预应力筋伸长值偏差控制

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1、预应力筋伸长值偏差控制袁宝华摘要：介绍了预应力筋伸长值产生偏差的原因及减小伸长值偏差的施工措施。关键词：预应力筋；伸长值；偏差1、工程概况保阜高速公路跨京广铁路分离立交设计为2*80米T构转体、转体重量为14440吨，线路设计与京广铁路斜交52º，为减少对京广铁路行车的影响，先在与铁路平行的107国道上现浇完毕后，经过转体52º跨越京广铁路。现浇梁设计为三项预应力砼，横向为3-7Φ5钢绞线400束、竖向精扎螺纹钢2304根、纵向为19-7Φ5钢绞线220束。在纵向预应力中通束钢绞线长度达到162米。纵向预应力的预应力效果是工

2、程质量的控制关键。在预应力混凝土结构中，预应力筋的张拉一般采用双控原则，即以张拉应力控制为主，以张拉伸长值校核为辅。预应力筋在张拉力作用下，钢绞线的伸长值可由材料力学公式计算得出。一般规定宜在初应力为10％σcon时开始测量预应力筋的伸长值，而初应力以下的伸长值可由外推得出。伸长值的精确计算一般由下式得出：△Lp=△Lp1+△Lp2一△Lpc式中：△Lp1—初应力到张拉控制应力之间的实际伸长值；△Lp2一初应力以下的推算伸长值；△Lpc—混凝土构件在张拉过程中的弹性压缩值。一般的，由于混凝土的弹性压缩值相对较小，在实际的工程

3、计算中经常忽略不计。为了施工计算的方便，当初应力为kσcon时，忽略摩擦力的影响，最终的伸长值可由下式计算，其精确度即可满足工程要求。△L=(1／1-k)△Lpl式中：k一初应力与张拉控制应力的比值，一般取10％。由以上分析可知，以10％σcon为初应力，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。但很明显，由于松弛状态下，钢绞线成蛇形状态，其摩擦力应该比同样长度下处于直滑状态下的钢绞线摩擦力要大。因此，对于较短跨的预应力筋取10％σcon为初应力是满足要求的，但对于大

4、跨度、多跨连续的预应力筋的张拉，其初应力建议取15％σ5con或20％σcon否则可能会造成较大的伸长值误差。2、导致伸长值偏差的因素《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204—2002规定了张拉伸长值相对的误差范围(一6％～+6％)，但应特别注意的是，对于超长连续梁等大型结构，伸长值的偏小可能会是因为实际预应力值不足造成的，此时对于结构来说是相当危险的，因此伸长值偏差宜限制在正偏差范围内(O％～+6％)。2.1摩擦状态是否与设计一致工程实践，摩擦系数的采用是根据规范确定的，即对于有粘结预应力筋，k=0.0015，=0

5、.25。很少有工程对摩擦系数进行实际的测量。而实际上，由于各种材料性质、施工质量的不同，摩擦系数有一个很大的波动范围。因此，对于一些重要工程必须实测其摩擦系数的大小。2.2施工时的布筋状态是否与计算模型一致由于预应力施工中的不可见因素太多，设计中不可能一一详尽考虑，因此，实际的预应力曲线并非完全的光滑曲线，也不与设计计算模型一致，而是呈现出蛇形分布。有时在主次粱交叉处，由于次梁截面面积较小，当主梁中的预应力筋穿过次粱时，由于次梁底筋已不可移动，所以不得不抬高或者降低预应力筋，以避开次梁的底部纵筋，这样，在该部位会突然出现一个

6、折角，极易造成较大的预应力损失，使伸长值偏小。虽然这种抬高或降低只是很小的高度，但由于过渡段较短，其摩擦角并不小，为尽量避免这种情况的出现，应使预应力筋有较长的平缓过渡段，减小摩擦角。2.3预应力筋截面面积、弹性模量、实际张拉力值的大小由于实际材料的制造误差和其他因素，预应力筋截面面积和弹性模量并不是固定不变的。而是由于生产批次的不同而略有起伏。而在实际计算中采用的一般是固定值。因此建议在校核伸长值时，弹性模量值宜按实际的出场证明取其中间值。实际张拉力的大小，一般是由油表读数确定的，但由于油表的读数误差一般为1MPa或2Mp

7、a，而钢绞线张拉应力计算值却精确至0．1Mpa，读数当然就会产生误差。据统计分析，张拉力误差在土2％，面积误差可能达到+3％～+1％，弹性模量与理论值的可能偏差达到±5％，显然，在以上材料数据的偏差都很大时，伸长值的偏差就可能会超出限定的范围。2.4管道或预应力筋生锈由于波纹管不密实或漏水5，张拉持续时间过长，而预应力筋又未采取任何防锈措施，从而导致预应力筋生锈、摩擦增大，伸长值减小。2.5管道漏浆堵塞施工不当造成的波纹管破裂，致使水泥浆或混凝土侵入波纹管内，或是无粘结筋管壁破裂，使钢绞线暴露在外而与混凝土粘结，从而使张拉时

8、无法张拉伸长甚至无法张拉，造成伸长值偏小。2.6束效应以及预应力筋尺寸的影响预应力筋的挤压效应会加大摩擦，长度差效应会使单根索受力不均匀，短柬尤其敏感，在高应力下短束可能在应该是弹性阶段的时刻进入屈服；受力的不均匀还导致束的弹性模量比单根低，使用钢丝束时，束外层的钢丝所受摩擦比内层大。2.