朱立國(guó)

（江蘇東南交通工程咨詢監(jiān)理有限公司，江蘇 南京 210018）

預(yù)應(yīng)力張拉是預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中非常重要，也是非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。預(yù)應(yīng)力張拉質(zhì)量的好壞直接影響到結(jié)構(gòu)的安全和功能。為了保證有一個(gè)安全橋梁建造過(guò)程及安全施工狀態(tài)，避免因?yàn)轭A(yù)應(yīng)力張拉施工問題產(chǎn)生橋梁質(zhì)量問題，需要對(duì)預(yù)應(yīng)力張拉重點(diǎn)控制。根據(jù)相關(guān)施工、驗(yàn)收規(guī)范要求，預(yù)應(yīng)力張拉質(zhì)量控制檢查項(xiàng)目是張拉力、伸長(zhǎng)量及斷滑絲、夾片回縮現(xiàn)象，下面圍繞張拉力、伸長(zhǎng)量?jī)蓚€(gè)指標(biāo)計(jì)算公式以及夾片回縮測(cè)量，結(jié)合工程實(shí)踐，分析施工過(guò)程中的若干問題對(duì)預(yù)應(yīng)力張拉的影響。

一、孔道摩阻試驗(yàn)對(duì)預(yù)應(yīng)力張拉伸長(zhǎng)量的影響是否要考慮

伸長(zhǎng)量理論計(jì)算公式中μ值和k值，常根據(jù)相關(guān)規(guī)范或設(shè)計(jì)圖紙中提供的數(shù)值進(jìn)行取值。實(shí)際中，孔道摩阻可以通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，檢測(cè)出的孔道摩阻系數(shù)、局部偏差及應(yīng)力損失。新版的《JTG F50-2011公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》中就明確提出了“預(yù)應(yīng)力張拉之前，宜對(duì)不同類型的孔道進(jìn)行至少一個(gè)孔道摩阻試驗(yàn)，通過(guò)測(cè)試確定的μ值和k值宜用于對(duì)設(shè)計(jì)張拉控制應(yīng)力的修正”。那么是否需要根據(jù)孔道摩阻試驗(yàn)結(jié)果對(duì)控制應(yīng)力、理論伸長(zhǎng)量計(jì)算中μ值和k值進(jìn)行修正呢？以某工程中，采用塑料波紋管的預(yù)制箱梁和現(xiàn)澆梁的試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果為例，分析對(duì)預(yù)應(yīng)力張拉伸長(zhǎng)量的影響：

從以上張拉數(shù)據(jù)可以看出μ值和k值對(duì)張拉伸長(zhǎng)量影響很小，相對(duì)于規(guī)范允許的±6%誤差，可以忽略不計(jì)。實(shí)踐中，一般把試驗(yàn)檢測(cè)后結(jié)果反饋給設(shè)計(jì)代表，確定是否要修正張拉值，正常情況，管道材料滿足標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)要求的話，基本都能滿足要求，很少需要修正。

二、如何區(qū)分考慮錨圈口摩阻損失和超張拉

由于鋼絞線在錨圈口部位有彎折，造成鋼絞線應(yīng)力的損失，因此在預(yù)應(yīng)力施工時(shí)，千斤頂?shù)膹埨?yīng)是設(shè)計(jì)圖紙中的錨下控制力和錨圈口摩阻損失力之和。錨圈口摩阻損失力等于摩阻損失率乘以錨下張拉力。施工過(guò)程中，摩阻損失率數(shù)值可以是錨具廠家推薦值或錨具送樣檢測(cè)試驗(yàn)值，一般值是2.5%～5%之間。但是超張拉則不同，它是為了減少鋼絞線的松弛造成的應(yīng)力損失，可以通過(guò)對(duì)鋼絞線進(jìn)行超張拉，達(dá)到減少應(yīng)力的損失目的。一般有2種超張拉方法：（1）直接張拉至1.03倍張拉控制應(yīng)力，（2）張拉至1.05倍張拉控制應(yīng)力，持荷2分鐘，退回到1.0倍張拉控制應(yīng)力。現(xiàn)在市場(chǎng)上基本都是采用低松弛的鋼絞線和夾片錨固，因此不用再進(jìn)行超張拉施工工藝。雖然錨圈口損失和超張拉都是通過(guò)提高錨下控制應(yīng)力一定的比例來(lái)實(shí)現(xiàn)的，但不能因此隨意提高千斤頂?shù)膹埨Φ谋戎担瑑烧叩淖饔糜兄举|(zhì)的區(qū)別，施工中兩者應(yīng)該分別考慮，不應(yīng)該把兩者混淆一起。由于錨圈口摩阻損失力存在，千斤頂張拉力要增大2.5%～5%的設(shè)計(jì)錨下張拉力，但是增加的張拉力對(duì)孔道內(nèi)的鋼絞線伸長(zhǎng)量沒有影響，僅僅增加了工作長(zhǎng)度那部分鋼絞線所受張拉力，計(jì)算伸長(zhǎng)量時(shí)因加以區(qū)分。工程實(shí)際張拉中，如果沒考慮錨圈口摩阻損失力，造成實(shí)際張拉力不足，進(jìn)而導(dǎo)致伸長(zhǎng)量不足。

三、鋼絞線材料檢測(cè)中的彈性模量、截面積是否都要修正

計(jì)算公式中Ap和Ep值可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)測(cè)出實(shí)際值，實(shí)際張拉時(shí)，從理論上來(lái)說(shuō)，這兩個(gè)參數(shù)應(yīng)該都取取樣樣品試驗(yàn)檢測(cè)值，對(duì)張拉伸長(zhǎng)量進(jìn)行修正，但是由于鋼絞線彈性模量試驗(yàn)檢測(cè)中，對(duì)Ep的計(jì)算時(shí)，鋼絞線截面積未按實(shí)際測(cè)量的值計(jì)算的，而采用鋼絞線理論截面積進(jìn)行計(jì)算的，從而鋼絞線伸長(zhǎng)量計(jì)算時(shí)，Ap采用理論截面積正好抵消Ep未采取實(shí)際截面積計(jì)算的這個(gè)影響。因此伸長(zhǎng)量修正時(shí)只要考慮鋼絞線實(shí)際彈性模量，不用再對(duì)鋼絞線截面積進(jìn)行修正，用理論值就行。以某工程中，預(yù)制箱梁和現(xiàn)澆梁的鋼絞線彈性模量試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果為例，分析對(duì)預(yù)應(yīng)力張拉的影響：

從以上張拉數(shù)據(jù)可以看出，相對(duì)于規(guī)范允許的±6%誤差來(lái)說(shuō)，鋼絞線彈性模量對(duì)張拉伸長(zhǎng)量影響很大，工程施工中，張拉前一定要對(duì)鋼絞線樣品抽樣檢測(cè)，張拉時(shí)采用實(shí)際彈性模量計(jì)算伸長(zhǎng)值。

四、初始張拉力取值對(duì)實(shí)際張拉伸長(zhǎng)量是否有影響

鋼絞線在安裝過(guò)程中，由于松緊、彎曲程度不一定一致，初始張拉力時(shí)的伸長(zhǎng)量不能通過(guò)量測(cè)方法，而采用相鄰級(jí)的推算伸長(zhǎng)量。公路施工規(guī)范中給出初始張拉力一般取10%～25%的張拉力，根據(jù)鋼絞線的長(zhǎng)度不同，30m以內(nèi)取10%～15%，30m～60m，取15%～20%，60m以上取20%-25%，對(duì)于100m鋼絞線有時(shí)初始應(yīng)力也達(dá)不到目的，這時(shí)候還應(yīng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的來(lái)確定初始應(yīng)力的大小。如果我們張拉過(guò)程中，初始應(yīng)力的取值隨意確定，沒有達(dá)到初始的目的，就造伸長(zhǎng)量的不準(zhǔn)確。根據(jù)鋼絞線伸長(zhǎng)量計(jì)算公式，我們可以得知對(duì)于同一束鋼絞線，鋼絞線的伸長(zhǎng)量與張拉力大小成正比關(guān)系，因此我們可以通過(guò)開始張拉不同階段的張拉力與伸長(zhǎng)量值關(guān)系，再兩者之間滿足線性正比時(shí)，最小的張拉力就能滿足初始應(yīng)力。以某工程90m長(zhǎng)的現(xiàn)澆連續(xù)梁中腹板F1束試張拉數(shù)據(jù)分析為例，數(shù)據(jù)圖像如圖1所示。

表1

表2

圖1

從數(shù)據(jù)圖1中可以看出從18%張拉力以后，張拉力和伸長(zhǎng)量開始趨于線性比例，因此初始張拉力取20%能滿足初始張拉力要求。

五、夾片回縮是否算入張拉伸長(zhǎng)量里面

夾片的回縮有兩種，一是工具夾片回縮，另一個(gè)是工作夾片回縮。規(guī)范中規(guī)定的允許夾片回縮量是針對(duì)工作夾片規(guī)定的，主要防止回縮過(guò)大，造成鋼絞線應(yīng)力損失過(guò)大，這部分是在張拉結(jié)束回油錨固后發(fā)生的，與張拉過(guò)程中伸長(zhǎng)量沒有任何關(guān)系，因此此部分回縮量不應(yīng)計(jì)入張拉伸長(zhǎng)量。由于日常張拉測(cè)量伸長(zhǎng)值時(shí)，因方便大部分采取量取千斤頂油缸伸長(zhǎng)量代替鋼絞線伸長(zhǎng)值，如果油缸后面的工具夾片不發(fā)生位移，那么兩者值是相同的，但由于工具夾片的回縮，導(dǎo)致張拉力的減少，但我們張拉力控制則是按油表進(jìn)行的，回縮減少的張拉力又不回來(lái)了，鋼絞線伸長(zhǎng)量增長(zhǎng)，但這部分伸長(zhǎng)并不是鋼絞線實(shí)際發(fā)生的，緊緊是工具夾片回縮導(dǎo)致的，因此實(shí)際鋼絞線的伸長(zhǎng)量需要減去這部分量。如果我們采取在工具夾片后面的鋼絞線上做上刻度標(biāo)記，每次伸長(zhǎng)值以此刻度為參考，不再量取油缸，則工具夾片的回縮不應(yīng)再扣除。工程實(shí)際施工中，一般工具夾片回縮3mm～5mm，兩端張拉回縮6mm～10mm，實(shí)踐張拉中通過(guò)初張拉與終張拉時(shí)工具夾片外露的差值計(jì)算。

結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)預(yù)應(yīng)力張拉施工中容易存在誤解的幾個(gè)問題的分析，并結(jié)合工程實(shí)踐，可以看出鋼絞線彈性模量、錨圈口摩阻損失對(duì)張拉力和伸長(zhǎng)量影響很大，夾片回縮相對(duì)于鋼絞線設(shè)計(jì)伸長(zhǎng)量不大的，造成的影響也很大，其他影響因素偏小。因此施工中應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，區(qū)分對(duì)待，控制重點(diǎn)，更能精確達(dá)到預(yù)應(yīng)力張拉質(zhì)量的控制。

[1]JTG/T F50-2011，公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范[S].北京：人民交通出版社，2011.

[2]JT/T 329-2010，公路橋梁預(yù)應(yīng)力鋼絞線用錨具、夾具和連接器[S].