预应力钢绞线理论伸长量计算的探讨

李兆龙

摘 要：随着高速公路的快速发展，桥梁设计越来越多的采用悬浇梁的形式，而预应力的施工质量为其质量控制的重点，本文对预应力理论伸长量的计算做详细的阐述。

关键词：连续梁纵向预应力；理论伸长量；设计伸长量；钢绞线张拉力

1 工程概况

枣菏高速公路鱼清河大桥为规划五级航道，主跨采用45+70+45m悬浇箱梁，主梁采用单箱单室，箱梁顶板宽度为12.75m，底板宽度为6.75m。全桥采用纵向、横向和竖向三向预应力体系，预应力管道采用塑料波纹管成孔。

2 预应力张拉简述

目前施工中对预应力张拉的控制以张拉应力为主、伸长量为副。但在施工中因孔道偏差、摩阻、孔道成型不佳等外部因素造成理论伸长量与图纸设计伸长量有一定的差别，所以应当依据施工的实际状况计算出准确的理论伸长量，来校核设计与实际伸长量。

本桥纵向预应力采用竖弯与平弯相结合的布设方式，对由直线和曲线组成的曲线在竖弯与平弯相结合的孔道中，必须分段精确计算理论伸长量。

现行公路桥涵施工技术规范中，将孔道局部曲线对应力的影响忽略不计 ，按PP = P代入公式计算。但当预应力曲线段较长，对平均张拉力的计算忽略了曲线首尾两端由于曲线段的摩阻损失对张拉力的影响，计算出来的理论伸长值同实际误差较大。因此在计算时，应将各种摩阻综合考虑，通过正确的公式计算来提高理论伸长量计算精度。

3 纵向预应力伸长量的计算

3.1 张拉力的确定

本悬浇梁纵向预应力采用直线与圆曲线相结合的线形，考虑到摩阻对张拉的影响，需对理论伸长量进行分段（直线与曲线段）计算。

3.2 钢绞线有效张拉长度计算

张拉长度=锚外工作长度+锚内预应力长度=（0.6+AB+BC+CO）×2

3.3 鋼绞线伸长量的计算

4 理论伸长量算例

4.1 单束纵向预应力理论伸长量的计算

根据该桥图纸得，钢绞线F1直线段AB=2.4m，圆曲线段BC=3m，直线段CO=0.97m，曲线段钢束半径600cm，转角θ为28°3711”，单根钢绞线面积Ay=139mm2，标准抗拉强度[Rby]=1860Mpa，弹性模量E为195000MPa，锚下控制应力σk =0.75[×Rby=]1395MPa。孔道采用塑料波纹管，钢绞线为19束，F1束设计伸长量为80.8mm。

4.2 批量纵向预应力理论伸长量的计算

根据以上伦理伸长量的计算公式，编制成execel计算表，批量计算出全桥纵向预应力的理论伸长量的值，作为张拉时校核实际伸长量的依据。

5 总结

我们在施工中应按照规范要求进行张拉作业，并应透彻理解预应力的受力状态、变形过程，掌握伸长量计算原理，准确计算预应力筋的理论伸长量，做好预应力施工的应力与伸长量的双重控制。

参考文献：

[1] JTJ 025-86.公路桥涵钢结构及木结构设计规范[S].

[2] JTG_TF 50-2011.公路桥涵施工技术规范[S].

[3] 江正荣，朱国梁编著.简明施工计算手册[M].中国建筑工业出版社.

[4] 《施工工艺汇编》.中铁二十三局集团第一工程有限公司[M].