劉 罡

（銅陵市建筑設計院，安徽 銅陵 244000）

一、引言

本文所述的預應力張拉方式，是指采用一端張拉與兩端張拉。施工規(guī)范（JTJ041-2000）規(guī)定“對曲線預應力筋或長度大于等于25米的直線預應力筋，宜在兩端張拉”。也常有人簡單地認為兩端張拉總是優(yōu)于一端張拉。實際上，應采用一端張拉，還是兩端張拉，取決于張拉錨固后預應力束的有效預應力大小及其分布特征，一般應使預應力損失小，有效預應力沿長度分布均勻。

采用一端張拉，施工簡便，僅一端存在錨固回縮，總錨固損失小，但固定端張拉摩擦損失大。采用兩端張拉，施工難度增大，兩端均存在錨固回縮，總錨固損失大，但張拉摩擦損失小。

兩種張拉方式各有其特點和適用條件，這些適用條件涉及預應力束的長度、曲線筋的曲率轉(zhuǎn)角、錨具種類及預留孔道的成型方式等。其中預留孔道的成型方式與摩擦系數(shù)k、μ 的取值相關(guān)，盡管設計規(guī)范已給出了摩擦系數(shù)的取值，但由于摩擦系數(shù)的各種試驗結(jié)果差異較大，所以對摩擦系數(shù)的取值仍存在爭議。不同的摩擦系數(shù)取值將對設計和張拉方式產(chǎn)生影響。對于金屬波紋管孔道與鋼鉸線，規(guī)范對摩擦系數(shù)取值為k=0.0015，μ=0.25。對于無粘結(jié)預應力束k=0.004，μ=0.12。

本文針對簡支梁橋上部結(jié)構(gòu)中的預應力混凝土30米跨T梁，通過錨具回縮量的施工實測，并根據(jù)錨固損失的理論計算，提出采用一端張拉優(yōu)于兩端張拉的施工建議。

二、預應力束布置

30米T形截面梁如圖1。其中預應力束布置曲線有三種，本文以在梁端升起高度最大的預應力束為例，進行錨固損失的影響計算，該束曲線段的彎曲轉(zhuǎn)角最大，θ=0.215rad,相應地摩擦損失最大，錨固損失的影響長度也最短。若該束計算應采用一端張拉，則其它束更應如此。該束兩端曲線段的水平投影長度均為11.7m，中部水平直線段長6.54m。

圖1. 梁預應力束布置

三、錨固回縮量實測

預應力張拉施工中要求進行錨具回縮量實測?；乜s量大則預應力損失大，其值與錨具種類及張拉工藝有關(guān)，是在一定范圍內(nèi)波動的。新設計規(guī)范對各類錨具回縮量的取值范圍在1-8mm。本文工程采用YM15－6、7型錨具，新規(guī)范的回縮量取值為6-8mm。根據(jù)本工程張拉錨固過程中的實測，穿心式千斤頂張拉力由最大降至零過程中，活塞內(nèi)縮量的實測值在11-15mm不等，該實測值包括錨具回縮量，也包括工作錨與工具錨之間鋼絞線的彈性恢復變形。工作錨與工具錨之間鋼絞線的長度mm，則其彈性恢復變形可按下式計算。

則錨具回縮量α=δ-αe=5.3-9.3mm，下面取平均值進行計算，即取α=7.3mm。該實測值大于舊規(guī)范取值，與現(xiàn)行設計規(guī)范較吻合。

四、錨固損失的影響長度

錨固損失由錨具回縮引起。當無孔道摩擦時，錨固損失由預應力束全長均勻承擔。實際上，由于孔道摩擦的存在，錨固損失在張拉端最大，然后沿束長逐漸減小，直至消失；孔道摩擦使錨固損失的影響范圍縮小。從張拉端至錨固損失消失的范圍，稱為錨固損失的影響長度，記為Lf。錨固損失的影響長度與孔道摩擦系數(shù)、曲線束轉(zhuǎn)角、錨具回縮量相關(guān)。錨固損失的影響長度與張拉方式的關(guān)系如下：

錨固損失影響長度的計算原理，是根據(jù)錨具回縮量與其影響長度范圍內(nèi)鋼絞線的總變形相協(xié)調(diào)，建立變形協(xié)調(diào)方程。即：

式中：ω—錨固損失的應力圖形面積。

假設本文所述T梁鋼絞線錨固損失消失于中部水平段，則預應力束錨固損失計算簡圖如圖2。圖中m1、m2分別表示曲線和直線段孔道摩擦損失的斜率，計算公式如下：

圖2. 錨固損失計算簡圖

錨固損失的應力圖形面積按下式計算：

對于金屬波紋管孔道與鋼鉸線，將k=0.0015，μ=0.25，α=7.3×10-3m，L1=11.7m，θ=0.215rad，σcom=1395MPa等，均代入上式，計算得：Lf＝16.4m。

對于無粘結(jié)預應力束，將k=0.04，μ=0.12，α=7.3×10-3m，L1=11.7m，θ=0.215rad，σcom=1395MPa等，均代入上式，計算得：Lf＝13.5m。

顯然，對于金屬波紋管孔道的有粘結(jié)鋼鉸線，計算結(jié)果＞＝15m，即實際錨固損失影響范圍已超過中部預應力束的水平段，進入遠離張拉端的曲線段。如若采用兩端張拉方式，則不僅增加施工難度，且跨中預應力束將受到來自兩端錨固損失的共同影響，使跨中截面錨固損失增加一倍，其有效預應力進一步降低。所以，采用一端張拉方式優(yōu)于兩端張拉。

對于無粘結(jié)預應力束，Lf＝13.5m，錨固損失的影響范圍，對于30m的梁，接近跨中，也可采取一端張拉；對于25m的梁，已超過跨中，宜采取一端張拉。

上述計算分析是針對無反彎點的曲線預應力束，當于有反彎點的情況，θ 值增加，錨固損失的影響范圍隨之縮小，適合一端張拉的預應力束的長度也相應縮短。反之，對于直線束，適宜采用一端張拉的預應力束的長度將更長。

五、結(jié)論

從預應力錨固損失的影響范圍，及合理減少張拉施工難度和工作量考慮，適宜采用一端張拉的預應力梁的長度可適當放寬，即對于30m長無反彎點的曲線預應力束，有粘結(jié)鋼鉸線宜采用一端張拉方式，無粘結(jié)鋼鉸線可采用一端張拉方式。

[1]JTJ023-85.公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范[Z].北京：人民交通出版社，1995.

[2]GB50010-2002.混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范[Z].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002.

[3]楊宗放.現(xiàn)代預應力混凝土施工[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，1993.

[4]周安.雙向無粘結(jié)預應力井式粱施工[J].建筑施工,1995,17(4).

[5]JTJ041-2000.公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范[Z].北京：人民交通出版社，2000.