預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉伸長(zhǎng)量現(xiàn)場(chǎng)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(zhǎng)量現(xiàn)場(chǎng)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(zhǎng)量?jī)身?xiàng)指標(biāo)進(jìn)行雙控，其中控制張拉應(yīng)力為主，伸長(zhǎng)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(chǎng)施工在此提出，供大家參考。

預(yù)應(yīng)力；千斤頂；張拉；伸長(zhǎng)量

作為質(zhì)量雙控指標(biāo)的控制張拉力及鋼絞線伸長(zhǎng)量的計(jì)算，《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/TF50-2011，以下簡(jiǎn)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(zhǎng)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(zhǎng)量具體的量測(cè)方法，規(guī)范中并未具體規(guī)定，大多根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工人員習(xí)慣確定量測(cè)方法。

1 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)伸長(zhǎng)量的方法

目前施工現(xiàn)場(chǎng)最常用的測(cè)量方式是直接測(cè)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(zhǎng)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(zhǎng)量無法在鋼絞線上直接測(cè)量，故只能用測(cè)量張拉千斤頂?shù)幕钊谐?，?jì)算鋼絞線的張拉伸長(zhǎng)值，但這樣卻存在一定的誤差。此法雖然操作簡(jiǎn)單，但需記錄的數(shù)據(jù)較多，現(xiàn)場(chǎng)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(zhǎng)，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(zhǎng)量的測(cè)量方法——通過量測(cè)張拉前后頂外鋼絞線的長(zhǎng)度之差確定鋼絞線的伸長(zhǎng)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(zhǎng)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(cè)鋼絞線的長(zhǎng)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(zhǎng)量量測(cè)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(cè)大量錨固后工作夾片外露長(zhǎng)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(zhǎng)度

鋼絞線在千斤頂中的工作長(zhǎng)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(cè)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(cè)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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)量根據(jù)《橋規(guī)》中直線段預(yù)應(yīng)力筋伸長(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)度的鋼絞線在整個(gè)張拉過程中的伸長(zhǎng)量完全可以忽略不計(jì)。

若鋼束較長(zhǎng)，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(zhǎng)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(zhǎng)量量測(cè)方法

經(jīng)過以上分析得出，張拉現(xiàn)場(chǎng)影響伸長(zhǎng)量測(cè)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(zhǎng)度對(duì)伸長(zhǎng)量的影響約3mm。

影響因素解決方法：

因素一，在量測(cè)伸長(zhǎng)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(zhǎng)度，避免直接量取千斤頂活塞伸出長(zhǎng)度作為張拉時(shí)鋼絞線的伸長(zhǎng)量。

因素二、三使單端伸長(zhǎng)量計(jì)算的結(jié)果比實(shí)際伸長(zhǎng)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(zhǎng)度內(nèi)的應(yīng)力遠(yuǎn)大于千斤頂?shù)膹埨?，工作夾片已回縮錨固；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(zhǎng)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(cè)得的結(jié)果作為終張的伸長(zhǎng)量，兩次測(cè)量結(jié)果之差為錨具及夾片的回縮值。

5 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)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(zhǎng)度為 33.935m，理論伸長(zhǎng)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)。