预应力束实测伸长量与理论伸长量偏差的探讨.doc

预应力束实测伸长量与理论伸长量偏差的探讨摘 要：分析预应力束在张拉过程中实测伸长量与理论伸长量偏差的原因，并提出施工中应采取的措施。关键词：预应力 张拉 伸长量1 前言根据公路桥涵施工技术规范的要求，预应力筋采用应力控制方法张拉时，应以伸长量进行校核，实际伸长值与理论伸长值的差值应控制在6%以内，然而在实际施工中，由于各种因素的影响，往往出现实测伸长量超限的现象，尤其是预应力短束更为明显。因此应找出产生这种现象的原因，正确进行预应力筋的张拉控制，使砼结构中建立满足设计要求的预应力体系，确保桥梁结构的使用寿命。2 产生偏差的原因分析2.1 理论伸长量计算偏差根据公路桥涵施工技术规范，钢铰线的理论伸长量为： LPpL/（ApEp）其中：Pp=P1-e-(kx+)/ (kx+)可见k、Ap、Ep取值与实际情况是否一致，直接影响理论伸长量的准确性。孔道偏差系数k及摩擦系数受施工质量控制情况影响较大，施工质量高k、值较小，施工质量控制质量差则k、值相对要大，同时管道内有杂物、管道被振捣棒碰撞变形、管道锈蚀严重等均会对其产生影响，致使计算时k、取值与实际情况往往会有所偏差，影响理论伸长量的准确性。 预应力钢铰线的截面积Ap一般在计算时采用公称面积，但各生产厂家控制的误差也各不相同，常常由于正偏差或负偏差会使实际Ap值与公称面积相差2%左右。弹性模量Ep在计算伸长量时应取其实测值，但测试数据也不尽相同（见表一），计算时一般取其平均值，而且同一批或同一盘钢铰线也存在一定的差异，该差值的大小主要取决于生产厂家的质量控制水平，因此计算理论伸长量与其实际理论伸长量之间总存在偏差。 钢铰线Ep和 Ap实测表 表一批次弹性模量Ep（N/mm2）最大偏差截面积Ap（mm2）平均值与公称面积偏差(%)实测值平均(%)实测值平均12.0171.9751.9821.9911.3142.24142.06142.12142.141.521.9271.9151.9621.9351.4142.40142.34142.12142.291.632.0191.9752.0162.0031.3142.36142.44142.34142.381.741.981.881.931.932.6142.68142.59142.73142.671.952.0441.9681.9872.02.2142.62142.49142.58142.561.861.9762.0191.9301.9752.3142.62142.34142.48142.481.871.9001.9201.9501.9231.4142.39142.68142.29142.451.882.0201.9902.0302.0131.1141.65141.74141.99141.791.3注:1.表中为CD金属制品有限公司生产的j15.24钢铰线,公称截面积为140 mm2。 2.表中Ep最大偏差是指实测值与平均值的最大偏差百分率。2.2 千斤顶安装引起的偏差 在锚垫板的周围一般均有预留钢筋，在安装千斤顶时，一般要将钢筋搬开，但若施工操作人员不注意，使钢筋与千顶相顶撞或者有杂物影响，使其不能安装到位，造成宽的缝隙，在张拉初应力时由于力相对较小，不能使其消除，待张拉力增大到一定程度，该缝隙就会消失，在量测伸长量时自然将该值量入其中，使得实测伸长量偏大。2.3 砼压缩变形及锚具内缩 在预应力筋张拉过程中，砼构件在施加力的作用下发生压缩变形1，同时工作锚或工具锚发生内缩2，我们在实测得伸长量中已包含了此部分。虽然砼压缩变形和锚具内缩值并不大，在长束中所占的比例较小，但在束长小于10米的构件中，将占到相当大的比例。故在张拉短束预应力筋时，实测伸长量常常大于理论伸长值的较多。2.4 千斤顶标定情况 在预应力筋张拉前，千斤顶与油表要配套标定，但标定人员在标定操作时同样会产生误差，而且标定油压较高时，表针一般会摆动，摆动程度与表的质量有关，因摆动使标定结果产生偏差，从而影响张拉控制力的准确性，使实测伸长量发生偏差。2.5 油表读数及伸长值量测误差伸长量量测从预应力束张拉至初应力时开始，此时所测得的数值不仅要用于初应力至控制应力伸长量的计算，还用于初应力时的伸长量推算。如果初应力时油表读数控制不准，则量测的伸长值也有所偏差，或者油表读数控制较好，但量测人员量测不准，都会造成初应力时量测值偏差l，而该偏差将会对实测伸长量造成2l的影响。当张拉力较大时，由于油压增高，油压表指针可能摆动，致使张拉控制力不准，影响实测伸长量的准确性。3 施工控制措施3.1 综合以上种种原因，虽然有些因素造成的偏差并不大，但对于预应力短束来说，影响却非常大，如10m长预应力束按直线配筋其理论伸长量为72mm(根据Ep不同而略有差别)，其允许偏差仅为4mm，所以实测伸长量很容易超限。针对此问题，笔者建议对小于10m的预应力短束在保证管道畅通的情况下，可只控制张拉应力，伸长量仅做参考。3.2 应加强对波纹管质量的控制，根据设计图纸要求的直径选用相应壁厚和波纹高度的波纹管，且波纹管应具有较好的径向刚度和抗弯曲渗漏性能。预应力管道固定要牢固，位置准确，应特别加强对预应力管道的检查。砼浇筑时应尽量避免振捣棒碰撞管道，若管道较密时，可用导管辅助插入振捣棒振捣。在穿束前应将管道清理干净。3.3 钢铰线应选择质量稳定的生产厂家，并注意做好钢铰线的防护工作。3.4 对预应力施工的每道工序一定要有专人把关，认真检查千斤顶的安装情况，避免非应力附加伸长量的产生。3.5 要购买质量好的油压表，尽量避免张拉时油表指针的摆动。张拉时应控制好送油速度，避免油表读数上升太快不易控制准确，尽量使各级应力及量测伸长值准确。4 结束语 预应力伸长量所受的影响因素较多，但施工控制质量是影响实测伸长量的主要原因，施工中应建立可靠的施工质量保证体系，并加强对施工操作人员的培训，避免人员的频繁更换。同时施工中应灵活掌握，确保构件中预应力的有效建立。