預(yù)應(yīng)力鋼絞線伸長值的計算與偏差控制

張建康+張彥濤

摘 要：文章主要通過對先張法預(yù)應(yīng)力鋼絞線伸長值計算、量測和偏差控制過程的分析，提高預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉施工中伸長值的控制工藝和方法。

關(guān)鍵詞：伸長值；偏差控制；伸長率

預(yù)應(yīng)力梁橋在梁板、墩臺、橋面等結(jié)構(gòu)張拉施工過程中，鋼絞線應(yīng)采用“張拉力”和“伸長值”雙控，即以張拉力對應(yīng)的千斤頂油表讀數(shù)進行控制，以伸長值進行校核檢驗。

1 預(yù)應(yīng)力鋼絞線理論伸長值的計算

預(yù)應(yīng)力筋理論伸長值ΔL=（Pp×L）/（Ap×Ep）

先張法施工中鋼絞線為直線布筋，預(yù)應(yīng)力筋的平均張拉力Pp等于預(yù)應(yīng)力筋張拉端的張拉力P，P=張拉控制應(yīng)力PO×預(yù)應(yīng)力筋的截面面積Ap，則先張法的預(yù)應(yīng)力筋理論伸長值可簡化如下：

ΔL=（Pp×L）/（Ap×Ep）=（PO×Ap×L）/（Ap×Ep）=（PO×L）/Ep

Pp-預(yù)應(yīng)力筋的平均張拉力（N）；L-預(yù)應(yīng)力筋的張拉長度（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（N/mm2）；P-預(yù)應(yīng)力筋張拉端的張拉力（N）；Po-張拉控制應(yīng)力（MPa）

即預(yù)應(yīng)力筋理論伸長值ΔL=（PO×L）/Ep

由上述計算得知，在已知鋼絞線型號、規(guī)格的前提下，先張法預(yù)應(yīng)力鋼絞線的理論伸長值僅與鋼絞線的張拉長度有關(guān)，且為線性函數(shù)關(guān)系，隨鋼絞線的張拉長度增加而增加，預(yù)應(yīng)力筋的張拉力為一個靜值，不影響伸長值的大小。

2 預(yù)應(yīng)力鋼絞線實際伸長值的量測

預(yù)應(yīng)力張拉工藝流程：低松弛預(yù)應(yīng)力筋為0→張拉力10%→張拉力20%→張拉力100%→持荷5min錨固→校對伸長值合格后進行下一束張拉→張拉作業(yè)完成；普通松弛預(yù)應(yīng)力筋為0→張拉力10%→張拉力20%→張拉力103%→持荷5min錨固→校對伸長值合格后進行下一束張拉→張拉作業(yè)完成。

預(yù)應(yīng)力鋼絞線的實際伸長值L=（d1-d2）+（d3-d2）

d1為張拉力到100% Pp（當(dāng)采用普通松弛預(yù)應(yīng)力筋時為103% Pp）時鋼絞線總的拉伸長度；d2為張拉力到10% Pp時鋼絞線的拉伸總長度；d3為張拉力到20% Pp時鋼絞線的拉伸總長度。

（d3-d2）的實質(zhì)是采用（10%-20%）的實際伸長值代替相鄰（0-10%）的實際伸長值，也可采用初應(yīng)力以下的理論伸長值代替。在施工過程中，如實際伸長值與理論伸長值的計算偏差超出±6%的控制范圍，可采用加大初應(yīng)力數(shù)值進行復(fù)核，但應(yīng)控制在10%-25%以內(nèi)。

3 預(yù)應(yīng)力鋼絞線實際伸長值與理論伸長值的偏差控制

采用伸長值進行校核時，實際伸長值與理論伸長值的偏差應(yīng)控制在±6%以內(nèi)（即滿足公式1或公式2要求），否則應(yīng)暫停張拉，待查明原因并采取措施調(diào)整后，方可繼續(xù)進行張拉。

公式1：{L1+L2-[理論伸長值]}/理論伸長值≤±6%

公式2：{L1+L3-[理論伸長值]}/理論伸長值≤±6%

L1：從初應(yīng)力至最大張拉應(yīng)力間的伸長值；L2：初應(yīng)力以下采用相鄰級的伸長值；L3：初應(yīng)力以下采用推算的理論伸長值。

4 預(yù)應(yīng)力鋼絞線伸長率的計算及探討

伸長率：金屬在做抗拉實驗時，式樣斷裂后，其斷面標(biāo)距部分所增長的長度與式樣初始長度的百分比，稱為伸長率。

張拉伸長率：當(dāng)預(yù)應(yīng)力構(gòu)件產(chǎn)生時要給予預(yù)應(yīng)力鋼絞一定拉力，在給予拉力時鋼筋會產(chǎn)生彈性變形并伴隨一定的塑性變形而伸長，兩種變形伸長的長度之和（即伸長后的總長減去原來的長度）除以鋼絞線原來的長度得出的百分?jǐn)?shù)就是張拉伸長率。

張拉理論伸長率=理論伸長值/鋼絞線的長度

張拉實際伸長率=（張拉后的總長-張拉前的總長）/張拉前的總長

張拉伸長率在《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》JTG/T F50-2011中沒有作為張拉力控制的校核指標(biāo)；在《公路工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)》JTG F80/1-2004中44-45頁“張拉伸長率的允許偏差符合設(shè)計規(guī)定，設(shè)計未規(guī)定時±6%”，這里的張拉伸長率允許偏差應(yīng)理解為實際伸長值與理論伸長值的偏差允許范圍。在實際施工過程中部分技術(shù)人員將“實際伸長值與理論伸長值的偏差應(yīng)控制在±6%以內(nèi)”當(dāng)做鋼絞線張拉伸長率偏差的控制范圍，這與“伸長率”的基本概念不符。

5 結(jié)束語

伸長值的偏差控制是張拉力校核的重要指標(biāo)，張拉伸長率可作為張拉力校核的有益補充，積極探索張拉施工控制工藝和方法，有助于不斷提高預(yù)應(yīng)力混凝土梁板預(yù)制施工質(zhì)量、使用壽命和運營安全。

參考文獻(xiàn)

[1]公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范[S].人民交通出版社，2011.

[2]公路工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)[S].人民交通出版社，2004.