簡(jiǎn)析先張法鋼絞線伸長(zhǎng)值誤差原因

李蘭生

【摘 要】本文簡(jiǎn)要分析了導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力鋼絞線先張法伸長(zhǎng)值異常的因素，并提出了施工中應(yīng)采取的有效措施。

【關(guān)鍵詞】鋼絞線先張法 伸長(zhǎng)值 誤差原因

一、前言

預(yù)應(yīng)力先張梁因其施工工藝成熟、工程造價(jià)經(jīng)濟(jì)等諸多優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于公路工程之中。在預(yù)應(yīng)力先張梁施工中，鋼絞線的張拉一般采用雙控原則，即以張拉應(yīng)力控制為主，以張拉伸長(zhǎng)值校核為輔。鋼絞線的實(shí)際伸長(zhǎng)值從初應(yīng)力開(kāi)始量測(cè)，再加上初應(yīng)力以下的推算伸長(zhǎng)值，一般采用相鄰級(jí)的伸長(zhǎng)值。當(dāng)相鄰級(jí)伸長(zhǎng)值出現(xiàn)誤差時(shí)，在計(jì)算實(shí)際伸長(zhǎng)值的最終結(jié)果時(shí)會(huì)將此誤差翻倍，造成更大的誤差。因此，弄清導(dǎo)致鋼絞線伸長(zhǎng)值異常的因素，并采取措施予以預(yù)防，對(duì)保證鋼絞線伸長(zhǎng)值誤差不超限是很有必要的。

二、影響鋼絞線伸長(zhǎng)值的因素

《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ041-2000）規(guī)定：預(yù)應(yīng)力筋實(shí)際伸長(zhǎng)值與理論伸長(zhǎng)值的差值應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)無(wú)規(guī)定時(shí)，實(shí)際伸長(zhǎng)值與理論伸長(zhǎng)值的差值應(yīng)控制在±6%以內(nèi)。

鋼絞線的理論伸長(zhǎng)值ΔL一般按下式計(jì)算：

ΔL=PpL/（ApEp）

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

L——預(yù)應(yīng)力筋的長(zhǎng)度；

Ap——預(yù)應(yīng)力筋的截面面積；

Ep——預(yù)應(yīng)力筋的彈性模量。

從以上公式可知：Pp、 L、Ap、Ep是影響鋼絞線伸長(zhǎng)值的因素，其中Pp屬于張拉設(shè)備方面的因素，L、Ap、Ep屬于鋼絞線材料自身方面的因素。

三、鋼絞線伸長(zhǎng)值誤差原因分析

現(xiàn)結(jié)合本人實(shí)踐，從張拉設(shè)備和鋼絞線材料自身兩方面對(duì)鋼絞線伸長(zhǎng)值誤差原因作如下分析：

1.張拉設(shè)備方面的原因

（1）初張拉的千斤頂與控制張拉的千斤頂應(yīng)力不同步

在整體張拉、整體放張的預(yù)應(yīng)力施工工藝中，初張拉一般采用穿心式千斤頂，控制張拉采用頂推式千斤頂。穿心式千斤頂與頂推式千斤頂可能存在應(yīng)力不同步的問(wèn)題。例如穿心式千斤頂?shù)?5%σcon可能略大于或略小于頂推式千斤頂15%σcon，出現(xiàn)這種情況的原因主要從千斤頂與油表對(duì)應(yīng)關(guān)系方面分析：試驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)所給出的反映頂表對(duì)應(yīng)關(guān)系的線性回歸方程，一般情況下在張拉力較大時(shí)比較接近線性，精確度較高，而在張拉較小時(shí)不太接近線性，也就是通過(guò)線性方程計(jì)算出的油表的理論讀數(shù)與通過(guò)試驗(yàn)測(cè)出的同一張拉力對(duì)應(yīng)的油表實(shí)際讀數(shù)有較大的差異。在施工過(guò)程中，油表的讀數(shù)均按通過(guò)線性方程計(jì)算出的理論讀數(shù)進(jìn)行控制，這就有可能造成不同千斤頂之間應(yīng)力不同步的問(wèn)題。對(duì)于同一張拉控制應(yīng)力，穿心式千斤頂?shù)膶?shí)際控制應(yīng)力如果大于頂推式千斤頂?shù)膶?shí)際控制應(yīng)力，初應(yīng)力調(diào)整完畢，進(jìn)行控制張拉時(shí)，當(dāng)油表讀數(shù)達(dá)到與理論初應(yīng)力相同的理論控制應(yīng)力時(shí)，鋼絞線本應(yīng)開(kāi)始伸長(zhǎng)，但由于應(yīng)力不同步的問(wèn)題，當(dāng)頂推式千斤頂?shù)膶?shí)際控制應(yīng)力大于實(shí)際初應(yīng)力時(shí)，鋼絞線才開(kāi)始伸長(zhǎng)，這就造成了實(shí)際伸長(zhǎng)值比理論伸長(zhǎng)值偏小，并很有可能超出誤差允許范圍。

要解決千斤頂應(yīng)力不同步的問(wèn)題，所選擇的控制張拉的起算應(yīng)力應(yīng)大于初張拉的應(yīng)力值，使之存在一定的差值，例如初張拉應(yīng)力值選15%σcon，控制張拉起算應(yīng)力選20%σcon。

（2）全部采用單根張拉時(shí)由于多次回頂造成的伸長(zhǎng)值誤差

預(yù)應(yīng)力先張梁施工，80m長(zhǎng)的臺(tái)座，鋼絞線的理論伸長(zhǎng)值為60cm左右，100m長(zhǎng)的臺(tái)座，鋼絞線的理論伸長(zhǎng)值可達(dá)70cm多，穿心式千斤頂行程一般在25cm左右，實(shí)際可用行程也就22cm左右。采用單根張拉的施工工藝時(shí)，每根鋼絞線大約需要回頂三次。回頂錨固時(shí)張拉端鋼絞線會(huì)產(chǎn)生回縮，多次回頂使誤差累積增大。

因此在選擇預(yù)應(yīng)力施工工藝時(shí)，應(yīng)盡量選擇整體張拉、整體放張的施工工藝。整體張拉與單根張拉相比，具有受力均勻、減小伸長(zhǎng)值誤差、減小預(yù)應(yīng)力損失、減少滑絲斷絲、縮短施工周期等優(yōu)點(diǎn)。

（3）張拉設(shè)備出現(xiàn)故障

千斤頂長(zhǎng)時(shí)間使用可能出現(xiàn)油封老化的現(xiàn)象，導(dǎo)致千斤頂漏油，無(wú)法進(jìn)行持荷，難以達(dá)到要求的張拉控制應(yīng)力。油表受到外力碰撞或受熱、受潮過(guò)度等，可能會(huì)出現(xiàn)故障，與千斤頂?shù)膶?duì)應(yīng)關(guān)系發(fā)生改變。

以上情況的出現(xiàn)，都有可能導(dǎo)致鋼絞線伸長(zhǎng)值誤差超限。因此張拉設(shè)備在使用過(guò)程中要特別愛(ài)惜，經(jīng)常進(jìn)行保養(yǎng)。當(dāng)千斤頂使用超過(guò)6個(gè)月或200次或在使用過(guò)程中出現(xiàn)不正?，F(xiàn)象或檢修以后應(yīng)重新檢驗(yàn)。進(jìn)行張拉設(shè)備的檢校應(yīng)盡量到資質(zhì)等級(jí)高、信譽(yù)好的試驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)。

2.鋼絞線材料自身方面的原因

（1）一根鋼絞線由兩段捻向不同的鋼絞線用連接器連接而成

鋼絞線共有兩種捻向：左捻和右捻，一般為左捻。在整體張拉的施工工藝中，當(dāng)一根鋼絞線由兩段捻向不同的鋼絞線用連接器連接而成，進(jìn)行張拉時(shí)，兩段鋼絞線從連接器處發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，原本捻緊的各股鋼絲變得松散而伸長(zhǎng)，這樣當(dāng)這根鋼絞線達(dá)到某一伸長(zhǎng)值時(shí)，張拉力無(wú)需達(dá)到相應(yīng)的理論值，多出來(lái)的這部分張拉力就分?jǐn)偟轿此缮⒌匿摻g線上，使這些鋼絞線因?qū)嶋H張拉力增大而導(dǎo)致伸長(zhǎng)值增大。這樣一方面因捻緊的鋼絲松散導(dǎo)致鋼絞線伸長(zhǎng)，另一方面未松散的鋼絞線上分擔(dān)多余的張拉力而使伸長(zhǎng)值加大，兩方面一疊加會(huì)導(dǎo)致伸長(zhǎng)值嚴(yán)重超出誤差允許范圍。

在施工實(shí)際中，不用連接器的各根鋼絞線可以捻向不同，但需要用連接器連接的各根鋼絞線一定要做到捻向相同。在簽訂進(jìn)貨合同，應(yīng)盡量要求廠家提供同一捻向的鋼絞線。

（2）鋼絞線截面面積，彈性模量等的制造誤差

由于實(shí)際材料的制造誤差和其他因素，預(yù)應(yīng)力筋截面面積和彈性模量并不是固定不變的，而是由于生產(chǎn)批次的不同而略有起伏。目前鋼絞線截面面積普遍大于其理論值，而在實(shí)際計(jì)算中采用的一般是固定的理論值。即使是同一批次的鋼絞線，各盤的彈性模量之間也存在一定的差異。按《預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T5224-2003）規(guī)定，每批鋼絞線抽取3根進(jìn)行彈性模量試驗(yàn)，因只抽取3根，試驗(yàn)結(jié)果可能不完全具有代表性。

鋼絞線截面面積，彈性模量的制造誤差對(duì)伸長(zhǎng)值有一定的影響，但一般不足以導(dǎo)致伸長(zhǎng)值誤差超限。另外，還可以將彈性模量的試驗(yàn)值與廠家提供的質(zhì)保單上所給出的每盤的彈性模量一起取平均值，作為計(jì)算理論伸長(zhǎng)值時(shí)彈性模量的選用值，使選用數(shù)據(jù)更具代表性。

四、結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)鋼絞線測(cè)量伸長(zhǎng)值與計(jì)算伸長(zhǎng)值誤差超出規(guī)范規(guī)定的范圍之后，必須停止張拉，查明原因并記錄在案，排除原因后才能繼續(xù)張拉。一旦出現(xiàn)鋼絞線的異常伸長(zhǎng)，應(yīng)集中分析工程的實(shí)際情況，并考慮施工因素，采取積極的措施，以確保預(yù)應(yīng)力效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]交通部.公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范.jtj041-2000.

[2]馮大斌，欒貴臣主編.后張法預(yù)應(yīng)力砼施工手冊(cè).中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1999.

[3]朱建華.預(yù)拌砼和預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)質(zhì)量控制.中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2001.

（作者單位：青海省海西公路建設(shè)公司）