橋梁施工過程中預應力鋼絞線實際伸長量與理論伸長量差別規律的研究

史海東

摘要：伴隨著我國經濟的發展與建筑技術的提升，我國對于橋梁施工中預應力的研究也更加深入，本研究就將針對橋梁施工中預應力鋼絞線的實際伸長量與理論伸長量之間所出現差別的規律進行研究，同時提出合理的預應力鋼絞線伸長量的準確計算與測量方法，希望能夠為橋梁施工建設提供一定的借鑒意義。

關鍵詞：橋梁施工 預應力鋼絞線 伸長量計算方法

在橋梁施工過程中，預應力的大小會直接影響混凝土的抗裂性能，而預應力鋼絞線在出現裂縫之前往往沒有預兆，使得橋梁工程的質量和安全受到嚴重的威脅，鋼絞線出現長度的偏差能夠衡量預應力是否達到設計的張力控制標準，筆者將根據實際的工作經驗來對預應力鋼絞線出現偏差的規律進行探究，從而確保我國橋梁工程的施工質量，促進建筑事業的健康發展。

1、 影響預應力鋼絞線實際伸長量與理論伸長量差別的原因分析

1.1摩擦阻力的影響

筆者對八組鋼絞線進行了編號，并進行了相應的長度測量實驗，通過對比實際伸長量與理論伸長量之間的偏差率來找出出現偏差的原因，分析實驗數據可知，第一組的偏差是負值，其余都為正值，這說明摩擦阻力會對鋼絞線的伸長量造成影響，甚至在剛開始的時候會少于理論伸長量，進而出現負的偏差值，因此，在實際的橋梁施工之前要檢查鋼絞線是都有銹蝕現象，在與波紋管連接的地方有沒有漏漿、接頭連接處有沒有灌漿等，最大限度地避免交叉摩擦的發生。

1.2彈性模量的影響

彈性模量能夠直接的決定鋼絞線的實際伸長量，其數值的大小受制于材料、捻角、捻距以及試驗條件等因素影響[1]。首先，從材料自身性質上分析是由于彈性形變的發生使得預應力的大小發生改變，尤其是使用時間很長的情況下，極容易影響彈性模量的大小，鋼絞線的原子與原子之間存在引力，同時金屬原子的晶體類型也決定著彈性形變的大小。其次，鋼絞線的捻角與捻距決定彈性模量，當其受到一定限度的拉伸力以后，橫截面積會減小，相比于其他質地柔軟的鋼絲，用于橋梁施工的鋼絞線更需要嚴格的控制好捻角與捻距，確保鋼材的彈性模量能夠達到預期的標準，減少實際伸長量與理論伸長量之間的偏差。最后，筆者又通過試驗，也就是對鋼絞線逐漸的施加壓力，增加應變增量，從而將鋼絞線的結構偏離原始結構，要求拉伸鉗口的最大距離不能超過五百納米，確保實驗結果的準確性，如果在實驗過程中出現相對滑移就會造成拉伸曲線的不平，增加鋼絞線的拐點，影響彈性模量的大小。

1.3面積的影響

在橋梁施工中預應力鋼絞線的橫截面積會隨著拉伸長度的變化而變換，實際上，成品鋼絲的直徑不是一個固定不變的數值，其變換的規律遵從一定的計算公式，因此，在計算鋼絞線截面積時一定要減少計算誤差和測量誤差，即使是微小的數值也會對理論伸長量與實際伸長量的規律探究造成影響。

2、預應力鋼絞線理論伸長量的準確計算

2.1設計錨下控制應力的理解

設計錨下的控制應力為1355兆帕，橋梁施工人員應該對控制應力嚴格把控，尤其是千斤頂的使用要確保鋼絞線伸長量最大時，因為此時的預應力是最大的，只有這樣才能確保鋼絞線的應力值是準確的。實際上，對于有錨圈口的錨具，一旦其錨圈口出現損傷，加之長期的摩擦影響，就會導致錨的下拉應力值減小，為了避免這樣的誤差可以使用鋼制的錐形夾片來減少摩擦，準確的錨下控制力計算要保證千斤頂的拉伸力為1355兆帕，再加上摩擦造成的損失40兆帕左右，最后算得的控制應力為1395兆帕，只有達到這樣的設計標準后才可以進行接下來的錨固定回縮應力損失的計算。

2.2預應力鋼絞線理論伸長量準確計算

橋梁預應力鋼絞線伸長量的準確計算要嚴格按照《公路橋涵施工技術規范》中的要求進行，將預應力筋的伸長長度、橫截面積值、彈性模量、平均張拉力以及張拉端至計算截面的孔道長度、張拉端至計算截面曲線孔道部分切線夾角之和帶入相應的計算公式，將所求的結果與預應力鋼絞線理論伸長量進行對比，確保偏差在規定的范圍內[2]。另一方面，在實際的橋梁施工操作中還需要廠家對鋼絞線的彈性模量進行標注，便于技術人員能夠快速、高效的計算出準確的鋼絞線設計伸長值。需要注意的是摩擦系數與常數的帶入要考慮實際的工程情況，選擇最佳的施工方案，確保預應力鋼絞線的準確測量與計算。

3、 預應力鋼絞線實際伸長量準確量測及計算方法

盡管在橋梁施工中對于預應力鋼絞線實際伸長量的準確測量沒有明確的要求和規定，但是，施工人員和測量人員也要嚴格的按照技術要求進行操作，那么，具體的測量方法首先是借助千斤頂活塞的測量，也就是通過測量千斤頂的運動路程來判斷鋼絞線的實際伸長量，這是一種直觀、簡便的方法，但是出現誤差的幾率較大；另一種方法是用精確的測量工具對鋼絞線進行測量，參照一定的基準，確保鋼絞線的實際伸長量與理論伸長量不會存在偏差。最后要介紹的是錨固回縮量的兩種扣法，便于對預應力鋼絞線實際伸長量的測量，一種是扣鋼絞線回縮和錨具變形的回縮量，另一種方法是在此基礎上測量鋼絞線的有效工作長度，確保鋼絞線在錨固時不會出現瞬間性的回縮，釋放千斤頂所造成的鋼絞線伸長值，這些數據的記錄可以通過千斤頂活塞的回程進行測量。

4、 預應力鋼絞線實際伸長量與理論伸長量差別的規律探究

筆者通過大量的實驗與施工經驗得出以下規律：長束鋼絞線的實際伸長量較理論伸長量偏短、短束鋼絞線的實際伸長量較理論伸長量偏長，證實了這兩者之間存在偏差的規律受到錨固的影響，尤其是彈性模量與鋼絞線的實際面積，拉伸力越大橫截面積越小，反之亦然。重新進行理論上的計算可以得出張拉程序測量活塞伸出量，從而計算出實際上各個鋼束的伸長量，筆者還將這些數據展現出的規律制定成表格的形式，便于施工人員與設計人員進行分析，并在實際的施工測量中避免或減少誤差的出現，要知道橋梁工程是我國建筑事業發展的重點項目，其中預應力鋼絞線的伸長量問題不容忽視，只有找出其偏離設計伸長量的規律，控制偏差在規定的范圍內，才能夠將其應用于更多的工程建設當中，確保工程的質量和施工人員的生命財產安全[3]。與此同時，隨著我國計算機科學技術的發展，可以將其應用于預應力鋼絞線的測量當中，通過系統分析更多的實驗數據提升探究規律的科學性、準確性。

5、結語：

綜上所述，本研究對我國橋梁施工中預應力鋼絞線的實際伸長量與理論伸長量的差別規律進行研究，同時分析了出現差別的原因和準確的測量方法，實際上，預應力鋼絞線在建筑工程施工中的應用極為廣泛，而實際施工出現的偏差可能會對整個道路橋梁的建設帶來嚴重的威脅，因此，設計人員、施工人員和測量人員都要對工作認真負責，最大限度的避免預應力鋼絞線伸長量出現偏差，偏差值越小預應力與設計要求就越接近，橋梁工程的建設就更加的安全、可靠，相信通過我們不懈的努力一定能夠將橋梁工程建設的更加美好。

參考文獻：

[1] 翟世平.ASTMA416 /A416M-2002預應力混凝土用無鍍層17鋼絞線[S] //戴寶昌，張平萍，盧冬良等.國外鋼絲繩標準譯文集.鄭州：中鋼集團鄭州金屬制品研究院， 2012： 178 -183.

[2] 天津市第一預應力鋼絲有限公司，新華金屬制品股份有限公司，天津高力預一鋼絞線有限公司等. GB /T5224）2003預應力混凝土用鋼絞線[S].北京：中國

建筑工業出版社， 2013（6）：223-455.

[3] 李小光，李斌，王晨霞.預應力鋼絞線張拉伸長控制標準研究[J].內蒙古科技與經濟， 2002（5）： 74 -75.