预应力筋伸长值偏差控制摘要:结合工程实例,分析影响预应力筋伸长值的因素,同时提出施工中应 采取的预防措施。影响预应力筋伸长值的因素主要有摩擦状态、施工因素和材质 不均匀性,施工中可通过严格控制波纹管的成型精度、保证波纹管道光滑度、保 证预应力筋的质量、选用正确的张拉设备并确保其准确、保证张拉程序与计算方 法的正确性和控制预应力筋的编束、穿束质量来减小预应力筋伸长值的偏差。 关键词:预应力;钢绞线;伸长值;张拉 全桥箱梁采用三向预应力体系,纵向预应力筋采用s15-19、s15-22 钢绞线, 预应力管道采用塑料波纹管。张拉顺序为两端对称张拉。 在预应力混凝土结构中,预应力筋的张拉一般采用“双控”原则,即以张拉 应力控制为主,以张拉伸长量值为辅。然而在张拉时即使控制混凝土养护天数不 小于7 天,且混凝土强度达到设计强度的90%以上。但在实际张拉中伸长量值与 理论计算偏差值往往超过-6%~6%,导致该情况发生可能是由于预应力筋所处环 境的复杂,如摩擦损失、施工因素、材质均匀性等都可能造成张拉时不完全遵循 虎克定律,即实际伸长量值与计算伸长量值有较大偏差。 导致实测伸长值与计算伸长值有较大偏差的原因2.1 摩擦状态是否与设计一致 工程实践中,摩擦系数的采用是根据规范确定的,即对于预埋金属螺旋管 道预应力筋 k=0.0015,μ=0.2~0.25,很少有工程对摩擦系数进行实际的测量。 而实际上,由于材质的不同和施工方法的差异,摩擦系数有一个很大的波动范围。 影响设计与施工的摩擦系数不同的主要因素有以下几点: 预应力筋生锈。根据预应力理论伸长值计算公式: 式中—预应力筋的平均张拉力(N); —预应力筋张拉端的张拉力(N); —预应力筋的长度(mm); —预应力筋的截面面积(mm2); —预应力筋的弹性模量(N/mm2); —从张拉端至计算截面的孔道长度(m); —从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和(rad); —孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数; —预应力筋与孔道壁的摩擦系数。 以窟野河大桥为例,腹板预应力钢绞线采用 19 15.24,标准强度=1860MPa,张拉控制应力18600.75=1395MPa,弹性模量=1.95105 MPa,采用 两端对称张拉。纵向钢绞线布置方法见下图。 根据张拉控制应力及每束钢绞线的数量可以确定张拉端的张拉力为: P=139514019=3710700(N) 在施工中由于上述因素的存在,导致实际摩擦系数大于规范给定的摩擦 系数,以至于张拉时张拉力值达到设计值,但计算伸长量值与理论伸长量值有较 大的偏差。根据以上实例及公式(1)和(2),当钢绞线为20m及50m时分别计 算出钢绞线在不同摩擦系数下的伸长值,见表1: 可知,当施工中摩擦系数=0.0025,=0.35,钢绞线长20m时,计算伸长量值为128mm,是理论伸长量值134mm的95.3%(假设其他条件为理想状态, 以下内容中计算时均假设其他条件为理想状态)。钢绞线长50 时计算伸长量值为 308mm,是理论伸长量值327mm的94.0%。 2.2 施工因素造成伸长量值偏差 由于施工人员数量众多,技术水平参差不齐,以至于部分施工环节与设 计有少许差别。