钢绞线张拉控制易忽略的几个问题

钢绞线张拉控制易忽略的几个问题沈涛（云南公路投资开发有限公司，云南昆明，650000）摘要：论述了钢绞线在张拉控制中易忽略的几个问题，并提出了相应的控制方法和措施，以保证钢绞线的张拉质量符合设计和规范要求。关键词：钢绞线；张拉控制；易忽略的问题1引言在目前的高速公路建设中，桥梁工程设计非常广泛的采用了预应力混凝土结构，在预应力混凝土结构中预应力筋采用较多的是钢绞线，因此，在施工中钢绞线拉控制是否真正满足设计和施工规范的要求，将直接影响到预应力混凝土结构的施工质量和安全性。本文结合工程实际，对预应力混凝土结构施工过程中，钢绞线张拉控制时易忽略的几个问题进行研讨，以供施工技术人员参考。2钢绞线理论伸长值的计算目前，施工中对钢绞线张拉应力的控制一般采用引伸量与强度双控，以引伸量为主的控制方法，即要求实际伸长值与理论伸长值的差值满足设计要求，设计无规定时按施工规范要求控制在6％以内。虽然在设计中已明确了钢绞线张拉的理论伸长值，但是作为现场的施工技术人员应该根据现场的实际张拉情况对数据进行调整，准确的计算出钢绞线的理论伸长值。在《公路桥涵施工技术规范》中理论伸长值的计算公式为：AL：式中，厂预应力的平均张拉力(N)L一预应力筋的长度（mm）AP一预应力筋的截面面积（mm²）EP一预应力筋的弹性模量（N／mm²)但在运用上述公式进行计算时，应特别注意以下三个方面的问题，这也是在施工现场张拉控制时容易忽略的问题。2.1预应力平均张拉力的计算当预应力筋为直线筋时取张拉端的张拉力为平均张拉力，预应力筋为曲线筋时，其平均张拉力按下式计算：式中：P一预应力筋张拉端的张拉力度（N）x一从张拉端至计算截面的孔道长度（m）e一从张拉端至计算截面的孔道部分切线的夹角之和（rad）k一孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数μ一预应力筋与孔道壁的摩擦系数曲线筋的平均张拉力计算时k、μ可直接从规范附表G-8中查得，要特别注意的是x、θ如何取值的问题．在施工中预应力钢绞线采用单端张拉和采用两端张拉时x、θ的计算方法是不同的，这是由于同一束钢绞线在同等的张拉力下，单端张拉相对于两端张拉时的管道要长，其磨阻力也大，则钢绞线的伸长值也就随之较小，因此：对于单端张拉时，x=L，θ=θ+θ；对于两端张拉时，x，L／2，θ=(θ+θ)／2：式中：θ+θ分别为从张拉端至计算截面的孔道部分钢绞线平弯和竖弯切线的夹角之和（rad）。如果在计算钢绞线的理论伸长值时忽略了张拉采用的方式，不加区别的进行计算，计算的预应力平均张拉力难免会有偏差，这必然导致钢绞线理论伸长值计算有误，并将直接影响钢绞线的张拉控制质量，预应力构件的施工质量也随之受到影响，因此这是我们现场施工技术人员必须重视的问题。2.2预应力筋长度（L）的取值设计中钢绞线的长度有时未计入张拉工作长度，或是计算的张拉工作长度与实际不相符，因此在施工时计算钢绞线下料长度和张拉预应力筋长度时均应该根据实际情况进行调整，即根据实测的千斤顶长度、锚环厚度等进行调整。一般情况下，预应力筋的张拉长度应计算到千斤顶工具锚的位置，钢绞线的下料长度还应在预应力筋长度的基础上每端加上千斤顶工具锚后20cm的钢筋绞线长度。2.3预应力筋的截面面积（A）、弹性模量（E)取值设计计算钢绞线的理论伸长值时所采用的截面面积和弹性模量是规定标准值，但进入施工现场的各批钢绞线的截面面积和弹性模量与标准值比较都有一定的偏差，因此我们应根据各批钢绞线实测的截面面积和弹性模量对计算的理论伸长值进行修正，其修正公式为：式中：为实测钢绞线弹性模量及截面面积；为计算采用的钢绞线弹性模量及截面面积；ΔL为计算得到的理论伸长值；Δ为修正后的理论伸长值。3钢绞线实际伸长值的量测要控制好钢绞线的张拉质量，准确量测张拉时钢绞线的实际伸长值也是必要条件之一。3.1测量钢绞线的实际伸长值以往都是以量测千斤顶油缸的变位量作为钢绞线的实际伸长值，但如果钢绞线有滑丝现象发生时，此方法量测的数据就不准确，因此，为避免滑丝现象被忽略，建议量测张拉时钢绞线的实际伸长量，即在钢绞线上做记号直接量取张拉实际伸长值。3.2张拉及量测钢绞线伸长量的操作：先进行初张拉P0（总张拉吨位的10～15%），持荷3min后，量测钢绞线伸长值δ1；接着张拉到总张拉吨位P，持荷3min，量测钢绞线伸长值δ2；待千斤顶回油后，再量测钢绞线长值δ3。用δ2-3δ即为锚具变形与钢绞线的回缩量，其考核招标须满足设计要求时见《公路桥涵施工技术规范》表12.8内容。此时，钢绞线的实测伸长值为δ=p（δ-δ）/（P-P0）。4先张法张拉时非弹性变形的消除施工中开始用先张法进行空心板预制，在钢绞线张拉控制过程中曾出现了钢绞线实际伸长值远远大于理论伸长值，两者的差值不能满足设计和规范要求的现象，经过对整个张拉控制过程进行检查，并复核相关计算资料均未发现异常，现场分析认为：所量测的钢绞线实际伸长值数据中包含有非弹性变形值，这部分非弹性变形一是由于承力台座与固定横梁、固定横梁与活动横梁之间存在的初张拉后未完全消除的间隙，二是初张拉后钢绞线未能拉直、拉紧存在的非弹性变形。为了保证量测到准确的钢绞线实际伸长值，则必须在正式张拉前消除这两部分非弹性变形，因此我们采取了二次张拉的施工方式进行张拉控制，即第一次张拉应力为80%的设计张拉应力，操作方法同上，但无须量测钢绞线的伸长值，持荷三分钟后，千斤顶回油，消除非弹性变形；第二次张拉时则严格按照上述张拉及量测钢绞线伸长量的方法进行操作。经过实践证明，这种消除非弹性变形的方法是非常行之有效的，也使钢绞线的张拉质量得到了很好的控制。5结语通过以上论述可知，影响预应力钢绞线张拉控制质量的原因，除了有机械（千斤顶、油泵、油压表等）、材料（锚环、夹片、钢绞线）和张拉操作工艺的影响，根据施工实际情况，对理论伸长值重新进行复核和调整计算，准确量测和计算钢绞线的实际伸长值，并对张拉控制过程中出现的异常情况进行正确的分析，作出相应的解决、控制的方法，使预应力钢绞线张拉质量得有效控制，保证预应力构件的施工质量。