群锚体系中钢绞线实际伸长量的量测与计算.doc

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1、群锚体系中钢绞线实际伸长量的量测与计算孙宏1郭捷菲2（1江西交通工程咨询监理中心南昌330008）(2江西省交通工程质量监督站南昌330008）摘要：预应力混凝土的应用越来越广，预应力筋的伸长量对预应力的控制起着重要的作用，而以预应力筋伸长量的量测与计算尚未有明确的方法。本文结合工程实践，对普遍采用的群锚预应力体系，分析了传统方法中的不足之处，总结出了较好的方法。关健词：桥梁工程；钢绞线；伸长量；量测；计算510前言预应力混凝土的应用研究与发展，已经有一百多年的历史，做为一种新型的复合建筑材料，以其优良的性能，现已经广泛应用于各个领域。在预应力

2、的施工时，一般以张拉应力进行控制，以预应力筋的伸长量进行校核，俗称“双控”。而伸长量的控制对预应力的施加起着重要的作用，伸长量的量测与计算的前提，也直接影响到预应力施加与结构的受力性能。目前，介绍预应力施工的书比较多，但对伸长量的测量与计算，没有明确统一的方法。目前国内外普遍采用的是夹片式锚具。如XM锚具、QM锚具、VSL锚具、OVM锚具等。群锚体系是用一组内带齿槽的圆锥形夹片（由2片式或3片式组成）单独夹持一根钢绞线，与预留有多个圆锥形锚孔的锚板组成。使用时将整束钢绞线捆扎成束，穿入孔内，将各根钢绞线穿入永久施加预应力锚板（又称“工作锚”）的

3、各个锥形小孔内，装上锥形夹片组，然后装上相应的吨位的千斤顶。千斤顶的尾部装有与工作锚板的相同原理的锥形锚板及夹片（又称“工具锚”，以拉紧钢绞线作为张拉的工具。当千斤顶张拉到设计张拉力时把千斤顶回油，钢绞线就自行被锚住。对该种类型的预应力体系称为群锚体系见图1。图11预应筋伸长量的量测方法目前，对于群锚体系中的钢绞线伸长量的量测方法，主要有两种：一种是量测千斤顶活塞的伸长量，另外一种方法是直接量测钢绞线的伸长量。收稿日期：2005-03-22千斤顶活塞的伸长量量测方法，如图1所示。当钢绞线开始张拉至初应力时（一般为张拉控制应力的10％），量测出千

4、斤顶活塞的伸长量⊿L1,再张拉到控制应力时，再量测伸长量⊿L2，⊿L2－⊿L1即为10％至100％控制应力的伸长量，活塞的伸长量是否就是钢绞线的伸长量呢？不是。即使忽略锚具等的压缩，但工具锚上的夹片在张拉力由10％增大至100％时，仍随钢绞线一道相对于锚板向内运动，见图2。图2设钢绞线与夹片无相对滑移，当钢绞线施加初应力时，锚板对夹片有正压力N，摩阻力F，其中F＝μN（μ为摩阻系数），此时为平衡状态，则拉力T的计算公式为：T＝Nsinα＋Fcosα=N(sinα＋μcosα)当角度α与摩阻系数μ都不变时，增大拉力T，N必然增大，因此，钢绞线必然

5、与夹片沿T方法移动，以达到新的平衡。设移动的距离为D，则实际钢绞线的伸长量应为⊿L2－⊿L1－D。本人对一组钢绞线进行了观测，结果见表1。表1某大桥主桥箱梁预应力钢绞线实测数据张拉力钢绞线编号钢绞线伸长量（mm）活塞伸长量（mm）夹片内缩量（mm）20％ók100％ók20％ók100％ók20％ók100％ók201N2－110991210607201N2－210981110628201T2－211981110527201T2－111991110427201T2－4121031411026191N2－112991110716191T2－211

6、1011210928191T2－4121021310616注：本表中伸长量为相对初应力（控制张拉应力的10％）时的伸长量，张拉力百分比为相对于控制应力的百分比。51可见D值达6mm以上,对较短的钢绞线束已经超过了《公路桥涵施工技术规范》所规定的偏差6%，可见是不可忽略的。因些在量测活塞长度的同时，应量测D值。并用公式（L2-L1-D）来计算钢绞线的实际伸长量。第二种方法为直接量测钢绞线的伸长量。即在工具锚外侧的钢绞线上做标记，做为量测的基准。这种量测方法有两个缺点：一是量测不方便。二是钢绞线在受力时，端头有发散现象，对钢绞线的伸长量有影响。通过

7、实践，采用自制的标尺，很好的解决了这个问题。如图3所示，标尺为铝制的方条，长约10cm，宽高约为25mm，上留一直径约10mm的圆孔，圆孔上有固定螺丝。张拉时，用铝条的圆孔套住钢绞线，并拧紧螺丝，做为标记。既量测方便又解决了端头的发散现象。注意标尺应尽量装在远离钢绞线端头的位置。通过这个装置，量测的伸长量与理论值相符。图32钢绞线的实际伸长量的计算方法2.1初应力时的伸长量计算根据规范[1]钢材张拉时理论伸长值ΔL计算式为：△L=P，L/(AyEg)P，=PL(1-e(kx+μθ))/(AyEg(kx+μθ))△L=PL2(1-e(kx+μθ)

8、)/(AyEg(kx+μθ))设W=L2(1-e(kx+μθ))/(AyEg(kx+μθ))△L=PW式中：△L—预应力筋的理论伸长值（mm）；P′-