预应力张拉实际伸长值【提高长束预应力筋张拉伸长值一次合格率的对策研究】
时间：2019-03-30 03:31:34 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要:超长预应力筋张拉时,张拉采用双控,应力可直接借助精密仪显示,而伸长值因受许多因素的影响,数据极不稳定,无法对应力进行有效的检验。超长连续大型结构施工时,预应力筋张拉伸长值偏小,可能是因为实际预应力不足造成的,结构存在安全隐患。通过工程实例,对影响钢绞线张拉一次伸长值的因素进行了细致而认真的分析,制定措施进行实施,有效的提高现浇箱梁长束预应力筋一次张拉伸长值合格率,保证了工程的按时完成,同时取得了良好的经济效益。
关键词:长束预应力筋 伸长值 偏差
中图分类号:U44 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)04(b)-0064-01
1 工程概况
青岛海湾大桥的青岛段接线工程位于青岛市李村河和张村河内,建筑面积27508m2,上部结构采用现浇预应力混凝土连续箱梁结构,共14联,最长的预应力张拉长度为158.42m。
《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2002)6.4.2条规定:当采用应力控制方法张拉时,应校核预应力筋的伸长值,实际伸长值与设计计算理论伸长值的相对允许偏差为±6%。通过对本项目内某标段首联箱梁56束预应力筋张拉进行调查发现,共有9束张拉伸长值超出计算理论伸长值±6%,一次张拉伸长值不合格率为15.8%。合格率仅为84.2%。因此,必须采取措施,保证一次张拉伸长值达到目标。
2 导致伸长值偏差的主要因素
2.1 设计力筋长度不正确、曲线转角复杂
由于曲线转角复杂,长束钢绞线均为空间曲线,小组难以复核,通过与设计单位联系对N1及N1’进行了复核误发现实际钢绞线实际长度比设计长度短0.1m～0.6m,在活动前以原设计长度进行伸长值计算,与安装钢绞线长度不符。造成伸长值计算误差较大。
2.2 EP、Ap值取值与现场不符
钢绞线张拉时的伸长量跟钢绞线的实际面积和弹性模量有关,实际面积与公称面积相差在2％～3％。EP实际(1．95～2．0)×10MPa左右。应根据EP和Ap的实测值计算预应力筋理论伸长值。
2.3 两端张拉不同步
两端张拉时不能同步,会造成长束预应力钢绞线与孔道波纹管的正反摩擦,造成钢绞线伸长量减小。
2.4 初应力不足
克服张拉初期处于松驰状态的预应力筋与周围孔壁的摩擦力以及钢绞线的滑移带来的伸长值的不合理,大跨度、多跨连续的预应力筋初应力应提高到设计应力的15%。
2.5 曲线超长、设计提供的摩擦系数笼统
预应力筋与孔道壁之间的摩擦系数,设计者是根据规范推荐的,很少有工程对摩擦系数进行实际的测算。而实际上,由于曲线长、应力损失不一致、材料性质的不同以及施工质量的差异,摩擦系数的变化范围比较大,对重要工程必须实测其摩擦系数的大小,确保和工程实际相符合。
3 提高伸长值一次合格率的对策
3.1 对力筋设计长度重新计算,与设计共同重新确定θ值
与设计院一起采用先进的CAD定位技术重新确定钢绞线长度,在计算时按竖曲线与平曲线组合的立体曲线进行。并分段对钢绞线的转角值进行计算,精确的计算出了钢束的实际转角值,以设计重新确认的钢绞线的实际长度与转角计算伸长值与按原设计计算的伸长值进行比较,减少了5cm～6cm。按重新计算的理论伸长值为依据,为减少实际伸长值与理论伸长值偏差打好了基础。
实施效果:(1)钢绞线长度复核率达100%。(2)钢绞线转角取值更符合现场实际施工情况。
3.2 加强钢绞线的试验检测,根据实验结果取定EP、Ap值
(1)对进场使用的钢绞线及时进行取样送检,对每批的钢绞线使用的部位,在该部位钢绞线张拉前的伸长值计算按试验室出具的数据进行取值。
(2)如:56-1桥使用的φ15.20的钢绞线设计给出的EP为195GPa,Ap为140.0mm2;而实际检测的为201GPa和141mm2。
(3)分批分部位对实测的EP、Ap值计算预应力筋理论伸长值。为实际伸长值对比提供正确的理论依据。
实施效果:(1)进场钢绞线取样实验率达100%;(2)对不同EP、Ap值的钢绞线使用的部位分别进行理论伸长值计算。
3.3 测定超长束应力损失及管道摩擦系数
(1)现场施工采用统一的波纹管预埋,考虑管道弯曲及直线部分全长的对摩擦的影响,孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数设计给定k=0.0015;符合现场实际情况。
(2)用千斤顶测定曲线孔道摩阻应力损失,结合孔道每米偏差对摩擦的影响系数, 依据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTJ023-85)》第5.2.6条的规定,用预应力钢筋与管道之间的摩擦损失的计算公式推导:预应力筋与孔道摩擦系数μ,然后对用千斤顶测定的孔道摩阻系数进行委托摩阻系数试验,再与设计给定的μ=0.17进行对比,确定符合现场的μ值,计算符合现场的预应力筋张拉理论伸长值。
对56-1桥的通长束钢绞线N1、N2的曲线孔道摩阻应力损失进行测定,按测定后的应力损失计算管道摩阻系数μ为:0.181,孔道摩阻系数试验值:0.180,比设计给定的0.17大。以0.181进行伸长值计算,更符合现场实际情况。
3.4 完善现场操作,使两端张拉统一步伐
(1)聘请了3名有两端同步张拉施工经验的作业人员,作为作业骨干和技术指导,指导现场同步张拉作业。
(2)加强张拉人员的培训,让管理人员和操作人员掌握操作要点和注意事项。
(3)组织工人进行现场张拉指挥进行演练,演练后组织认真总结,使其熟悉掌握同步张拉的注意事项。
(4)调用对讲机进行现场指挥,避免错误领悟张拉指挥。
实施效果:通过实施在张拉过程中,两端千斤顶均匀同步加载,锚固时,一端锚固,另一段补足控制应力后再锚固。
3.5 调整初应力
(1)初应力主要是为了克服张拉初期处于松弛状态的预应力筋与周围孔壁的摩擦力以及钢绞线的滑移带来的伸长值不合理等,由于松弛状态下,钢绞线成蛇形状态,其摩擦力比同样长度下处于直滑状态下的钢绞线摩擦力要大,对于大跨度、多跨连续的预应力筋的张拉其初应力提高为15%～20%,否则可能造成较大的伸长值误差。
(2)通过与监理单位的沟通,为了消除钢绞线松弛度,初应力可适当调整至20%左右。
4 成果检查
通过采取有效措施,在56-1桥张拉时一次张拉伸长值的合格率由原来的84.2%提高到98.2%。达到了活动目标值的95%。
此次对长束预应力筋张拉的研究成功确定了参数模型,为以后张拉的设计、施工提供了宝贵的经验;张拉伸长值合格率的提高有效的保证了结构的安全性、耐久性。同时,取得了良好的经济效益,以处理一束钢绞线伸长值不合格为5工日,则一联箱梁需用5×9=45工日,全管段内14联箱梁则需要45工日/联×14联×120元/工日=7.56万元。
5 结语
通过一系列对策,确保了预应力张拉的施工质量,同时也总结出了一套成功的质量控制方法,通过对现场张拉作业进一步完善,使得以后的预应力筋施工得以系统化、规范化、标准化,争取将这一先进的施工工艺能推广。
