后张法预应力钢绞线的伸长值计算与操作检测

后张法预应力钢绞线的伸长值计算与操作检测
9 ,1 m～20 m 预应力空心板桥。设计荷载:汽车—超20 级,挂车—120。钢绞线:采用秦皇岛预应力钢绞线联营公司生产的270 级,公称抗拉强度1 860 mpa ,公称直径15....
　预应力混凝土结构构件一般是通过张拉预应力筋的回弹挤压,使混凝土截面受到某种量值与分布的内应力,以局部或全部
抵消使用荷载应力。预应力技术在发展之初,尽管受滞后的高强材料限制影响,但仍以明显地经济优势越来越受到人们的喜爱。并随着高强钢材的不断产生和发展,预应力技术在建筑结构耐久性方面的能力更加突出明显。结合工程实例,就后张法钢绞线预应力筋在工程中的伸长计算与控制技术,做一分析。
1 　工程概况
北京至沈阳高速公路, K162 + 652. 9 ,1 m～20 m 预应力空心板桥。设计荷载:汽车—超20 级,挂车—120。钢绞线:采用秦皇岛预应力钢绞线联营公司生产的270 级,公称抗拉强度1 860 MPa ,公称直径15. 24 mm ,公称截面积140 mm2的钢绞线。张拉设备:柳州市建筑机械总厂生产的YCD120 型油泵及千斤顶共两套。
2 　钢绞线伸长量计算
211 　根据预应力筋在弹性范围内的受拉线性关系,用虎克定律,预应力受外力张拉时的伸长量,一般按如下公式计算:
ΔL = ( N ×L)P(Ag ×Eg ) , 　　　　　(1)
式中:ΔL ———预应力筋的伸长量,mm;
N ———预应力筋张拉端的控制张拉力,N;
L ———预应力筋的受拉长度,mm;
Ag ———预应力筋的横截面积,mm2 ;
Eg ———预应力筋的弹性模量,NPmm2 。
212 　根据公式(1) 可知,预应力筋的张拉伸长值,在选定预应力筋的品种、材质、长度的情况下,预应力筋张拉伸长值的大小主要由所受拉力大小决定,而张拉力的大小通常受外界摩擦的影响。后张法的预应力筋一般分布呈直线和曲线两种状态。张拉时,预应力筋因将沿管道壁滑移,而产生摩擦阻力。摩擦力主要由管道的弯曲和管道的偏差两部分影响产生。从理论上说,直线管道部分无摩擦损失,但由于施工中管道位置的偏差及孔道不光滑等原因,在预应力筋张拉时,实际上仍会与孔壁接触而引起摩擦,称为管道偏差影响;弯道部分,则除了管道偏差影响之外,同时还有因孔道弯转,预应力筋对弯道内壁的径向压力所引起的摩擦,这称为弯道摩擦影响。后张法预应力筋的布设,通常以曲线为主,直线为辅,故在计算预应力筋的伸长量对分直线段与曲线段两部分分别计算,然后各段叠加。为减少摩擦损失,在张拉施工中可采用如下措施:
a1 采用两端张拉,以减少θ值及管道长度l 值。
b1 采用超张拉,其张拉工艺程序为:
0 →初应力(一般为0. 1 бk ) →105 %бk
持荷5 min
бk 。
3 　施工
预应力筋伸长值计算得是否准确,除了在选用公式和确定外界摩擦条件外,还与施工有密切的关系,施工中的好坏,直接涉及
到外界条件选取值的准确性,根据设计要求预留管孔道要定位准确,线顺畅。孔壁光滑,无明显的扩径现象,只有这样,才能保证张拉伸长值的准确性和满足设计控制应力的准确性,减少摩擦损失。
1) 编、穿束
依据设计长度用切割机在工作台上下料, 误差控制在±3. 0 cm,然后编束,各股平行、不得缠绕,每隔1. 5 m 细铁丝扎牢,在每束每股钢绞线两端做好对应标记,以保证张拉时两端对应,不混杂。按照图纸计几股为一束,各股在两端下互错开3 cm～5 cm ,以便穿戴锚具,制作好的钢绞线束,从清理好的孔道一端穿入,每端外露84 cm ,以备张拉工作需要。
2) 张拉
打开钢绞线两端的扎丝,辨清两端标号,对应穿上工作锚,打好夹片。打工作锚和工具锚夹片时,用一根60 cm长,内径略大于单股钢绞线直径的钢管,套在对应的钢绞线上,反复敲打,墩入夹片。以保夹片同步楔入,端面平齐。依次套入限位板、千斤顶,上好工具锚。上工具锚夹片时,为了容易退锚,各夹片外表涂蜡,或用塑料纸外裹夹片。检查核对锚具及千斤顶的中心线是否垂直于梁端垫板平面,千斤顶和油泵的连接管路有无缠绕、接头有无泄露现象。张拉根据测量伸长值需分几个阶段,按锚固端设计张拉力P控控制,顺序为0 →10 % P控(初应力) →20 % P控→100 % P控→105 %P控持荷5 min100 % P控,准备工作做好后,两端两套设备同时开机,油泵供油需匀速。当油表读数达到对应张拉阶段,分别量取前后端活塞外伸量。在通常情况下,0 →10 % P控段的钢绞线伸长量(L1 ) ,从活塞上量测误差较大,因为这时钢绞线需克服在孔道内的松弛及锚具的变形,故一般还要测量10 % P控→20 %P控段(L2 ) 的伸长量,按照钢绞线的弹性理论可用此段的伸长量代换0 →10 % P控段的伸长量。同时还应注意在张拉力达到100 %P控(L3 ) 时,测量的伸长量不能真实反映钢绞线最终的伸长量,还应测量千斤顶在打开回油阀的一瞬间,千斤顶有一个回缩量,在计算钢绞线的伸长量的同时,必须减去这个回缩量。所以,预应力的张拉伸长值ΔL = (L3 + L2 - 2 ×L1 - 10) mm。