预应力伸长量的控制分析

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1、预应力伸长量的控制分析孟闯席军现摘要预应力钢筋以应力控制方法张拉时，应以伸长量进行校核。实际伸长值和理论伸长值差值应控制在6%以内，否则应暂停张拉，待查明原因并采取措施加以调整后，方可继续张拉，通过本工程实例，分析预应力双控指标伸长量的影响因素，确保预应力体系中的有效应力，有助于预应力施工质量的控制。关键词预应力伸长量双控分析1概述人文路跨贾鲁河大桥桥梁全长526m，全宽55m。分南、北引桥和主桥。其中南、北引桥为预应力砼小箱梁，预应力体系分为预制小箱梁纵向预应力索及中幅桥1～3号轴盖梁预应力索两部分。主桥采用钢主梁和混凝土主梁两种。混凝土主梁采用预应力混凝土结构。预应

2、力砼小箱梁共149片，其中每片有8束钢绞线，共计1192束。中幅桥1～3号轴盖梁，共计29束钢绞线。混凝土主梁分为5#～6#现浇箱梁和7#～8#现浇箱梁，其中5#～6#现浇箱梁共332束，7#～8#现浇箱梁共358束，7#主塔共计88束。全桥共计1999束钢绞线。且所有预应力管道曲线复杂，转角多，为预应力施工增加了难度。《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011）第11.5.6条规定：预应力钢筋以应力控制方法张拉时，应以伸长量进行校核。实际伸长值和理论伸长值差值应控制在6%以内，否则应暂停张拉，待查明原因并采取措施加以调整后，方可继续张拉。张拉应力和伸长值是预

3、应力的双控指标。有一种片面的认识，认为“以张拉力为主，伸长量校核”的意思是只要张拉力足够就可以了，其实不然，伸长量是反映有效预应力的重要指标，伸长量异常，说明有效预应力不足或局部预应力集中，这都将给结构受力构件耐久性带来严重的后果，是环环相扣的关系，并直指结构物使用安全性。通过本工程实例，分析预应力双控指标的伸长量的影响因素，确保预应力体系中的有效应力，有助于预应力施工质量的控制。2复核理论伸长值伸长值计算公式如下：其中：为预应力钢绞线平均张拉力，N；为从张拉端到计算截面的孔道长度，m；为预应力钢绞线截面面积，mm2；为预应力钢绞线弹性模量，MPa；其中：为预应力钢绞线

4、张拉端的张拉力，N；为从张拉端到计算截面的孔道长度，m；为预应力钢绞线截面面积，mm2；为预应力钢绞线弹性模量，MPa；为从张拉端到计算截面曲线孔道部分切线夹角之和，rad；为孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数；为预应力钢绞线与孔道壁的摩擦系数。由此可知，和是后张法伸长量计算的重要参数，这两个值取决于管道的材质、弯道的位置和角度等方面的因素，各个因素在施工中的变动很大，还有很多事不可预先确定的，波纹管进场后复查其质量，必须满足设计及规范要求。θ的大小取决于施工的精细程度。波纹管定位力求准确，直线段到起弯点过渡要平顺，然而在实际施工中难以掌握并容易忽视的。A和E取决于原材料

5、的控制，钢绞线进场后必须进行抽检试验，采用正规厂家生产的钢绞线，保证钢绞线截面面积和弹性模量与设计要求相符。因此k和μ的大小需要现场试验来进一步确认，从而计算得出与工程实际相符的理论伸长值。本工程分别对主塔L1钢束、7#横梁Y4钢束、预制小箱梁、3#盖梁Y2钢束做了相应的摩阻试验，所得k和μ与设计值均有偏差。（1）对于主桥主塔L1钢束测试，在摩擦系数μ=0.17时，实测影响系数k=0.0016，计算得出L1钢束伸长值为218.8mm（表1），而设计伸长值为190mm，差值较大，如果按照设计伸长值控制，则无法满足双控要求。实际施工中按照试验数据控制，均满足双控要求。表1桥

6、塔L1钢束伸长值计算表张拉位置分段长度Lm摩擦系数μ影响系数k夹角θrad张拉端张拉力kN终端张拉力kN平均张拉力kN伸长值mm下端张拉12.9180.170.001603562.303550.573556.4315.0723.6210.170.00160.60353550.573187.013365.5223.49下端伸长值38.56上端张拉124.3540.170.001603562.303434.513498.02164.2422.5070.170.00160.41783187.033309.2315.99上端伸长值180.23总伸长值218.80（2）7#横梁Y

7、4钢束，采用1915.24低松弛钢绞线，A=140×19=2660mm2，E=195000MPa，钢绞线长度39.04m，弯道部分切线夹角之和为174.3°，张拉控制力为3463.3kN。单端摩阻损失值计算如下：其中，为单端摩阻损失值；为张拉控制力。现场摩阻试验得出摩擦系数μ=0.17，影响系数k=0.0031。由此计算出单端实测单端摩阻损失值=946kN设计的摩擦系数μ=0.17，影响系数k=0.0015。=865kN根据计算结果得出实测单端摩阻损失值比设计计算值高出约81kN，增大比例约2%。见表2。表27#横梁Y4孔道单端摩阻损失值