袁為嶺, 鄭阿芳

1 鄭州市市政工程質(zhì)量監(jiān)督專業(yè)站（450000） 2 鄭州城建集團(tuán)投資有限公司（450000）

0 前言

以鋼絞線作為橋梁工程、路基高邊坡抗滑加固等工程施加預(yù)應(yīng)力的載體，是目前普遍采用的材料和工藝。對(duì)鋼絞線張拉預(yù)應(yīng)力施加、錨固的方法和張拉力、鋼絞線伸長(zhǎng)量的理論計(jì)算，在相應(yīng)的規(guī)范中都已有明確的規(guī)定，但在實(shí)際操作中對(duì)鋼絞線施加預(yù)應(yīng)力張拉的伸長(zhǎng)值、鋼絞線錨固時(shí)錨具錨塞回縮量的量測(cè)，各家說(shuō)法及做法均存在差異，這對(duì)預(yù)應(yīng)力張拉質(zhì)量控制的雙控指標(biāo)（即鋼絞線張拉力與實(shí)測(cè)伸長(zhǎng)值）的計(jì)算和評(píng)判產(chǎn)生了一定的影響。針對(duì)上述問(wèn)題，筆者就預(yù)應(yīng)力張拉實(shí)踐，嘗試提出如下實(shí)際作法和技術(shù)見解，為廣大鋼絞線預(yù)應(yīng)力張拉工作者提供參考。

1 后張預(yù)應(yīng)力鋼絞線伸長(zhǎng)值的計(jì)算

1.1 理論伸長(zhǎng)值

其實(shí),△L∶理論伸長(zhǎng)值；L∶預(yù)應(yīng)力筋的長(zhǎng)度（mm）;PP∶預(yù)應(yīng)力鋼絞線的平均張拉力（N）;AP∶鋼絞線的截面面積（mm2）；EP∶鋼絞線的彈性模量（N/mm2）。

1.2 實(shí)際伸長(zhǎng)值的計(jì)算

δ∶實(shí)際延伸值；ρ∶總張拉噸位；ρ0∶初始張拉噸位；δ1∶初始張拉噸位；ρ0時(shí)實(shí)測(cè)引伸量；δ2∶總張拉噸ρ時(shí)實(shí)測(cè)引伸量。

初應(yīng)力狀態(tài)為10%張拉控制應(yīng)力狀態(tài),該狀態(tài)下的實(shí)際引伸量用10%～20%應(yīng)力狀態(tài)下的實(shí)際引伸量假想。張拉過(guò)程中采用雙控，即同時(shí)控制應(yīng)力和引伸量。張拉過(guò)程分為三級(jí)，即初應(yīng)力狀態(tài)（10%張拉控制應(yīng)力），50%張拉控制應(yīng)力狀態(tài)，100%張拉控制應(yīng)力狀態(tài)。張拉結(jié)束后的實(shí)際引伸量與理論延伸量之差應(yīng)控制在±6%以內(nèi)。

實(shí)際伸長(zhǎng)值還可通過(guò)∶（20%－10%）＋（100%－10%）-兩端回縮量。

2 鋼絞線張拉伸長(zhǎng)值確定

2.1 鋼絞線張拉伸長(zhǎng)值計(jì)算

鋼絞線預(yù)應(yīng)力張拉施工設(shè)計(jì)控制張拉力,是指預(yù)應(yīng)力張拉完成后鋼絞線在錨夾具前的拉力。因此，在鋼絞線預(yù)應(yīng)力張拉理論伸長(zhǎng)量計(jì)算時(shí),應(yīng)以鋼絞線兩頭錨固點(diǎn)之間的距離作為鋼絞線的計(jì)算長(zhǎng)度,但在預(yù)應(yīng)力張拉時(shí)鋼絞線的控制張拉力是在千斤頂工具錨處控制的，故為控制和計(jì)算方便，一般以鋼絞線兩頭錨固點(diǎn)之間的距離,再加上鋼絞線在張拉千斤頂中的工作長(zhǎng)度,作為鋼絞線預(yù)應(yīng)力張拉理論伸長(zhǎng)量的計(jì)算長(zhǎng)度。

在鋼絞線預(yù)應(yīng)力張拉時(shí)，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(wú)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?，?jì)算鋼絞線的張拉伸長(zhǎng)值，但同時(shí)還應(yīng)減掉鋼絞線張拉全過(guò)程的錨塞回縮量。

ΔL1∶為從初始拉力（橋梁施工規(guī)范規(guī)定一般為設(shè)計(jì)控制張拉力的10%～25%）至張拉設(shè)計(jì)控制拉力間的千斤頂活塞的張拉行程；ΔL2∶為初始拉力時(shí)的推算伸長(zhǎng)值（按規(guī)范規(guī)定推算求得）；b∶為工具錨錨塞回縮量；c∶為工作錨錨塞回縮量。

2.2 鋼絞線預(yù)應(yīng)力張拉錨塞回縮量的量測(cè)

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(shuō)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)。

1）工具錨錨塞回縮量的量測(cè)∶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，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b1，當(dāng)千斤頂張拉力達(dá)到鋼絞線預(yù)應(yīng)力張拉設(shè)計(jì)控制拉力時(shí),再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b2，工具錨錨塞回縮量b=b1-b2。當(dāng)預(yù)應(yīng)力鋼絞線由很多單根組成時(shí)應(yīng)每根量測(cè)，取其平均值進(jìn)行計(jì)算,最少不得少于三根。2）工作錨錨塞回縮量的量測(cè)∶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(guò)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(guò)程。工作錨錨塞回縮位移后，將引起鋼絞線張拉力的減小，減小量及補(bǔ)償方法見后述。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C2，當(dāng)預(yù)應(yīng)力鋼絞線由很多單根組成時(shí)應(yīng)每根量測(cè)，取其平均值，一般至少測(cè)量3處，千斤頂限位板凹槽深度已知為C1,則工作錨錨塞回縮量C=C1-C2。工作錨錨塞回縮量除與錨具硬度等有關(guān)外,還與鋼絞線直徑有關(guān)，工作錨回縮量大小與鋼絞線直徑大小成反比。

2.3 工作錨錨塞回縮量對(duì)設(shè)計(jì)控制張拉力的影響

1）根據(jù)錨夾具夾片的回縮過(guò)程分析，工作錨對(duì)張拉伸長(zhǎng)量及張拉力均有影響。對(duì)張拉力的減小影響值可按下式計(jì)算∶

ΔL∶理論計(jì)算伸長(zhǎng)值；P∶為設(shè)計(jì)控制張拉力；C∶工作錨回縮量。

2）關(guān)于C值的取值，應(yīng)分為兩個(gè)階段考慮，在鋼絞線預(yù)應(yīng)力張拉施工時(shí)，為保證質(zhì)量必須先進(jìn)行張拉工藝試驗(yàn)，張拉工藝試驗(yàn)一般取一個(gè)構(gòu)件或2～3個(gè)張拉束，進(jìn)行試驗(yàn)。張拉工藝試驗(yàn)完成后,方可大面積施工，在張拉工藝試驗(yàn)階段，由于對(duì)該批錨具性能不了解,計(jì)算補(bǔ)償張拉力時(shí)C值只能按經(jīng)驗(yàn)公式估算，經(jīng)驗(yàn)公式如下∶

h∶限位板凹槽深度；a∶與鋼絞線直徑有關(guān)的系數(shù)。當(dāng)Φj=15.24mm 取 1.0；當(dāng) Φj=12.7mm 取 1.2。

待張拉試驗(yàn)完成后，根據(jù)實(shí)測(cè)的C值,計(jì)算補(bǔ)償張拉力，以供大面積施工使用。

3）為減少工作錨回縮對(duì)預(yù)應(yīng)力造成的損失及保證張拉力能滿足設(shè)計(jì)要求，應(yīng)按如下程序操作，予以補(bǔ)償∶

①當(dāng)實(shí)施兩端張拉時(shí)，當(dāng)兩端達(dá)到設(shè)計(jì)控制張拉力時(shí)，應(yīng)按一端先錨固，再將另一端補(bǔ)張拉力后錨固的方法操作。因?yàn)楫?dāng)A端錨固時(shí)由于工作錨夾片的回縮,致使B端油壓下降，張拉力減少，不滿足設(shè)計(jì)控制張拉力要求，故應(yīng)在B端補(bǔ)張拉后再錨固。同理B端補(bǔ)張拉錨固時(shí)，由于工作錨夾片回縮仍會(huì)造成張拉力的損失,為保證滿足設(shè)計(jì)控制張拉力要求，其修正后的設(shè)計(jì)控制張拉力PK（即設(shè)計(jì)控制張拉力加補(bǔ)張拉力）應(yīng)按下式計(jì)算（注意不能將此與超張拉混淆,此值屬于對(duì)預(yù)應(yīng)力張拉時(shí),由工作錨產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力損失的補(bǔ)償）。

P∶為設(shè)計(jì)控制張拉力；ΔP∶工作錨回縮對(duì)預(yù)應(yīng)力損失的影響力（補(bǔ)償張拉力）。

②當(dāng)實(shí)施一端張拉時(shí)，同理應(yīng)將控制張拉力PK按上式計(jì)算。

2.4 鋼絞線在張拉千斤頂中的工作長(zhǎng)度

在鋼絞線預(yù)應(yīng)力張拉施工中,目前常用的千斤頂?shù)墓ぷ麇^位置分前夾式和后夾式,張拉時(shí)鋼絞線在千斤頂中的工作長(zhǎng)度，前夾式較短，如YDC型前夾式千斤頂約為98mm，對(duì)張拉伸長(zhǎng)量影響較小，可忽略不計(jì)。但如YCW型后夾式千斤頂則可長(zhǎng)達(dá)470mm之多，故鋼絞線在千斤頂中的工作長(zhǎng)度對(duì)張拉伸長(zhǎng)量的影響就不容忽視。

1）鋼絞線在張拉千斤頂中的工作長(zhǎng)度,一般是指在張拉千斤頂裝入鋼絞線后,從工具錨錨杯中心至預(yù)應(yīng)力混凝土工作錨錨杯中心的距離，注意丈量時(shí)應(yīng)將千斤頂安裝好，裝入鋼絞線，基本打緊錨塞，啟動(dòng)油泵，開始加油，在千斤頂活塞啟動(dòng)，即油壓表指針閃動(dòng)的瞬間即刻關(guān)閉加油閥,此時(shí)丈量工具錨錨杯中心至預(yù)應(yīng)力混凝土工作錨錨杯中心的距離,即可確定為鋼絞線在張拉千斤頂中的工作長(zhǎng)度。有人直接丈量千斤頂?shù)纳黹L(zhǎng)，作為鋼絞線在張拉千斤頂中的工作長(zhǎng)度,筆者認(rèn)為是錯(cuò)誤的,因?yàn)橐话闱Ы镯旈_啟加油閥后活塞都是在活塞伸出千斤頂體外一段距離后才開始受力,且千斤頂在一般狀態(tài)下活塞都是伸出千斤頂體外一段距離的。

2）鋼絞線在張拉千斤頂中的工作長(zhǎng)度在預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉伸長(zhǎng)值計(jì)算中的應(yīng)用∶一般在預(yù)應(yīng)力張拉時(shí)，原始記錄中的伸長(zhǎng)值，都是按千斤頂活塞的行程距離記錄的，按此計(jì)算的鋼絞線實(shí)測(cè)伸長(zhǎng)值,是預(yù)應(yīng)力混凝土中工作錨之前的鋼絞線伸長(zhǎng)值加鋼絞線在張拉千斤頂中工作長(zhǎng)度的伸長(zhǎng)值之和,在計(jì)算鋼絞線張拉伸長(zhǎng)值及張拉伸長(zhǎng)率誤差時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)問(wèn)題∶

①計(jì)算預(yù)應(yīng)力鋼絞線理論伸長(zhǎng)值時(shí),若預(yù)應(yīng)力鋼絞線的計(jì)算長(zhǎng)度已包括鋼絞線在張拉千斤頂中的工作長(zhǎng)度,就可直接用此計(jì)算的預(yù)應(yīng)力鋼絞線理論伸長(zhǎng)值與按原始記錄中數(shù)據(jù)計(jì)算的實(shí)測(cè)伸長(zhǎng)值比較,來(lái)計(jì)算預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉伸長(zhǎng)率誤差。這是施工中常用的方法。

②計(jì)算預(yù)應(yīng)力鋼絞線理論伸長(zhǎng)值時(shí),若預(yù)應(yīng)力鋼絞線的計(jì)算長(zhǎng)度不包括鋼絞線在張拉千斤頂中工作長(zhǎng)度,在按原始記錄中數(shù)據(jù)計(jì)算出實(shí)測(cè)伸長(zhǎng)值后,還應(yīng)減鋼絞線在張拉千斤頂中工作長(zhǎng)度的伸長(zhǎng)值,然后才能按此伸長(zhǎng)值與預(yù)應(yīng)力鋼絞線理論伸長(zhǎng)值比較，去計(jì)算預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉伸長(zhǎng)率誤差。

③有些情況下因?yàn)榍Ы镯敾钊谐滩蛔?或設(shè)計(jì)有要求，為保持同一個(gè)水平線的幾個(gè)預(yù)應(yīng)力孔的鋼絞線的受力平衡，一束（根）鋼絞線要分多次實(shí)施張拉。這種張拉法計(jì)算實(shí)測(cè)伸長(zhǎng)值時(shí),是用原始記錄中各次千斤頂活塞行程的距離，先計(jì)算出各次張拉伸長(zhǎng)量，然后將各次張拉伸長(zhǎng)量累加（初始拉力的伸長(zhǎng)值是按規(guī)范規(guī)定推算而得）而得實(shí)測(cè)伸長(zhǎng)值。但計(jì)算各次張拉伸長(zhǎng)量時(shí),都包括了一個(gè)與該張拉級(jí)的張拉力相應(yīng)的鋼絞線在張拉千斤頂中工作長(zhǎng)度的伸長(zhǎng)值,所以在按①法計(jì)算時(shí)，應(yīng)在按各次張拉伸長(zhǎng)量累加（初始拉力的伸長(zhǎng)值是按規(guī)范規(guī)定推算而得）而得的實(shí)測(cè)伸長(zhǎng)值中，減掉不包括最后一級(jí)的其余所有各級(jí)在張拉千斤頂中工作長(zhǎng)度的伸長(zhǎng)值；在按②法計(jì)算時(shí)，應(yīng)在按各次張拉伸長(zhǎng)量累加（初始拉力的伸長(zhǎng)值是按規(guī)范規(guī)定推算而得）而得的實(shí)測(cè)伸長(zhǎng)值中，減掉所有各級(jí)的在張拉千斤頂中工作長(zhǎng)度的伸長(zhǎng)值。