预应力筋伸长量偏差的分析与控制

预应力筋伸长量偏差的分析与控制

贺华芹

（招商交科科技产品分公司）

摘要：通过分析预应力筋理论伸长量和实际伸长量计算中各参数对预应力筋伸长量的影响，以及实际工作过程中预应力筋伸长量影响因素的分析，提出预应力筋伸长量偏差的主要原因并分析这些原因提出一些措施，使伸长量偏差在规范范围内，从而保障桥梁施工质量。

关键词：预应力；伸长量；偏差；因素；控制

1、预应力伸长量偏差的计算

1.1理论伸长量的计算

理论伸长量的计算依《公路桥涵施工技术规范》按以下公式计算：

预应力筋理论伸长量L ∆（mm ）可按公式1计算：

P P P E A L P L =∆ ................ （公式1） 式中：

P P —预应力筋的平均张拉力（N ），直线筋取张拉端张拉力；两端张拉的曲线筋可按公式2计算；

L —预应力筋的长度（mm ）;

P A —预应力筋的截面面积（mm 2）；

P E —预应力筋的弹性模量（N/mm 2）；

()

μθμθ+-=+-kx e P P kx P )

(1 ............. （公式2） 式中： P —预应力张拉端张拉力（N ）；

x —从张拉端至计算截面的孔道长度(m)；

θ—从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和（rad ）；

k —孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数；

μ—预应力筋与孔道壁之间的磨擦系数；

在曲线分段计算中，有分段起点力和分段终点力的定义，靠近张拉端第一段的终点力即为第二段的起点力，每段的终点力与起点力存在如下关系： q kx z P e P )(μθ+-=

............... （公式3）

式中：

z P —分段终点力（N ）；

q P —段起点力（N ）；

从理论伸长量的计算可看出，张拉控制应力，预应力筋的长度，张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角和，孔道摩擦系数和孔道偏差系数的取值，钢绞线的面积和弹性模量取值等都对钢绞线伸长量的计算理论伸长量产生影响。

1.2实际伸长量的测量及计算

《公路桥涵施工技术规范》要求，预应力筋采用应力控制方法张拉时，应以伸长值进行校核。预应力筋张拉时，应先调整到初应力σ0，该初应力宜为张拉控制应力σcon 的10%~20%，伸长量应从初应力时开始量测。预应力筋的实际伸长值除量测的伸长值外，尚应加上初应力以下的推算伸长值。

1.2.1手动控制张拉的预应力筋伸长量测量的方法及计算（标尺测量法）

1）千斤顶安装就位并经严格调轴对中后，选一根钢绞线，在工具夹片外约1cm 的位置安装带测量标尺的专用夹具。夹具如图一所示：

图一

2）当张拉至初应力σ0时，用钢板尺测量标尺距梁板端面的距离L 0；

3）继续张拉至相邻级应力σ1（σ1=2σ0），测量标尺距梁端测量点的距离为L 1；

4）当张拉至控制应力σcon ，须按规定持荷5min ，在持荷即将终止时，测量标尺距梁端测量点距离为L K ；

5）预应力筋一端的张拉伸长量L Z 由σ0~σcon 行程的伸长量和0~σ0行程伸长量（σ0~σ1相邻级推算）两部分组成。

()()Q K Z L L L L L L --+-=010 ..............（公式4） 式中：

L 0—张拉至初应力σ0的预应力筋伸长量

L 1—张拉至相邻级应力σ1（σ1=2σ0）的预应力筋伸长量

L K —张拉至控制应力σcon 的预应力筋伸长量

L Q —张拉工作段长度内预应力筋的理论伸长量

1.2.2智能系统控制张拉的预应力筋伸长量测量的方法及计算（简称：活塞测量法）

1）千斤顶安装就位并经严格调轴对中后，选一根钢绞线，在工具夹片外约1cm

的位置安装带测量标尺的专用夹具；

2）当张拉至初应力σ0时，系统自动测量此时活塞伸长量L 0。在持荷期间，用钢尺测量标尺距工具锚垫板端面的距离L 0´（如图一所示）；

3）继续张拉至相邻级应力σ1（σ1=2σ0），系统自动测量此时活塞伸长量L 1。在持荷期间，用钢尺测量标尺距工具锚垫板端面的距离L 1´；

4）当张拉至控制应力σcon 并持荷5min ，系统自动测量此时活塞伸长量L K 。在持荷期间，用钢尺测量标尺距工具锚垫板端面的距离L K ´；

5）预应力筋伸长量计算时应考虑张拉过程中工具锚的钢绞线内缩量N S 。 从初应力σ0张拉至相邻级应力σ1时工具锚的钢绞线内缩值N S1为：

)(101'-'=L L N S ..............（公式5）

从初应力σ0张拉至控制应力σcon 时工具锚的钢绞线内缩值N S2为：

)(02'-'=K S L L N ..............（公式6）

张拉过程中工具锚的钢绞线内缩值N S 为：

21S S S N N N +=..............（公式7） 式中：

L 0´—张拉至初应力σ0时工具锚的钢绞线内缩量测量值

L 1´—张拉至相邻级应力σ1（σ1=2σ0）时工具锚的钢绞线内缩量测量值 L K ´—张拉至控制应力σcon 时工具锚的钢绞线内缩量测量值

6）预应力筋一端的张拉伸长量L Z 由σ0~σcon 行程的伸长量（需扣除工具锚内缩值）和0~σ0行程伸长量（σ0~σ1相邻级推算，并扣除内缩值）两部分组成。 ()()S Q K Z N L L L L L L ---+-=010..............（公式8） 式中：

L 0—张拉至初应力σ0的预应力筋伸长量

L 1—张拉至相邻级应力σ1（σ1=2σ0）的预应力筋伸长量

L K —张拉至控制应力σcon 的预应力筋伸长量

L Q —张拉工作段长度内预应力筋的理论伸长量

N S —张拉过程中工具锚的钢绞线内缩值

从伸长量的测量及计算可看出，预应力筋伸长量的测量、工具锚内缩值的测量、张拉工作段长度的测量和计算以及初应力σ0的选取是否克服钢绞线非线性变化都能影响实际伸长量的大小。

1.3预应力筋伸长量偏差的计算

预应力筋伸长量偏差=()L L L Z ∆∆-