桥梁预应力钢绞线张拉实际伸长量测量研究

许华东

（福建省华明路桥建设有限公司　365100）

桥梁预应力钢绞线张拉实际伸长量测量研究

许华东

（福建省华明路桥建设有限公司365100）

在经济高速发展的带动下，国内的路桥工程近几十年来得到了长足的发展，也积累了宝贵的经验和大量的施工技术。预应力施工技术由于具备高抗裂性、高刚度、高渗透性及高强度等优势，是目前应用比较广泛，技术也相对成熟的桥梁施工技术。预应力钢绞线张拉是预应力混凝土结构的关键工序，多用于预制大跨径简支板结构、块体拼装结构、简支连续梁和各种现浇预应力结构等，直接关系到桥梁的施工质量及行车的安全性，因此采用预应力钢绞线施工时，每一个环节都必须慎重对待。本文将简要介绍进行预应力钢绞线施工时的一些相关注意事项，结合钢绞线伸长值的计算，着重概述钢绞线张拉时实际伸长量的测量方法。

桥梁预应力；钢绞线张拉；实际伸长量测量

桥梁的施工质量与地方的经济发展与人们的日常出行息息相关，因此在我国《公路工程质量检验评定标准》中对预应力桥梁锚固张拉力的计算、钢绞线的加工及张拉伸长量标准都有严格要求，一般应用钢绞线施工时，都是采用张拉伸长值（理论伸长值与实际伸长值之间的实际误差≤6％）和应力双控，但在实际预应力钢绞线施工操作中，由于各种主客观条件的差异，对其张拉实际伸长量的测量，在理论和做法上却不尽相同。笔者结合自己多年的施工实践经验总结，希望能提供给广大从事路桥施工的工作者一种精确度高且操作相对简便的方法。

1　桥梁预应力钢绞线张拉施工时的相关介绍

（1）张拉前的相关准备工作：①检查混凝土构件的质量、尺寸、外观等是否符合施工要求，如张拉箱混凝土强度须符合100％的设计强度；检查模板与支架的放置是否合理；孔道与锚垫板的位置是否正确；排气孔、灌浆孔是否符合要求等。②张拉器具的选定、检查与安装。根据施工需要选用千斤顶、锚组件等张拉器具的型号，并做好校验与检查工作。进行安装工作时要依照顺序先安装工作锚锚板（垂直度偏差需＜1°）、夹片、千斤顶、限位板，然后安装工具锚组件[1]。

（2）张拉工艺与注意事项：①预应力筋的张拉一般是先下后上，左右对称。张拉桥梁纵向预应力筋时遵循“对称、同步、偏心荷载小”的要求。张拉竖向预应力时可使用顶端单向张拉，进行张拉双控时，主要控制张拉力，校核钢绞线实际伸长值与理论伸长值的误差，如误差在±6％内才可进行锚固，如若不然需调整后在张拉。②要合理控制预应力筋的张拉力，一般钢绞线张拉力的控制如表1所示。通过张拉力控制可换算出张拉千斤顶的吨位（1t=10kN）。

2　理论伸长量计算

张拉过程中由于受管道偏差和管道弯曲引起的摩擦力的影响，锚下控制应力会沿着管壁向跨中逐渐减小，以致钢绞线的伸长值在每一段都有差异。但采用应力控制方法进行预应力筋张拉时，主要校核伸长值，且（△L实-△L理）/△L理＜6％（如表2）。

单端△L理论伸长值的计算公式：△L=（Pp×L）（/Ap×Ep）；其中Pp=P×（1-e（-kx+μθ））/kx+μθ。

由Pp计算公式发现，k、μ是非常重要的两个参数，但影响k、μ取值大小的因素有很多，如预应力筋的类型、表面特征（有锈斑、波纹或表面光滑）、管道的成型、弯道角度与位置正确与否、波纹管布设正确与否等，由于这诸多因素的不确定性，实际计算时，宜测定孔道磨擦系数，表3为实际计算时可选取的参数。

表1　钢绞线张拉控制力

表2　

表3　k、μ计算时可选取的参数

注意整束钢绞线的理论伸长值△L理=2△L（单端理论伸长值），实测伸长值的计算△L实=△L总-（△L初实-△L初理）-△L锚塞回缩；其中（△L初实-△L初理）为钢绞线产生应力前的伸长量（由松弛到紧张），不计入实测伸长值[4]（如表4）。

表4　

3　张拉时钢绞线实际伸长量的测量方法

由于各预应力筋的弯直、松紧程度在最初张拉时存在差异，因此推算初应力时相邻级的伸长值是相对适宜的方法。由于测量预应力筋伸长值一般是在预应力筋张拉到初应力后才进行，因此量测时就会漏掉由零张拉到初应力的伸长值，为与理论伸长值相对应，确定实际伸长值时，需加入这部分漏掉的伸长值（条文规定的范围为10～25％），实际张拉操作中，需以现场试验确定各预应力筋的初应力，一般钢束长度＜30m，其初应力常取10～15％。

（1）测量钢束实际伸长值。钢绞线偏长时，需分级张拉，因此操作会相对繁琐，相对量测千斤顶活塞伸出量的测量方法，建议测量钢束实际伸长值时可考虑使用钢绞线绝对伸长值的测量方法，但考虑夹片滑移和工具锚处钢束回缩等影响[5]。

（2）夹片回缩量补充张拉。《公路桥涵施工技术规范》中规定夹片式锚具回缩量应＜6mm，但由于设计上的差异不同厂家生产的夹片式锚具回缩量一般在3～6mm间；另外在实际张拉控制中，由于操作结束后千斤顶放松会出现锚具变形及夹片回缩自锚，损失部分锚下控制应力。因此为准确确定最终的锚固应力，锚具使用前需仔细查阅说明书，弄清楚夹片回缩量，并适当补足夹片回缩量（在控制范围内测量完伸长量后，再把每端钢绞线拉长3～6mm）[6]。

4　结束语

综上所述，我国山多平原少，地形复杂，因此桥梁工程，尤其是大跨度、大规模、高等级的桥梁在国家基础项目建设中的比重日益突出，桥梁预应力张拉作为预应力混凝土桥梁施工质量保障的关键性工序，每一个环节都应该引起相关工作人员的重视。计算预应力筋实际伸长量的方法有很种，如简化计算法、平均力法等，施工时可依据实际需求与条件进行选择，但一定要尽量缩小测量误差。对于本文笔者推荐的测量方法，关于锚下控制应力的补张问题需与监理工程师和设计单位详细沟通后才能确定是否需要补足夹片的回缩应力损失。

[1]亓少江.浅析后张法预应力钢绞线张拉锚下应力的准确控制[J].建筑工程技术与设计，2014，11（33）：908.

[2]李熊，朱伟鹏.预应力施工时的伸长量计算与测量控制[J].城市建设理论研究（电子版），2013，13（17）：117～118.

[3]黄威.后张法预应力钢绞线伸长量计算与测量控制[J].城市建设理论研究（电子版），2015，22（3）：1211～1212.

[4]冯斌.预应力钢绞线伸长值计算与测量[J].城市建设，2010，18（5）：29～ 30.

[5]唐义成.预应力筋张拉伸长量探讨[J].建材与装饰，2015，22（5）：150～ 151.

[6]秦江，刘凤强.后张法预应力钢绞线张拉理论伸长值的计算及现场控制[J].城市建设理论研究（电子版），2012，14（11）：214～215.

U445.57

A

1673-0038（2015）17-0193-02

2015-4-11

许华东（1972-），男，中级工程师，本科，主要从事公路桥梁与隧道施工工作。