預應力鋼絞線伸長值的計算與偏差控制

張建康+張彥濤

摘 要：文章主要通過對先張法預應力鋼絞線伸長值計算、量測和偏差控制過程的分析，提高預應力鋼絞線張拉施工中伸長值的控制工藝和方法。

關鍵詞：伸長值；偏差控制；伸長率

預應力梁橋在梁板、墩臺、橋面等結構張拉施工過程中，鋼絞線應采用“張拉力”和“伸長值”雙控，即以張拉力對應的千斤頂油表讀數進行控制，以伸長值進行校核檢驗。

1 預應力鋼絞線理論伸長值的計算

預應力筋理論伸長值ΔL=（Pp×L）/（Ap×Ep）

先張法施工中鋼絞線為直線布筋，預應力筋的平均張拉力Pp等于預應力筋張拉端的張拉力P，P=張拉控制應力PO×預應力筋的截面面積Ap，則先張法的預應力筋理論伸長值可簡化如下：

ΔL=（Pp×L）/（Ap×Ep）=（PO×Ap×L）/（Ap×Ep）=（PO×L）/Ep

Pp-預應力筋的平均張拉力（N）；L-預應力筋的張拉長度（mm）；Ap-預應力筋的截面面積（mm2）；Ep-預應力筋的彈性模量（N/mm2）；P-預應力筋張拉端的張拉力（N）；Po-張拉控制應力（MPa）

即預應力筋理論伸長值ΔL=（PO×L）/Ep

由上述計算得知，在已知鋼絞線型號、規格的前提下，先張法預應力鋼絞線的理論伸長值僅與鋼絞線的張拉長度有關，且為線性函數關系，隨鋼絞線的張拉長度增加而增加，預應力筋的張拉力為一個靜值，不影響伸長值的大小。

2 預應力鋼絞線實際伸長值的量測

預應力張拉工藝流程：低松弛預應力筋為0→張拉力10%→張拉力20%→張拉力100%→持荷5min錨固→校對伸長值合格后進行下一束張拉→張拉作業完成；普通松弛預應力筋為0→張拉力10%→張拉力20%→張拉力103%→持荷5min錨固→校對伸長值合格后進行下一束張拉→張拉作業完成。

預應力鋼絞線的實際伸長值L=（d1-d2）+（d3-d2）

d1為張拉力到100% Pp（當采用普通松弛預應力筋時為103% Pp）時鋼絞線總的拉伸長度；d2為張拉力到10% Pp時鋼絞線的拉伸總長度；d3為張拉力到20% Pp時鋼絞線的拉伸總長度。

（d3-d2）的實質是采用（10%-20%）的實際伸長值代替相鄰（0-10%）的實際伸長值，也可采用初應力以下的理論伸長值代替。在施工過程中，如實際伸長值與理論伸長值的計算偏差超出±6%的控制范圍，可采用加大初應力數值進行復核，但應控制在10%-25%以內。

3 預應力鋼絞線實際伸長值與理論伸長值的偏差控制

采用伸長值進行校核時，實際伸長值與理論伸長值的偏差應控制在±6%以內（即滿足公式1或公式2要求），否則應暫停張拉，待查明原因并采取措施調整后，方可繼續進行張拉。

公式1：{L1+L2-[理論伸長值]}/理論伸長值≤±6%

公式2：{L1+L3-[理論伸長值]}/理論伸長值≤±6%

L1：從初應力至最大張拉應力間的伸長值；L2：初應力以下采用相鄰級的伸長值；L3：初應力以下采用推算的理論伸長值。

4 預應力鋼絞線伸長率的計算及探討

伸長率：金屬在做抗拉實驗時，式樣斷裂后，其斷面標距部分所增長的長度與式樣初始長度的百分比，稱為伸長率。

張拉伸長率：當預應力構件產生時要給予預應力鋼絞一定拉力，在給予拉力時鋼筋會產生彈性變形并伴隨一定的塑性變形而伸長，兩種變形伸長的長度之和（即伸長后的總長減去原來的長度）除以鋼絞線原來的長度得出的百分數就是張拉伸長率。

張拉理論伸長率=理論伸長值/鋼絞線的長度

張拉實際伸長率=（張拉后的總長-張拉前的總長）/張拉前的總長

張拉伸長率在《公路橋涵施工技術規范》JTG/T F50-2011中沒有作為張拉力控制的校核指標；在《公路工程質量檢驗評定標準》JTG F80/1-2004中44-45頁“張拉伸長率的允許偏差符合設計規定，設計未規定時±6%”，這里的張拉伸長率允許偏差應理解為實際伸長值與理論伸長值的偏差允許范圍。在實際施工過程中部分技術人員將“實際伸長值與理論伸長值的偏差應控制在±6%以內”當做鋼絞線張拉伸長率偏差的控制范圍，這與“伸長率”的基本概念不符。

5 結束語

伸長值的偏差控制是張拉力校核的重要指標，張拉伸長率可作為張拉力校核的有益補充，積極探索張拉施工控制工藝和方法，有助于不斷提高預應力混凝土梁板預制施工質量、使用壽命和運營安全。

參考文獻

[1]公路橋涵施工技術規范[S].人民交通出版社，2011.

[2]公路工程質量檢驗評定標準[S].人民交通出版社，2004.