预应力钢绞线张拉伸长量现场控制

曹玉江

（中铁十八局集团隧道工程有限公司 重庆 400707）

预应力钢绞线张拉伸长量现场控制

曹玉江

（中铁十八局集团隧道工程有限公司 重庆 400707）

钢绞线预应力混凝土在桥梁工程中已普遍使用，预应力施工中采用张拉应力和伸长量两项指标进行双控，其中控制张拉应力为主，伸长量作校核。本文就预应力施工中常用的方法以及需要注意的问题结合现场施工在此提出，供大家参考。

预应力；千斤顶；张拉；伸长量

作为质量双控指标的控制张拉力及钢绞线伸长量的计算，《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011，以下简称《桥规》）中有已有明确规定。张拉应力控制可通过试验确定孔道摩阻系数后，对设计张拉应力值进行修正，通过已标定的压力表较为准确的控制。伸长量规范中仅给出计算公式，在实际施工中对钢绞线施加预应力张拉的伸长量具体的量测方法，规范中并未具体规定，大多根据现场施工人员习惯确定量测方法。

1 现场实测伸长量的方法

目前施工现场最常用的测量方式是直接测量张拉端千斤顶活塞伸出量的方法，然后根据规范法求出实际伸长量。

张拉时，钢绞线的外露部分，大部分被锚具和千斤顶所包裹，钢绞线的张拉伸长量无法在钢绞线上直接测量，故只能用测量张拉千斤顶的活塞行程，计算钢绞线的张拉伸长值，但这样却存在一定的误差。此法虽然操作简单，但需记录的数据较多，现场处理较麻烦，稍不仔细就会出现计算失误导致计算结果与实际不符，而且在钢束较长，必须采用分级张拉，采用倒顶法张拉时其数据处理更加繁琐。因此推荐另一种钢绞线伸长量的测量方法——通过量测张拉前后顶外钢绞线的长度之差确定钢绞线的伸长量。具体做法如下：

张拉前在外露钢绞线上作好标记，至少三根，最终求其平均值。张拉至初应力时，量取千斤顶后端至标记点的距离a，张拉至两倍初应力时，量取千斤顶后端至标记点的距离b，张拉至控制应力时同样方法得c，最终伸长量即为：

△L=c-a+（b-a）

用此方法，不论是否采用倒顶法或分级张拉，均量测钢绞线的长度，避免了工具夹片内缩产生的误差。

2 锚具回缩量的确定

在上述伸长量量测方法中已经提出了工具夹片回缩造成预应力损失的方法，下面就工作锚具及夹片回缩提出解决的方法：

工作夹片回缩后，将引起钢绞线锚下应力的减小。如本次施工的桥梁预应力施工采用的限位板限位凹槽深8mm，经过量测大量锚固后工作夹片外露长度均在1.5～2mm，因此回缩量达6～ 6.5mm，张拉均采用两端张拉，钢绞线回缩值达13mm。

为减少工作锚具及夹片回缩对预应力造成的损失及保证张拉力能满足设计要求，应按如下程序操作予以补偿。当实施两端张拉时，当两端达到设计控制张拉力时，应按一端先锚固，再将另一端补张拉后锚固的方法操作。因为当A端锚固时由于工作夹片的回缩，致使B端油压下降，张拉力减少，不满足设计控制张拉力要求，故应在B端补张拉后再锚固。同理B端补张拉锚固时，由于工作锚夹片回缩仍会造成张拉力的损失，为保证满足设计控制张拉力要求，应和设计单位及监理工程师进行沟通，是否需要对工作夹片的回缩应力损失进行补张。

3 钢绞线在千斤顶中的工作长度

钢绞线在千斤顶中的工作长度，一般是指在张拉千斤顶装入钢绞线后，从工具锚锚杯中心至预应力混凝土工作锚锚杯中心的距离，注意量测时应将千斤顶安装好，打紧夹片使其高差不大于2mm，启动油泵，开始升压，在压力表从零开始指针闪动的瞬间即刻关闭进油阀，此时量测工具锚锚杯中心至预应力混凝土工作锚锚杯中心的距离，即可确定为钢绞线在张拉千斤顶中的工作长度。

本次桥梁钢绞线张拉采用YCW400千斤顶，顶内钢绞线工作长度为460mm（包括限位板、工具锚具厚度），钢绞线直径为15.2mm，公称面积140mm2，标准强度fpk=1860MPa，弹性模量Ep= 1.95×105MPa，预应力钢束锚下控制张拉应力 σcon=0.75fpk= 195.3kN，则该段内钢绞线的伸长量根据《桥规》中直线段预应力筋伸长量计算公式：

式中：Pp——预应力筋的平均张拉力（N），直线段取张拉端的拉力；

L——预应力筋的长度（mm）；

Ap——预应力筋的截面面积（mm2）；

Ep——预应力筋的弹性模量（MPa）；

N——钢束预应力筋根数。

求得：

由此可看出千斤顶内钢绞线的伸长量在3mm左右，而张拉开始时，千斤顶从开启进油阀到活塞开始受力，此段时间千斤顶活塞伸出量一般为2～3cm，根据上述公式求出△L的值仅为0.2mm，因此千斤顶活塞从油泵开启到开始受力这一段伸出长度的钢绞线在整个张拉过程中的伸长量完全可以忽略不计。

若钢束较长，必须采用倒顶法多次张拉到位，在每一级张拉时均应考虑顶内钢绞线伸长量对计算结果的影响，若每次均采

用上述方法不断量取钢绞线开始受力时千斤顶活塞的伸出量倒显得有些多余。

4 推荐伸长量量测方法

经过以上分析得出，张拉现场影响伸长量测量精度的影响因素有以下三点：

（1）工具夹片在张拉过程中会向工具锚具杯口滑移1.5～3mm；

（2）工作夹片在张拉完成泄压时回缩6～6.5mm；

（3）千斤顶内钢绞线长度对伸长量的影响约3mm。

影响因素解决方法：

因素一，在量测伸长量时通过采用在钢绞线上作标记，量取外露钢绞线伸出长度，避免直接量取千斤顶活塞伸出长度作为张拉时钢绞线的伸长量。

因素二、三使单端伸长量计算的结果比实际伸长量偏大9mm，可通过以下方法解决：

预应力钢绞线张拉到达控制应力并稳压结束卸压回顶时，在卸压至初应力值时，再去量钢绞线的伸出量。此时，千斤顶内钢绞线已经随千斤顶卸压而回缩，钢绞线工作长度内的应力远大于千斤顶的张拉力，工作夹片已回缩锚固；穿入千斤顶内的钢绞线所受张拉力仅为15%的张拉控制应力，用前面介绍过的比例法及计算结果得出千斤顶内钢绞线的伸长量为△L=3.3×0.15= 0.495mm，两端张拉时，此误差也不足1mm。

此时测得的结果作为终张的伸长量，两次测量结果之差为锚具及夹片的回缩值。

5 现场实测记录

在实际施工中，两种方法可以互相校核。如在本次桥梁预应力（后张法）施工过程中，顶板悬浇束预应力筋T5张拉过程记录如表1。

表1 顶板悬浇束预应力筋T5张拉记录表

单根预应力筋计算长度为 33.935m，理论伸长量为2× 119mm=238mm，由此可以看出，在张拉程序正确时，不管用规范法，还是用比例法，最终的结果都符合要求。

[1]《公路工程质量检验评定标准》（JTGF801/1-2004）[S].人民交通出版社，2004.

[2]《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011）[S].人民交通出版社，2011.

TU757

A

1673-0038（2015）46-0184-02

2015-11-1

曹玉江（1988-），男，助理工程师，本科，公路工程专业。