淺談?lì)A(yù)應(yīng)力砼箱梁后張法伸長(zhǎng)量控制

1、<p>　　淺談?lì)A(yù)應(yīng)力砼箱梁后張法伸長(zhǎng)量控制</p><p>　　摘要：預(yù)應(yīng)力張拉的最終結(jié)果與理論伸長(zhǎng)量的計(jì)算和實(shí)際伸長(zhǎng)量觀測(cè)方法有著密切的關(guān)系，不同的方法會(huì)產(chǎn)生不同的效果。本文就楊泗港快速通道四新段工程預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)箱梁，采用了箱梁現(xiàn)澆后張法施工工藝?？偨Y(jié)了理論伸長(zhǎng)值與實(shí)際觀測(cè)值方法，取得較好的施工效果。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)梁后張法理論伸長(zhǎng)值實(shí)際伸長(zhǎng)值 &

2、lt;/p><p>　　中圖分類號(hào)：[TQ178]文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A </p><p><b>　　0 引言 </b></p><p>　　在目前橋梁結(jié)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力施加過(guò)程中。控制張拉采用的較多是雙控法．即張拉應(yīng)力控制和伸長(zhǎng)量控制。實(shí)際伸長(zhǎng)值與理論伸長(zhǎng)值的差值一般控制在6％以內(nèi)。理論伸長(zhǎng)值的計(jì)算。在實(shí)際施工中，一般按《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》中的理論伸長(zhǎng)

3、值計(jì)算公式來(lái)計(jì)算。由于各人對(duì)《公橋施規(guī)》的理解不同，導(dǎo)致工程技術(shù)人員在計(jì)算理論伸長(zhǎng)量時(shí)采用的方法不同，結(jié)果也不同。本文以后張法預(yù)埋波紋管為成孔方式為例，分別討論鋼絞線理論伸長(zhǎng)量計(jì)算和實(shí)際伸長(zhǎng)值的觀測(cè)。 </p><p>　　1預(yù)應(yīng)力原材料控制 </p><p><b>　　1.1鋼絞線 </b></p><p>　　本工程的主線橋采用C50混凝

4、土，預(yù)應(yīng)力鋼筋采用高強(qiáng)度低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線Φs15.2mm，其技術(shù)性能符合《預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線》（GB/T5224-2003），其力學(xué)性能如下：fpk＝1860MPa，Ep＝1.95×105 MPa，整根鋼絞線公稱截面積為139mm2，張拉控制應(yīng)力1395Mpa，張拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值1260Mpa，鋼絞線松弛系數(shù)0.3，孔 </p><p>　　道摩阻系數(shù)0.15，錨具變形及鋼束回縮每端按6mm計(jì)。 <

5、;/p><p>　　（2）對(duì)每批鋼鉸線廊按有關(guān)規(guī)定抽檢強(qiáng)度、彈性模量、截面積、延伸量和硬度，同時(shí)就實(shí)測(cè)的彈性模量和截而積對(duì)計(jì)算引伸量作修正。引伸量的修正公式為： </p><p>　　△’=(E’A’/EA)×△ </p><p>　　式中：E’，A’：實(shí)測(cè)鋼鉸線彈性模量及面積； </p><p>　　E、A：計(jì)算采用的鋼鉸線彈性模量及

6、面積； </p><p>　　E=1.95*105 MPa </p><p>　　A=1.4 cm2 </p><p>　　式中：△：計(jì)算得到的引伸量； </p><p>　　△’：修正后的引伸量。 </p><p>　　1.2 錨具、千斤頂 </p><p>　?。?）錨具是預(yù)應(yīng)力工程中最重要

7、的部件之一，符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T14370-2007的產(chǎn)品，本工程的所有錨具均達(dá)到Ⅰ類錨具的要求。設(shè)計(jì)上選用M15-22/P15-22、M15-19、 M15-17、 M15-15/ P15-15、M15-12、M15-9、M15-7/P15-7、BM15-4/BM15P-4等型號(hào)的錨具。 </p><p>　?。?）張拉機(jī)具要求采用QYCW400型單根和YDC4000型群錨千斤頂、ZB4-500電動(dòng)機(jī)高壓油泵、

8、Y-60型大表面壓力表(精度不低于1.5級(jí)，基本允許誤差±2.5%；最大表盤讀數(shù)：60MPa，讀數(shù)分別不大于1MPa，表盤直徑大于15cm)。 </p><p>　　2 理論伸長(zhǎng)值計(jì)算 </p><p>　?。?）預(yù)應(yīng)力平均張拉力計(jì)算公式及參數(shù)： </p><p><b>　　（1） </b></p><p>

9、<b>　　式中： </b></p><p>　　Pp―預(yù)應(yīng)力筋平均張拉力（N） </p><p>　　P―預(yù)應(yīng)力筋張拉端的張拉力（N） </p><p>　　X―從張拉端至計(jì)算截面的孔道長(zhǎng)（m） </p><p>　　θ―從張拉端至計(jì)算截面的曲線孔道部分切線的夾角之和（rad） </p><p>

10、;　　k―孔道每米局部偏差對(duì)摩檫的影響系數(shù)，取0.0015 </p><p>　　μ―預(yù)應(yīng)力筋與孔道壁的摩檫系數(shù)，取0.15 </p><p>　?。?）預(yù)應(yīng)力筋的理論伸長(zhǎng)值計(jì)算公式及參數(shù)： </p><p><b>　?。?） </b></p><p><b>　　式中： </b></p&g

11、t;<p>　　Pp―預(yù)應(yīng)力筋平均張拉力（N） </p><p>　　L―預(yù)應(yīng)力筋的長(zhǎng)度（mm） </p><p>　　Ap―預(yù)應(yīng)力筋的截面面積（mm2），取139 mm2 </p><p>　　Ep―預(yù)應(yīng)力筋的彈性模量（N/ mm2），取1.95×105 N/ mm2 </p><p>　　式中：k為管道每米局部偏差

12、對(duì)摩擦的影響系數(shù)；為從張拉端至計(jì)算截面的孔道長(zhǎng)度(m)私為預(yù)應(yīng)力鋼筋與管道壁的摩擦系數(shù)：0為從張拉端至計(jì)算截面曲線管道部分切線的夾角之和(rad)。 </p><p>　　其中：k值和μ值與預(yù)應(yīng)力筋的成孔方式有關(guān)。如采用預(yù)埋波紋管的成孔方式。按《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》JTJ 041―89中規(guī)定。k=0.000 6―0.001，μ=O.16―0.19；在《公橋施規(guī)》JTJ 041―2000中規(guī)定．k=O.001 5

13、。μ=O.20-0.25。 </p><p>　　在實(shí)際張拉過(guò)程中,式（1）中鋼絞線長(zhǎng)度L與式(2)中的孔道長(zhǎng)度x稍有不同。預(yù)應(yīng)力鋼筋長(zhǎng)度指張拉時(shí)產(chǎn)生伸長(zhǎng)并進(jìn)行量測(cè)的預(yù)應(yīng)力長(zhǎng)度。一般須考慮鋼絞線的張拉工作長(zhǎng)度，孔道長(zhǎng)度則不須考慮工作長(zhǎng)度。例如：采用穿心式千斤頂張拉鋼絞線時(shí)，其工作長(zhǎng)度為45~60cm(工作長(zhǎng)度指工具錨板離工作錨板的距離)。前卡式千斤頂?shù)墓ぷ鏖L(zhǎng)度為8―20 am。圖1為一條帶2段圓曲線的鋼絞線。A、

14、B 端為張拉端。 </p><p>　　圖1 鋼絞線分段計(jì)算示意圖 </p><p>　　3 實(shí)際伸長(zhǎng)值量測(cè)與張拉控制 </p><p>　?。?）在鋼絞線預(yù)應(yīng)力張拉時(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(wú)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)量，但同時(shí)還應(yīng)減掉鋼絞線張拉全過(guò)程的錨塞回縮量。(參閱《

15、公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》)一般計(jì)算式為： </p><p>　　△L=△L1+△L2一b―c (1) </p><p>　　式中：△L為從初始拉力(橋梁施工規(guī)范規(guī)定一般為設(shè)計(jì)控制張拉力的（10％~25％)至張拉設(shè)計(jì)控制拉力間的千斤頂活塞的張拉行程；△ 為初始拉力時(shí)的推算伸長(zhǎng)量(按規(guī)范規(guī)定推算求得)；b為工具錨錨塞回縮量；c為工作錨錨塞回縮量。 </p><p>　　在

16、鋼絞線預(yù)應(yīng)力先張法施工中，也有在每分級(jí)張拉次，卸掉千斤頂前后，直接丈量鋼絞線外露長(zhǎng)度，以鋼絞線每級(jí)張拉前后外露長(zhǎng)度的差或以張拉活動(dòng)橫梁的張拉前后位移量的差值，求算鋼絞線張拉伸長(zhǎng)量，此法較為直觀，但只適用于以每分級(jí)張拉一次，卸掉一次千斤頂?shù)膹埨椒ɑ蛟O(shè)置有張拉活動(dòng)橫梁同時(shí)張拉多根預(yù)應(yīng)力筋的方法。 </p><p>　　先張法為方便施工，一般采取單根一端固定另一端張拉的方法，故計(jì)算鋼絞線張拉伸長(zhǎng)量時(shí)，還應(yīng)考慮減掉固定

17、端錨具夾片的回縮量。每級(jí)張拉前后量測(cè)固定端錨具夾片的外露長(zhǎng)度或固定端鋼絞線的外露長(zhǎng)度的差值即為固定端錨塞回縮量。不論使用活動(dòng)橫梁同時(shí)張拉多根預(yù)應(yīng)力筋還是單根一端張拉，均應(yīng)在預(yù)先調(diào)整初應(yīng)力(設(shè)計(jì)控制拉力的10％ ～25％)后的各級(jí)張拉完畢后，再量測(cè)計(jì)算固定端錨塞回縮量。使用活動(dòng)橫梁張拉時(shí)，可用各根的平均值計(jì)算。 </p><p>　　直接測(cè)量張拉端千斤頂活塞伸出量的方法。這樣的測(cè)量方法存在一定的誤差，是因?yàn)楣ぞ咤^端

18、夾片張拉前經(jīng)張拉操作人員用鋼管敲緊后，在張拉到10%σk時(shí)因鋼絞線受力，夾片會(huì)向內(nèi)滑動(dòng)，張拉到20%σk時(shí)，夾片又會(huì)繼續(xù)向內(nèi)滑動(dòng)，這樣通過(guò)測(cè)量千斤頂?shù)纳扉L(zhǎng)量而得到的10%～20%σk的伸長(zhǎng)量比鋼絞線的實(shí)際伸長(zhǎng)值長(zhǎng)1～2mm，若以10%～20%σk的伸長(zhǎng)量作為0%～10%σk的伸長(zhǎng)量，那么在0%～20%σk的張拉控制段內(nèi)，鋼絞線的伸長(zhǎng)量就有2～3mm的誤差。從20%σk張拉到100%σk時(shí)，鋼絞線的夾片又會(huì)向內(nèi)滑動(dòng)一點(diǎn)，按最小值滑動(dòng)量計(jì)算

19、單端鋼絞線的伸長(zhǎng)量就有3～4mm的誤差，兩側(cè)同時(shí)張拉時(shí)共計(jì)有約6～8mm的誤差（誤差值的大小取決于工具錨夾片打緊程度），但是張拉力是達(dá)到的。因此用測(cè)量千斤活塞的方法一般測(cè)出來(lái)的值都是偏大的。 </p><p>　　圖2，現(xiàn)場(chǎng)預(yù)應(yīng)力張拉施工 </p><p>　　對(duì)于鋼束實(shí)際伸長(zhǎng)值的測(cè)量，建議采用量測(cè)鋼絞線絕對(duì)伸長(zhǎng)值的方法，而不使用量測(cè)千斤頂活塞伸出量的方法，后者測(cè)得的伸長(zhǎng)值須考慮工具錨處鋼

20、束回縮及夾片滑移等影響，尤其是鋼絞線較長(zhǎng)，必須進(jìn)行分級(jí)張拉時(shí)，更為繁瑣，若直接通過(guò)測(cè)量千頂活塞的伸出量，則誤差累計(jì)更大。推薦的測(cè)量方法如圖3所示，使用一個(gè)標(biāo)尺固定在鋼絞線上，不論經(jīng)過(guò)幾個(gè)行程，均以此來(lái)量測(cè)分級(jí)鋼絞線的長(zhǎng)度，累計(jì)的結(jié)果就是初應(yīng)力與終應(yīng)力之間的實(shí)測(cè)伸長(zhǎng)值。 </p><p>　?。?）夾片回縮量補(bǔ)充張拉。在實(shí)際張拉控制過(guò)程中，在張拉并持荷完畢后千斤頂放松過(guò)程中對(duì)于夾片式錨具有一個(gè)夾片回縮自錨及錨具變形

21、，使錨下控制應(yīng)力有所損失，根據(jù)《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ 041-2000）表12.8.3規(guī)定夾片式錨具容許回縮量不大于6mm，但是各個(gè)廠家設(shè)計(jì)是不一樣的基本在3～6mm.之間，所以在錨具使用前應(yīng)詳細(xì)查閱產(chǎn)品使用說(shuō)明書，明確夾片的回縮量，具體市公共過(guò)程中建議在最后一步持荷并測(cè)量完伸長(zhǎng)量在控制范圍內(nèi)后應(yīng)再把每端鋼絞線拉長(zhǎng)3～6mm（補(bǔ)足夾片回縮量），這樣最終的錨固應(yīng)力才是設(shè)計(jì)的錨下控制應(yīng)力。 </p><p>

22、;　　圖3 實(shí)際伸長(zhǎng)測(cè)量圖 </p><p><b>　　4 結(jié)語(yǔ) </b></p><p>　　楊泗港快速通道四新段工程箱梁多為三跨一聯(lián)或者四跨一聯(lián)的多跨連續(xù)梁橋，長(zhǎng)度為70m-120m不等。采用張拉應(yīng)力和伸長(zhǎng)值雙控的方法更符合設(shè)計(jì)要求，張拉應(yīng)力和伸長(zhǎng)值都可以直接讀取，控制伸長(zhǎng)值的意義在于校驗(yàn)張拉應(yīng)力是否正確，然而理論伸長(zhǎng)值和實(shí)際伸長(zhǎng)值的誤差如果超過(guò)規(guī)范要求的6%，

23、說(shuō)明伸長(zhǎng)值受施工操作、讀數(shù)誤差等影響。本方案通過(guò)累計(jì)測(cè)量鋼絞線伸長(zhǎng)的辦法，避免誤差的累計(jì)，取得了較好的效果。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1] 徐有鄰.程志軍等.GB 50204-2002.混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[S].北京.中國(guó)建筑科學(xué)研究 院.2002 </p><p>　　[2] 李東

24、斌.呂國(guó)玉.JGJ_85-2010. 預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具和連接器應(yīng)用技術(shù)規(guī)程[S].北京.中國(guó)建筑工業(yè)出版社.2010 </p><p>　　[3] 張樹仁等.鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理[M].北京.人民交通出版杜,2OO4。 </p><p>　　[4] 趙海亮.箱梁預(yù)應(yīng)力施工控制[J]. 科學(xué)之友.2010.63~65 </p><p>　　[5