后張法預(yù)應(yīng)力筋伸長量計算及測量探討

后張法預(yù)應(yīng)力筋伸長量計算及測量探討摘要：詳細闡述了后張法施工中預(yù)應(yīng)力筋伸長量的計算方法，并對預(yù)應(yīng)力筋伸長量的測量方法以及測量結(jié)果進行分析探討。關(guān)鍵詞：后張法，伸長量，預(yù)應(yīng)力Abstract:Thepaperexplainsindetailtheconstructionofthismethodtendonselongationmethod,andtendonselongationofthemeasuringmethodsofmeasurementresultsandanalysis.KeyWords:extentmethod,elongation,PC 預(yù)制后張法預(yù)應(yīng)力混凝土鐵路橋簡支T梁技術(shù)條件（TBT_3043-2005）第3.3.10.9款規(guī)定：縱向預(yù)應(yīng)力張拉應(yīng)該在三個（或兩個）階段分別測量鋼絞線的伸長量。實測伸長值和計算伸長值的差值不應(yīng)超過±6%。 但在實際的施工過程中，理論計算伸長量與實測伸長量的差值超限或者接近限值普遍存在。預(yù)應(yīng)力筋的理論計算方法很多，常用的平均力法和簡化計算方法雖也能滿足精度要求，但為進一步保證計算精度，本文將精確計算法以及測量方法介紹如下：一、伸長量的理論計算1、計算公式的選擇 預(yù)應(yīng)力筋的理論伸長值計算公式及參數(shù)： 式中： Pp—預(yù)應(yīng)力筋平均張拉力(N)，直線筋取張拉端的拉力，兩端張拉的曲線筋分段進行計算 L—預(yù)應(yīng)力筋的長度(mm) Ap—預(yù)應(yīng)力筋的截面面積(mm2) Ep—預(yù)應(yīng)力筋的彈性模量(N/mm2) 預(yù)應(yīng)力平均張拉力： 式中： Pp—預(yù)應(yīng)力筋平均張拉力(N) Pz—預(yù)應(yīng)力筋終點張拉力(N) P—預(yù)應(yīng)力筋起點的張拉力(N) X—從張拉端至計算截面的孔道長度(m) θ—從張拉端至計算截面的曲線孔道部分切線的夾角之和(rad) k—孔道每米局部偏差對摩檫的影響系數(shù) μ—預(yù)應(yīng)力筋與孔道壁的摩檫系數(shù)2、計算參數(shù)的選取 摩擦系數(shù)和施工作業(yè)的水平息息相關(guān)，預(yù)應(yīng)力孔道的成孔方式、位置、角度，預(yù)應(yīng)力筋的類型、表面特征等都是影響K、μ值的因素，在工程施工中，通過孔道摩阻測試，對摩擦系數(shù)進行測定。在張拉過程中，由于錨具、夾具對預(yù)應(yīng)力筋存在阻力，即存在錨口摩阻，亦通過摩阻測試得到該值。 由于預(yù)應(yīng)力筋的廠家、規(guī)格、批號、品種的不同都可能導(dǎo)致其彈性模量Ep發(fā)生變化，在實際施工過程中，以試驗室所測值為準(zhǔn)。3、預(yù)應(yīng)力筋分段 對于直線和曲線組成的曲線預(yù)應(yīng)力筋，采取分段計算，然后疊加的方法。 預(yù)應(yīng)力筋分段遵循的原則：將整根預(yù)應(yīng)力筋按照設(shè)計線形分成曲線連續(xù)段及直線連續(xù)段，不能將直線段及曲線段分在同一段內(nèi)。4、算例 本文選擇后張法預(yù)應(yīng)力混凝土鐵路橋簡支T梁(通橋2201-Ⅰ)中的直線邊梁N2孔，初張拉時其預(yù)應(yīng)力筋伸長量的計算為例，闡述后張法預(yù)應(yīng)力筋伸長量的精確計算方法。 ㈠、參數(shù)選擇： 彈性模量Ep=1.95×105N/mm2，K=0.0015，μ=0.55， 錨口摩阻取6%，張拉力(初張)為P=937440N。 ㈡、預(yù)應(yīng)力筋分段，如圖1分為：直線段①，曲線段②，直線段③。圖1、預(yù)應(yīng)力筋分段示意圖 ㈢、計算過程： 張拉時，還必須考慮單個千斤頂段內(nèi)的預(yù)應(yīng)力筋伸長量，其計算如下： P=937440N，X=0.6m(即千斤頂+工具錨的長度)，Pz=937440×(1-6%)=881193.6N（考慮錨口摩阻），ΔL=PpL/(ApEp)=937440×600/(140×9×1.95×105)=2.29mm 采取與上述相似的計算步驟，可求得第①段伸長量為3.87mm，第②段伸長量為8.13mm第③段伸長量為41.93mm。 因為預(yù)應(yīng)力筋N2關(guān)于跨中對稱，且張拉采用兩端同步張拉，則其理論伸長量為： (3.87+8.13+41.93+2.29)×2=112.43mm。 以上計算過程，可應(yīng)用EXCEL，編制計算表格，能使繁瑣的計算過程簡單化，如下表：張拉階段 鋼束編號 分段長度x(mm) θ(°) kx+μθ 起點力(N) 終點力(N) 平均力(N) 分段伸長量(mm) 總伸長量(mm)初張拉 N2 600 0 937440 881193.6 937440 2.29 112.43 1080 0 0.00162 881193.60 879767.22 880480.22 3.87 2356 7.5 0.07553 879767.22 815766.79 847364.22 8.13 12750 0 0.01913 815766.79 800313.50 808015.52 41.93 二、預(yù)應(yīng)力筋伸長量測量方法探討 實際預(yù)應(yīng)力筋伸長量的測量方法有很多，使用較多的是直接測量千斤頂活塞伸出量，以預(yù)制后張法T梁為例，方法如下： 1、張拉至20%σk時，測量千斤頂活塞的伸長量A，工具夾片外露量B， 2、張拉至100%σk時，測量千斤頂活塞伸長量C，工具夾片外露量D。 那么,預(yù)應(yīng)力筋的伸長值=（C-A+D-B)/(100%-20%) 由此可見，（0%—20%）σk張拉控制段的預(yù)應(yīng)力筋的伸長量是按照線性關(guān)系進行推算。為減小推算誤差，在張拉準(zhǔn)備階段，施工人員必須用鋼管將工具錨端夾片敲緊、敲平。 由于采用的測量千斤活塞的方法，所測得的伸長值必須考慮工具錨處預(yù)應(yīng)力筋回縮，工具夾片滑移等因素，當(dāng)預(yù)應(yīng)力筋很長，必須進行多級張拉時，測量過程就顯得非常繁瑣，而且累計誤差就更大，嚴(yán)重影響測量精度。而且在千斤頂穩(wěn)油持荷的過程中，千斤頂活塞并不穩(wěn)定，若直接通過測量千頂活塞的伸長量，一般測出來的值都偏大。 因此，對于鋼束實際伸長值的測量，建議采用量測預(yù)應(yīng)力筋的絕對伸長值。即，在每個測量階段，以千機頂尾端為參照，采用直角尺，測量預(yù)應(yīng)力筋尾端與千斤頂尾端的距離。如下圖2所示： 圖2、伸長量測量方法三、伸長量偏差的探討在施工中，伸長量經(jīng)常出現(xiàn)偏差，其主要原因有以下幾方面：1、張拉時錨口的摩阻損失與計算采用的摩阻損失偏差過大；2、張拉機具精度帶來的誤差，可能導(dǎo)致張拉應(yīng)力達不到或超過設(shè)計要求； 3、澆注混凝土?xí)r產(chǎn)生漏漿與孔道堵塞現(xiàn)象，或者孔道定位網(wǎng)出現(xiàn)偏差過大，導(dǎo)致張拉時K、μ值與計算采用的差距太大；4、現(xiàn)場預(yù)應(yīng)力筋的截面面積Ay與彈性模量Ep值發(fā)生變化，也會造成伸長量的偏差；四、結(jié)語 通過對理論伸長量采取精確的計算方法，和采取文中所述的測量方法，只測量初應(yīng)力和終應(yīng)力時的預(yù)應(yīng)力筋尾端與千斤頂尾端的相對距離，既減少測量工作量又避免了多次分級張拉產(chǎn)生的累計誤差。讓伸長量能準(zhǔn)