预应力钢绞线伸长值的计算与偏差控制

张建康+张彦涛

摘 要：文章主要通过对先张法预应力钢绞线伸长值计算、量测和偏差控制过程的分析，提高预应力钢绞线张拉施工中伸长值的控制工艺和方法。

关键词：伸长值；偏差控制；伸长率

预应力梁桥在梁板、墩台、桥面等结构张拉施工过程中，钢绞线应采用“张拉力”和“伸长值”双控，即以张拉力对应的千斤顶油表读数进行控制，以伸长值进行校核检验。

1 预应力钢绞线理论伸长值的计算

预应力筋理论伸长值ΔL=（Pp×L）/（Ap×Ep）

先张法施工中钢绞线为直线布筋，预应力筋的平均张拉力Pp等于预应力筋张拉端的张拉力P，P=张拉控制应力PO×预应力筋的截面面积Ap，则先张法的预应力筋理论伸长值可简化如下：

ΔL=（Pp×L）/（Ap×Ep）=（PO×Ap×L）/（Ap×Ep）=（PO×L）/Ep

Pp-预应力筋的平均张拉力（N）；L-预应力筋的张拉长度（mm）；Ap-预应力筋的截面面积（mm2）；Ep-预应力筋的弹性模量（N/mm2）；P-预应力筋张拉端的张拉力（N）；Po-张拉控制应力（MPa）

即预应力筋理论伸长值ΔL=（PO×L）/Ep

由上述计算得知，在已知钢绞线型号、规格的前提下，先张法预应力钢绞线的理论伸长值仅与钢绞线的张拉长度有关，且为线性函数关系，随钢绞线的张拉长度增加而增加，预应力筋的张拉力为一个静值，不影响伸长值的大小。

2 预应力钢绞线实际伸长值的量测

预应力张拉工艺流程：低松弛预应力筋为0→张拉力10%→张拉力20%→张拉力100%→持荷5min锚固→校对伸长值合格后进行下一束张拉→张拉作业完成；普通松弛预应力筋为0→张拉力10%→張拉力20%→张拉力103%→持荷5min锚固→校对伸长值合格后进行下一束张拉→张拉作业完成。

预应力钢绞线的实际伸长值L=（d1-d2）+（d3-d2）

d1为张拉力到100% Pp（当采用普通松弛预应力筋时为103% Pp）时钢绞线总的拉伸长度；d2为张拉力到10% Pp时钢绞线的拉伸总长度；d3为张拉力到20% Pp时钢绞线的拉伸总长度。

（d3-d2）的实质是采用（10%-20%）的实际伸长值代替相邻（0-10%）的实际伸长值，也可采用初应力以下的理论伸长值代替。在施工过程中，如实际伸长值与理论伸长值的计算偏差超出±6%的控制范围，可采用加大初应力数值进行复核，但应控制在10%-25%以内。

3 预应力钢绞线实际伸长值与理论伸长值的偏差控制

采用伸长值进行校核时，实际伸长值与理论伸长值的偏差应控制在±6%以内（即满足公式1或公式2要求），否则应暂停张拉，待查明原因并采取措施调整后，方可继续进行张拉。

公式1：{L1+L2-[理论伸长值]}/理论伸长值≤±6%

公式2：{L1+L3-[理论伸长值]}/理论伸长值≤±6%

L1：从初应力至最大张拉应力间的伸长值；L2：初应力以下采用相邻级的伸长值；L3：初应力以下采用推算的理论伸长值。

4 预应力钢绞线伸长率的计算及探讨

伸长率：金属在做抗拉实验时，式样断裂后，其断面标距部分所增长的长度与式样初始长度的百分比，称为伸长率。

张拉伸长率：当预应力构件产生时要给予预应力钢绞一定拉力，在给予拉力时钢筋会产生弹性变形并伴随一定的塑性变形而伸长，两种变形伸长的长度之和（即伸长后的总长减去原来的长度）除以钢绞线原来的长度得出的百分数就是张拉伸长率。

张拉理论伸长率=理论伸长值/钢绞线的长度

张拉实际伸长率=（张拉后的总长-张拉前的总长）/张拉前的总长

张拉伸长率在《公路桥涵施工技术规范》JTG/T F50-2011中没有作为张拉力控制的校核指标；在《公路工程质量检验评定标准》JTG F80/1-2004中44-45页“张拉伸长率的允许偏差符合设计规定，设计未规定时±6%”，这里的张拉伸长率允许偏差应理解为实际伸长值与理论伸长值的偏差允许范围。在实际施工过程中部分技术人员将“实际伸长值与理论伸长值的偏差应控制在±6%以内”当做钢绞线张拉伸长率偏差的控制范围，这与“伸长率”的基本概念不符。

5 结束语

伸长值的偏差控制是张拉力校核的重要指标，张拉伸长率可作为张拉力校核的有益补充，积极探索张拉施工控制工艺和方法，有助于不断提高预应力混凝土梁板预制施工质量、使用寿命和运营安全。

参考文献

[1]公路桥涵施工技术规范[S].人民交通出版社，2011.

[2]公路工程质量检验评定标准[S].人民交通出版社，2004.