鋼絞線先張法伸長值誤差原因簡析

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預(yù)應(yīng)力先張梁因其施工工藝成熟、工程造價經(jīng)濟(jì)等諸多優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于公路工程之中。
    在預(yù)應(yīng)力先張梁施工中，鋼絞線的張拉一般采用雙控原則，即以張拉應(yīng)力控制為主，以張拉伸長值校核為輔?！豆窐蚝┕ぜ夹g(shù)規(guī)范》（JTJ041-2000）規(guī)定：預(yù)應(yīng)力筋實際伸長值與理論伸長值的差值應(yīng)符合設(shè)計要求，設(shè)計無規(guī)定時，實際伸長值與理論伸長值的差值應(yīng)控制在±6%以內(nèi)。鋼絞線的實際伸長值從初應(yīng)力開始量測，再加上初應(yīng)力以下的推算伸長值，一般采用相鄰級的伸長值。當(dāng)相鄰級伸長值出現(xiàn)誤差時，在計算實際伸長值的最終結(jié)果時會將此誤差翻倍，造成更大的誤差。因此，弄清導(dǎo)致鋼絞線伸長值異常的因素，并采取措施予以預(yù)防，對保證鋼絞線伸長值誤差不超限是很有必要的。
    鋼絞線的理論伸長值ΔL一般按下式計算：
     ΔL=PpL/（ApEp）
    式中：Pp——預(yù)應(yīng)力筋的平均張拉力，直線筋取張拉端的拉力；
    L——預(yù)應(yīng)力筋的長度；
    Ap——預(yù)應(yīng)力筋的截面面積；
    Ep——預(yù)應(yīng)力筋的彈性模量。
    從以上公式可知：Pp、 L 、Ap 、Ep是影響鋼絞線伸長值的因素，其中Pp屬于張拉設(shè)備方面的因素，L 、Ap 、Ep屬于鋼絞線材料自身方面的因素?，F(xiàn)結(jié)合本人實踐，從張拉設(shè)備和鋼絞線材料自身兩方面對鋼絞線伸長值誤差原因作如下分析：
    1、張拉設(shè)備方面的原因
    1.1 初張拉的千斤頂與控制張拉的千斤頂應(yīng)力不同步
    在整體張拉、整體放張的預(yù)應(yīng)力施工工藝中，初張拉一般采用穿心式千斤頂，控制張拉采用頂推式千斤頂。穿心式千斤頂與頂推式千斤頂可能存在應(yīng)力不同步的問題。例如穿心式千斤頂?shù)?5%σcon可能略大于或略小于頂推式千斤頂15%σcon，出現(xiàn)這種情況的原因主要從千斤頂與油表對應(yīng)關(guān)系方面分析：試驗檢測機(jī)構(gòu)所給出的反映頂表對應(yīng)關(guān)系的線性回歸方程，一般情況下在張拉力較大時比較接近線性，精確度較高，而在張拉較小時不太接近線性，也就是通過線性方程計算出的油表的理論讀數(shù)與通過試驗測出的同一張拉力對應(yīng)的油表實際讀數(shù)有較大的差異。在施工過程中，油表的讀數(shù)均按通過線性方程計算出的理論讀數(shù)進(jìn)行控制，這就有可能造成不同千斤頂之間應(yīng)力不同步的問題。對于同一張拉控制應(yīng)力，穿心式千斤頂?shù)膶嶋H控制應(yīng)力如果大于頂推式千斤頂?shù)膶嶋H控制應(yīng)力，初應(yīng)力調(diào)整完畢，進(jìn)行控制張拉時，當(dāng)油表讀數(shù)達(dá)到與理論初應(yīng)力相同的理論控制應(yīng)力時，鋼絞線本應(yīng)開始伸長，但由于應(yīng)力不同步的問題，當(dāng)頂推式千斤頂?shù)膶嶋H控制應(yīng)力大于實際初應(yīng)力時，鋼絞線才開始伸長，這就造成了實際伸長值比理論伸長值偏小，并很有可能超出誤差允許范圍。
    要解決千斤頂應(yīng)力不同步的問題，所選擇的控制張拉的起算應(yīng)力應(yīng)大于初張拉的應(yīng)力值，使之存在一定的差值，例如初張拉應(yīng)力值選15%σcon，控制張拉起算應(yīng)力選20%σcon。
    1.2 全部采用單根張拉時由于多次回頂造成的伸長值誤差
    預(yù)應(yīng)力先張梁施工，80m長的臺座，鋼絞線的理論伸長值為60cm左右，100m長的臺座，鋼絞線的理論伸長值可達(dá)70cm多，穿心式千斤頂行程一般在25cm左右，實際可用行程也就22cm左右。采用單根張拉的施工工藝時，每根鋼絞線大約需要回頂三次。回頂錨固時張拉端鋼絞線會產(chǎn)生回縮，多次回頂使誤差累積增大。
    因此在選擇預(yù)應(yīng)力施工工藝時，應(yīng)盡量選擇整體張拉、整體放張的施工工藝。整體張拉與單根張拉相比，具有受力均勻、減小伸長值誤差、減小預(yù)應(yīng)力損失、減少滑絲斷絲、縮短施工周期等優(yōu)點。
    1.3 張拉設(shè)備出現(xiàn)故障
    千斤頂長時間使用可能出現(xiàn)油封老化的現(xiàn)象，導(dǎo)致千斤頂漏油，無法進(jìn)行持荷，難以達(dá)到要求的張拉控制應(yīng)力。油表受到外力碰撞或受熱、受潮過度等，可能會出現(xiàn)故障，與千斤頂?shù)膶?yīng)關(guān)系發(fā)生改變。
    以上情況的出現(xiàn)，都有可能導(dǎo)致鋼絞線伸長值誤差超限。因此張拉設(shè)備在使用過程中要特別愛惜，經(jīng)常進(jìn)行保養(yǎng)。當(dāng)千斤頂使用超過6個月或200次或在使用過程中出現(xiàn)不正常現(xiàn)象或檢修以后應(yīng)重新檢驗。進(jìn)行張拉設(shè)備的檢校應(yīng)盡量到資質(zhì)等級高、信譽好的試驗檢測機(jī)構(gòu)。
    2、鋼絞線材料自身方面的原因
    2.1 一根鋼絞線由兩段捻向不同的鋼絞線用連接器連接而成
    鋼絞線共有兩種捻向：左捻和右捻，一般為左捻。在整體張拉的施工工藝中，當(dāng)一根鋼絞線由兩段捻向不同的鋼絞線用連接器連接而成，進(jìn)行張拉時，兩段鋼絞線從連接器處發(fā)生轉(zhuǎn)動，原本捻緊的各股鋼絲變得松散而伸長，這樣當(dāng)這根鋼絞線達(dá)到某一伸長值時，張拉力無需達(dá)到相應(yīng)的理論值，多出來的這部分張拉力就分?jǐn)偟轿此缮⒌匿摻g線上，使這些鋼絞線因?qū)嶋H張拉力增大而導(dǎo)致伸長值增大。這樣一方面因捻緊的鋼絲松散導(dǎo)致鋼絞線伸長，另一方面未松散的鋼絞線上分擔(dān)多余的張拉力而使伸長值加大，兩方面一疊加會導(dǎo)致伸長值嚴(yán)重超出誤差允許范圍。
    在施工實際中，不用連接器的各根鋼絞線可以捻向不同，但需要用連接器連接的各根鋼絞線一定要做到捻向相同。在簽訂進(jìn)貨合同，應(yīng)盡量要求廠家提供同一捻向的鋼絞線。
    2.2 鋼絞線截面面積，彈性模量等的制造誤差
    由于實際材料的制造誤差和其他因素，預(yù)應(yīng)力筋截面面積和彈性模量并不是固定不變的，而是由于生產(chǎn)批次的不同而略有起伏。目前鋼絞線截面面積普遍大于其理論值，而在實際計算中采用的一般是固定的理論值。即使是同一批次的鋼絞線，各盤的彈性模量之間也存在一定的差異。按《預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線國家標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T5224-2003）規(guī)定，每批鋼絞線抽取3根進(jìn)行彈性模量試驗，因只抽取3根，試驗結(jié)果可能不完全具有代表性。
    鋼絞線截面面積，彈性模量的制造誤差對伸長值有一定的影響，但一般不足以導(dǎo)致伸長值誤差超限。另外，還可以將彈性模量的試驗值與廠家提供的質(zhì)保單上所給出的每盤的彈性模量一起取平均值，作為計算理論伸長值時彈性模量的選用值，使選用數(shù)據(jù)更具代表性。
    3、結(jié)束語
    當(dāng)鋼絞線測量伸長值與計算伸長值誤差超出規(guī)范規(guī)定的范圍之后，必須停止張拉，查明原因并記錄在案，排除原因后才能繼續(xù)張拉。一旦出現(xiàn)鋼絞線的異常伸長，應(yīng)集中分析工程的實際情況，并考慮施工因素，采取積極的措施，以確保預(yù)應(yīng)力效果