金屬原子的晶體類型也決定著彈性形變的大小。其次，鋼絞線的捻角與捻距決定彈性模量，當(dāng)其受到一定限度的拉伸力以后，橫截面積會(huì)減小，相比于其他質(zhì)地柔軟的鋼絲，用于橋梁施工的鋼絞線更需要嚴(yán)格的控制好捻角與捻距，確保鋼材的彈性模量能夠達(dá)到預(yù)期的標(biāo)準(zhǔn)，減少實(shí)際伸長(zhǎng)量與理論伸長(zhǎng)量之間的偏差。最后，筆者又通過(guò)試驗(yàn)，也就是對(duì)鋼絞線逐漸的施加壓力，增加應(yīng)變?cè)隽浚瑥亩鴮摻g線的結(jié)構(gòu)偏離原始結(jié)構(gòu)，要求拉伸鉗口的最大距離不能超過(guò)五百納米，確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，如果在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)相對(duì)滑移就會(huì)造成拉伸曲線的不平，增加鋼絞線的拐點(diǎn)，影響彈性模量的大小。

1.3面積的影響

在橋梁施工中預(yù)應(yīng)力鋼絞線的橫截面積會(huì)隨著拉伸長(zhǎng)度的變化而變換，實(shí)際上，成品鋼絲的直徑不是一個(gè)固定不變的數(shù)值，其變換的規(guī)律遵從一定的計(jì)算公式，因此，在計(jì)算鋼絞線截面積時(shí)一定要減少計(jì)算誤差和測(cè)量誤差，即使是微小的數(shù)值也會(huì)對(duì)理論伸長(zhǎng)量與實(shí)際伸長(zhǎng)量的規(guī)律探究造成影響。

2、預(yù)應(yīng)力鋼絞線理論伸長(zhǎng)量的準(zhǔn)確計(jì)算

2.1設(shè)計(jì)錨下控制應(yīng)力的理解

設(shè)計(jì)錨下的控制應(yīng)力為1355兆帕，橋梁施工人員應(yīng)該對(duì)控制應(yīng)力嚴(yán)格把控，尤其是千斤頂?shù)氖褂靡_保鋼絞線伸長(zhǎng)量最大時(shí)，因?yàn)榇藭r(shí)的預(yù)應(yīng)力是最大的，只有這樣才能確保鋼絞線的應(yīng)力值是準(zhǔn)確的。實(shí)際上，對(duì)于有錨圈口的錨具，一旦其錨圈口出現(xiàn)損傷，加之長(zhǎng)期的摩擦影響，就會(huì)導(dǎo)致錨的下拉應(yīng)力值減小，為了避免這樣的誤差可以使用鋼制的錐形夾片來(lái)減少摩擦，準(zhǔn)確的錨下控制力計(jì)算要保證千斤頂?shù)睦炝?355兆帕，再加上摩擦造成的損失40兆帕左右，最后算得的控制應(yīng)力為1395兆帕，只有達(dá)到這樣的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)后才可以進(jìn)行接下來(lái)的錨固定回縮應(yīng)力損失的計(jì)算。

2.2預(yù)應(yīng)力鋼絞線理論伸長(zhǎng)量準(zhǔn)確計(jì)算

橋梁預(yù)應(yīng)力鋼絞線伸長(zhǎng)量的準(zhǔn)確計(jì)算要嚴(yán)格按照《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》中的要求進(jìn)行，將預(yù)應(yīng)力筋的伸長(zhǎng)長(zhǎng)度、橫截面積值、彈性模量、平均張拉力以及張拉端至計(jì)算截面的孔道長(zhǎng)度、張拉端至計(jì)算截面曲線孔道部分切線夾角之和帶入相應(yīng)的計(jì)算公式，將所求的結(jié)果與預(yù)應(yīng)力鋼絞線理論伸長(zhǎng)量進(jìn)行對(duì)比，確保偏差在規(guī)定的范圍內(nèi)[2]。另一方面，在實(shí)際的橋梁施工操作中還需要廠家對(duì)鋼絞線的彈性模量進(jìn)行標(biāo)注，便于技術(shù)人員能夠快速、高效的計(jì)算出準(zhǔn)確的鋼絞線設(shè)計(jì)伸長(zhǎng)值。需要注意的是摩擦系數(shù)與常數(shù)的帶入要考慮實(shí)際的工程情況，選擇最佳的施工方案，確保預(yù)應(yīng)力鋼絞線的準(zhǔn)確測(cè)量與計(jì)算。

3、 預(yù)應(yīng)力鋼絞線實(shí)際伸長(zhǎng)量準(zhǔn)確量測(cè)及計(jì)算方法

盡管在橋梁施工中對(duì)于預(yù)應(yīng)力鋼絞線實(shí)際伸長(zhǎng)量的準(zhǔn)確測(cè)量沒(méi)有明確的要求和規(guī)定，但是，施工人員和測(cè)量人員也要嚴(yán)格的按照技術(shù)要求進(jìn)行操作，那么，具體的測(cè)量方法首先是借助千斤頂活塞的測(cè)量，也就是通過(guò)測(cè)量千斤頂?shù)倪\(yùn)動(dòng)路程來(lái)判斷鋼絞線的實(shí)際伸長(zhǎng)量，這是一種直觀、簡(jiǎn)便的方法，但是出現(xiàn)誤差的幾率較大；另一種方法是用精確的測(cè)量工具對(duì)鋼絞線進(jìn)行測(cè)量，參照一定的基準(zhǔn)，確保鋼絞線的實(shí)際伸長(zhǎng)量與理論伸長(zhǎng)量不會(huì)存在偏差。最后要介紹的是錨固回縮量的兩種扣法，便于對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼絞線實(shí)際伸長(zhǎng)量的測(cè)量，一種是扣鋼絞線回縮和錨具變形的回縮量，另一種方法是在此基礎(chǔ)上測(cè)量鋼絞線的有效工作長(zhǎng)度，確保鋼絞線在錨固時(shí)不會(huì)出現(xiàn)瞬間性的回縮，釋放千斤頂所造成的鋼絞線伸長(zhǎng)值，這些數(shù)據(jù)的記錄可以通過(guò)千斤頂活塞的回程進(jìn)行測(cè)量。

4、 預(yù)應(yīng)力鋼絞線實(shí)際伸長(zhǎng)量與理論伸長(zhǎng)量差別的規(guī)律探究

筆者通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)與施工經(jīng)驗(yàn)得出以下規(guī)律：長(zhǎng)束鋼絞線的實(shí)際伸長(zhǎng)量較理論伸長(zhǎng)量偏短、短束鋼絞線的實(shí)際伸長(zhǎng)量較理論伸長(zhǎng)量偏長(zhǎng)，證實(shí)了這兩者之間存在偏差的規(guī)律受到錨固的影響，尤其是彈性模量與鋼絞線的實(shí)際面積，拉伸力越大橫截面積越小，反之亦然。重新進(jìn)行理論上的計(jì)算可以得出張拉程序測(cè)量活塞伸出量，從而計(jì)算出實(shí)際上各個(gè)鋼束的伸長(zhǎng)量，筆者還將這些數(shù)據(jù)展現(xiàn)出的規(guī)律制定成表格的形式，便于施工人員與設(shè)計(jì)人員進(jìn)行分析，并在實(shí)際的施工測(cè)量中避免或減少誤差的出現(xiàn)，要知道橋梁工程是我國(guó)建筑事業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)項(xiàng)目，其中預(yù)應(yīng)力鋼絞線的伸長(zhǎng)量問(wèn)題不容忽視，只有找出其偏離設(shè)計(jì)伸長(zhǎng)量的規(guī)律，控制偏差在規(guī)定的范圍內(nèi)，才能夠?qū)⑵鋺?yīng)用于更多的工程建設(shè)當(dāng)中，確保工程的質(zhì)量和施工人員的生命財(cái)產(chǎn)安全[3]。與此同時(shí)，隨著我國(guó)計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，可以將其應(yīng)用于預(yù)應(yīng)力鋼絞線的測(cè)量當(dāng)中，通過(guò)系統(tǒng)分析更多的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)提升探究規(guī)律的科學(xué)性、準(zhǔn)確性。

5、結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，本研究對(duì)我國(guó)橋梁施工中預(yù)應(yīng)力鋼絞線的實(shí)際伸長(zhǎng)量與理論伸長(zhǎng)量的差別規(guī)律進(jìn)行研究，同時(shí)分析了出現(xiàn)差別的原因和準(zhǔn)確的測(cè)量方法，實(shí)際上，預(yù)應(yīng)力鋼絞線在建筑工程施工中的應(yīng)用極為廣泛，而實(shí)際施工出現(xiàn)的偏差可能會(huì)對(duì)整個(gè)道路橋梁的建設(shè)帶來(lái)嚴(yán)重的威脅，因此，設(shè)計(jì)人員、施工人員和測(cè)量人員都要對(duì)工作認(rèn)真負(fù)責(zé)，最大限度的避免預(yù)應(yīng)力鋼絞線伸長(zhǎng)量出現(xiàn)偏差，偏差值越小預(yù)應(yīng)力與設(shè)計(jì)要求就越接近，橋梁工程的建設(shè)就更加的安全、可靠，相信通過(guò)我們不懈的努力一定能夠?qū)蛄汗こ探ㄔO(shè)的更加美好。

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