預(yù)應(yīng)力鋼絞線后張法伸伸度計(jì)算方法

一、平均張拉力pi的計(jì)算預(yù)測(cè)設(shè)計(jì)通常包括兩種方法：先張法和后張法。先張法的預(yù)測(cè)器通常是線性的，計(jì)算起來容易。這可以作為后張法中無管道摩擦的特殊情況來研究。因此，在這里，我們將討論后張法長(zhǎng)度的計(jì)算方法。根據(jù)施工規(guī)范,△L=△L1+△L2+······△Ln;其中△L為預(yù)應(yīng)力鋼材工作長(zhǎng)度L的理論伸長(zhǎng)值。對(duì)于各區(qū)段的伸長(zhǎng)值△Li,其計(jì)算公式為:式中:Pi——第i段的平均張拉力,N;Li——第i段的工作長(zhǎng),cm;Ay——預(yù)應(yīng)力筋截面面積,mmEy——預(yù)應(yīng)力筋彈性模量,N/mm關(guān)于平均張拉力Pi的計(jì)算公式,規(guī)范上有介紹,為式中:P——預(yù)應(yīng)力鋼材張拉端的張拉力,N;L——從張拉端至計(jì)算截面的孔道長(zhǎng)度,m;θ——從張拉端至計(jì)算截面曲線孔道部分切線的夾角之和。對(duì)于圓曲線,為該段的圓心角;如果孔道在豎平面和水平面內(nèi)同時(shí)彎曲時(shí),則θ為雙向彎曲夾角之矢量和,rad;K——孔道每m局部偏差對(duì)磨擦的影響系數(shù);μ——預(yù)應(yīng)力筋與孔道壁的磨擦系數(shù)。應(yīng)該指出,這里的“P”并不是定值,而是克服了從張拉端至第i-1段的摩阻力后的剩余有效張拉力值,它隨區(qū)段的增加而減小,所以表示成“Pi”更為合適,如圖1。圖中各個(gè)區(qū)段的平均張拉力分別為P1,P2,P3,P4,Pi,各區(qū)段端的有效張拉力分別為P1,P2,P3,P4,Pi,其計(jì)算式分別為:P式中:P—初始端的張拉力;Ln、θn—n區(qū)段的管道長(zhǎng)度之和與切線角之和,n=i-1,所以對(duì)第i區(qū)段的平均拉力Pi的計(jì)算公式應(yīng)該為:將式(3)代入式(1)即可分別算出每段的預(yù)應(yīng)力筋伸長(zhǎng)值。由公式可知,當(dāng)兩端張拉時(shí)△L可按公式算至跨中,而單端張拉的△L則須由張拉端分段計(jì)算至錨固端,然后累加。二、伸長(zhǎng)值的測(cè)量施工過程中鋼絞線預(yù)應(yīng)力張拉時(shí),因鋼絞線的外露部分,大部分被錨具和千斤頂所包裹,鋼絞線的張拉伸長(zhǎng)量無法在鋼絞線上直接測(cè)量,故只能用測(cè)量張拉千斤頂?shù)幕钊谐?計(jì)量測(cè)鋼絞線的張拉伸長(zhǎng)值,但同時(shí)還應(yīng)減掉鋼絞線張拉全過程的錨塞回縮量。(參閱《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》)一般計(jì)算式為:ΔL=ΔL1.鋼絞線錨固部位鋼絞線預(yù)應(yīng)力張拉錨塞回縮量在兩個(gè)部位出現(xiàn):即產(chǎn)生在張拉千斤頂使用的“工具錨”,和參與鋼絞線預(yù)應(yīng)力工作,將鋼絞線錨固在混凝土中的“工作錨”部位。有的文獻(xiàn)和產(chǎn)品說明書介紹了錨具的變形造成預(yù)應(yīng)力鋼筋的回縮值的參數(shù),只可作為對(duì)錨具驗(yàn)收和施工控制的參考依據(jù),具體計(jì)算還應(yīng)以實(shí)測(cè)為準(zhǔn)。2.千斤頂?shù)陌惭b在鋼絞線開始張拉,當(dāng)千斤頂張拉力,達(dá)到鋼絞線張拉至初始拉力(設(shè)計(jì)控制拉力的10~25%),已把松弛的預(yù)應(yīng)力鋼絞線拉緊,此時(shí)應(yīng)將千斤頂充分固定,精確量取從千斤頂工具錨錨杯外露端面至鋼絞線外露端頭的長(zhǎng)度b3.工作錨錨塞回縮量的過程目前鋼絞線預(yù)應(yīng)力張拉施工以使用YCW型液壓千斤頂為主,該千斤頂與工作錨接觸處,設(shè)有一塊限制工作錨夾片在張拉過程位移的限位板,鋼絞線在張拉時(shí)工作錨夾片跟隨鋼絞線的拉伸,向后移動(dòng)至限位板凹槽的底部,對(duì)鋼絞線失去約束,當(dāng)千斤頂將鋼絞線張拉至設(shè)計(jì)控制張拉力,在回油放松鋼絞線的瞬時(shí),鋼絞線彈性收縮,工作錨夾片跟隨收縮向錨環(huán)孔內(nèi)位移,隨即將鋼絞線錨固,這就是工作錨錨塞回縮的全過程。工作錨錨塞回縮位移后,將引起鋼絞線張拉力的減小。張拉完畢卸掉千斤頂后,在工作錨處測(cè)量工作錨夾片在錨杯處的外露長(zhǎng)度C三、預(yù)應(yīng)力張拉施工沿港路高架橋位于梧桐山道立交與北山立交之間的現(xiàn)狀沿港路段,全線為高架橋,并跨越明珠立交。我部施工范圍為設(shè)計(jì)起點(diǎn)樁號(hào)ZK8+835.642,終點(diǎn)樁號(hào)ZK10+035.642;該橋蓋梁及箱梁均采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土,其中全橋共有37條蓋梁、378片預(yù)制箱梁,共計(jì)采用鋼絞線達(dá)到155T,因此鋼絞線預(yù)應(yīng)力張拉工作是本工程的施工重點(diǎn)之一。橋梁采用35m后張法預(yù)應(yīng)力預(yù)制箱梁,箱梁共有N1~N5、T1、T2七個(gè)張拉孔位。因本橋箱梁施工采用為先簡(jiǎn)支后連續(xù)的施工方法。因此在預(yù)制完成箱梁后現(xiàn)行張拉N1~N4。鋼絞線及張拉伸長(zhǎng)值計(jì)算見表1:我部的預(yù)應(yīng)力張拉施工過程如下:采用YCW200型后夾片式千斤頂,先將千斤頂固定于預(yù)制梁兩端,裝入鋼絞線。因設(shè)計(jì)采用雙端張拉,因此同時(shí)啟動(dòng)油泵,開始加油,張拉力控制過程為:0→20%σk→100%σk(持荷5min錨固)→錨固。同時(shí)在加油至20%及100%分別量取工具錨錨杯外露端面至鋼絞線外露端頭的長(zhǎng)度。σk為張拉時(shí)的控制應(yīng)力(包括預(yù)應(yīng)力損失在內(nèi)),其值根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙要求而定,初應(yīng)力取σk的20%。取其中一片預(yù)制梁張拉結(jié)果如表2:實(shí)測(cè)計(jì)算伸長(zhǎng)量如下(取N1-a):采用如上的辦法驗(yàn)算蓋梁及其他的預(yù)應(yīng)力均可符合施工規(guī)范要求(6%)。四、長(zhǎng)絲筋理論實(shí)測(cè)在實(shí)踐中筆者發(fā)現(xiàn),當(dāng)預(yù)應(yīng)力管道在20m~30m時(shí),實(shí)測(cè)伸長(zhǎng)值與理論計(jì)算較相吻合,而當(dāng)管長(zhǎng)超過30m時(shí),所測(cè)數(shù)值往往偏小,增長(zhǎng)持荷時(shí)間效果也不明顯;對(duì)于超過80m的預(yù)應(yīng)力筋,實(shí)測(cè)值僅能達(dá)到理論的90%左右;相反對(duì)于小于20m的短束,實(shí)測(cè)值往往偏大,經(jīng)常超過6%,這一現(xiàn)象說明對(duì)于長(zhǎng)度較小的預(yù)應(yīng)力束,由于其總伸長(zhǎng)值較小,受施工操作、讀數(shù)誤差等因素的影響明顯,在