【摘要】介紹后張法預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉伸長值計算方法以及質(zhì)量控制要素。
　　
　　【關(guān)鍵詞】預(yù)應(yīng)力；張拉；伸長值
　　1、后張法鋼絞線理論伸長值計算公式說明
　　后張法預(yù)應(yīng)力鋼絞線在張拉過程中，主要受到以下兩方面的因素影響：一是管道彎曲影響引起的摩擦力，二是管道偏差影響引起的摩擦力，導(dǎo)致鋼絞線張拉時，錨下控制應(yīng)力沿著管壁向梁跨中逐漸減小，因而每一段的鋼絞線的伸長值也是不相同的。
　　《公路橋梁施工技術(shù)規(guī)范》(JTJ041-2000)中關(guān)于預(yù)應(yīng)筋伸長值的計算按照以下公式：
　　(1)
　　(2)
　　式中：ΔL—各分段預(yù)應(yīng)力筋的理論伸長值（mm）；
　　Pp—各分段預(yù)應(yīng)力筋的平均張拉力，注意不等于各分段的起點(diǎn)力與終點(diǎn)力的平均值（N）；
　　L—預(yù)應(yīng)力筋的分段長度（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（Mpa）；
　　P—預(yù)應(yīng)力筋張拉端的張拉力，將鋼絞線分段計算后，為每分段的起點(diǎn)張拉力，即為前段的終點(diǎn)張拉力（N）；
　　θ—從張拉端至計算截面曲線孔道部分切線的夾角之和，分段后為每分段中各曲線段的切線夾角和（rad）；
　　x—從張拉端至計算截面的孔道長度，整個分段計算時x等于L（m）；
　　k—孔道每束局部偏差對摩擦的影響系數(shù)（1/m），管道彎曲及直線部分全長均應(yīng)考慮該影響；
　　μ—預(yù)應(yīng)力筋與孔道壁之間的磨擦系數(shù)，只在管道彎曲部分考慮該系數(shù)的影響。
　　從公式（1）可以看出，鋼絞線的彈性模量Ep是決定計算值的重要因素，它的取值是否正確，對計算預(yù)應(yīng)力筋伸長值的影響較大。Ep的理論值為Ep=（1.9～1.95）×105Mpa，而將鋼絞線進(jìn)行檢測試驗，彈性模量則常出現(xiàn)Ep’=（1.96～2.04）×105Mpa的結(jié)果，這是由于實(shí)際的鋼絞線的直徑都偏粗，而進(jìn)行試驗時并未用真實(shí)的鋼絞線面積進(jìn)行計算，采用的是偏小的理論值代入公式進(jìn)行計算，根據(jù)公式可知，若Ap偏小，則得到了偏大的Ep’值，雖然Ep’并非真實(shí)值，但將其與鋼絞線理論面積相乘所計算出的ΔL卻是符合實(shí)際的，所以要按實(shí)測值Ep’進(jìn)行計算。
　　公式（2）中的k和μ是后張法鋼絞線伸長量計算中的兩個重要的參數(shù)，這兩個值的的大小取決于多方面的因素：管道的成型方式、力筋的類型、表面特征是光滑的還是有波紋的、表面是否有銹斑，波紋管的布設(shè)是否正確，偏差大小，彎道位置及角度等等，各個因素在施工中的變動很大，還有很多是不可能預(yù)先確定的，因此，摩擦系數(shù)的大小很大程度上取決于施工的精確程度。在工程實(shí)施中，最好對孔道磨擦系數(shù)進(jìn)行測定，并對施工中影響磨擦系數(shù)的方面進(jìn)行認(rèn)真的檢查，如波紋管的三維位置是否正確等等，以確保摩擦系數(shù)的大小基本一致。
　　進(jìn)行分段計算時，靠近張拉端第一段的終點(diǎn)力即為第二段的起點(diǎn)力，每段的終點(diǎn)力與起點(diǎn)力的關(guān)系如下式：
　　（3）
　　Pz—分段終點(diǎn)力（N）
　　Pq—分段的起點(diǎn)力（N）
　　θ、x、k、μ—意義同上
　　其他各段的起終點(diǎn)力可以從張拉端開始進(jìn)行逐步的計算。
　　2、計算示例
　　下面以現(xiàn)澆25米T梁鋼絞線的伸長量計算為例，進(jìn)一步說明伸長量的計算方法。
　　縱向鋼絞線N1、N2、N3鋼束布置大樣圖（圖1），如下：
　　圖1
　　
　　根據(jù)設(shè)計圖紙及規(guī)范和實(shí)測數(shù)據(jù)，已知以下參數(shù)：（表1）
　　（表1）
　　項目名稱 取值
　　張拉控制應(yīng)力σk 1395Mpa
　　鋼絞線面積Ag 140mm2
　　彈性模量Eg 1.96×105Mpa
　　管道摩阻系數(shù)μ 0.25
　　管道偏差系數(shù)k 0.0015
　　張拉端的張拉力 193.9KN
　　根據(jù)鋼絞線要素和表1，可以計算出各分段長度，然后根據(jù)公式計算出伸長量，我們采用計算一半鋼絞線的伸長值然后乘以二的方法，見表2：
　　表2
　　鋼絞線編號 分段 L(m) θ（rad） kX+μθ e-(kX+μθ) Pq(KN) Pz(KN) Pp(KN) △L(mm) 總伸長量(cm)
　　          
　　N1 0-7 6.818 0 0.010227 0.989825 193.90 191.93 192.91 47.85 16.89
　　 7-10 2.443 0.12219 0.034212 0.966366 191.93 185.47 188.68 16.77 
　　 10-13 2.945 0 0.004418 0.995592 185.47 184.65 185.06 19.83 
　　N2 0-5 4.356 0 0.006534 0.993487 193.90 192.64 193.27 30.63 16.76
　　 5-7 2.443 0.12219 0.034212 0.966366 192.64 186.16 189.38 16.83 
　　 7-13 5.389 0 0.008084 0.991949 186.16 184.66 185.41 36.35 
　　N3 0-2 1.332 0 0.001998 0.998004 193.90 193.51 193.71 9.39 16.57
　　 2-5 2.793 0.13963 0.039097 0.961657 193.51 186.09 189.78 19.28 
　　 5-13 8.048 0 0.012072 0.988 186.09 183.86 184.98 54.16 
　　
　　3、張拉時鋼絞線實(shí)際伸長量的測量方法
　　鋼絞線實(shí)際伸長量的測量方法有多種多樣，目前使用較多的是直接測量張拉端千斤頂活塞伸出量的方法，但是這樣的測量方法存在一定的誤差，這是因為工具錨端夾片張拉前經(jīng)張拉操作人員用鋼管敲緊后，在張拉到10%σk時因鋼絞線受力，夾片會向內(nèi)滑動，張拉到20%σk時，夾片又會繼續(xù)向內(nèi)滑動，這樣通過測量千斤頂?shù)纳扉L量而得到的10%～20%σk的伸長量比鋼絞線的實(shí)際伸長值長1～2mm，若以10%～20%σk的伸長量作為0%～10%σk的伸長量，哪么在0%～20%σk的張拉控制段內(nèi)，鋼絞線的伸長量就有2～3mm的誤差。
　　從20%σk張拉到100%σk時，鋼絞線的夾片又有2～3mm的滑動，按最小值滑動量計算單端鋼絞線的伸長量就有3～4mm的誤差，兩側(cè)同時張拉時共計有約6～8mm的誤差（誤差值的大小取決于工具錨夾片打緊程度）。因此用測量千斤活塞的方法一般測出來的值都是偏大的。
　　因此，對于鋼束實(shí)際伸長值的測量，建議采用量測鋼絞線絕對伸長值的方法，而不使用量測千斤頂活塞伸出量的方法，后者測得的伸長值須考慮工具錨處鋼束回縮及夾片滑移等影響，尤其是在鋼絞線較長，必須進(jìn)行分級張拉時，更為繁瑣，若直接通過測量千頂活塞的伸出量，則誤差累計更大。
　　4、結(jié)束語
　　理論伸長值計算中，鋼絞線N1、N2、N3采取的是兩端張拉，所以在進(jìn)行伸長量計算時是計算一半鋼絞線的伸長值然后乘以二的方法；而對于非對稱結(jié)構(gòu)，在計算鋼絞線的伸長值時，計算原則是從兩側(cè)向中間分段計算，至跨中某一點(diǎn)時鋼絞線的受力基本相等即可，而不是簡單的分中計算。
　　鋼絞線的分段原則是將整根鋼絞線根據(jù)設(shè)計線形分成曲線連續(xù)段及直線連續(xù)段，而不能將直線段及曲線段分在同一段內(nèi)。
　　預(yù)應(yīng)力筋的伸長量計算方法有多種，常用的平均力法及簡化計算法在很多工程施工中也能夠滿足精度要求，通過測量千斤頂活塞伸出量再進(jìn)行換算的方法也可以用于實(shí)際施工中，這里我僅是將現(xiàn)行規(guī)范中精確計算法及施工中誤差較小的一種測量方法作了簡單的介紹，希望能起到拋磚引玉的作用。
　　參考文獻(xiàn)：
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