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钢绞线预应力张拉伸长值、锚塞回缩量量测方法
  来源:钢绞线厂家 发布时间:2017-11-01 10:02 阅读:次 【字体:

钢绞线预应力混凝土在桥梁工程中已普遍运用,作爲质量双控目标的钢绞线张拉伸长值及锚固张拉力的计算,相应标准均已有明白规则,但对在预应力张拉实践施工中的详细量测,各家说法与作法都存在较大差别,本文就此成绩依据笔者施工的理论予以引见,供广阔从事钢绞线预应力张拉任务者参考。
关键词:钢绞线;预应力张拉;伸长值;锚塞回缩量;量测
1 、引言
钢绞线作爲桥梁工程、路基高边坡抗滑加固等工程施加预应力的载体,是目前普遍采用的资料和工艺。对钢绞线张拉预应力施加、锚固的办法和张拉力、钢绞线伸长量的实际计算,在相应的标准中都已有明白的规则,但在实践操作中对钢绞线施加预应力张拉的伸长值、钢绞线锚固时锚具锚塞回缩量的量测,各家说法及做法均存在差别,这对预应力张拉质量控制的双控目标(即钢绞线张拉力与实测伸长值)的计算和评判发生了一定的影响。针对上述成绩,笔者就多年预应力张拉理论,尝试提出如下实践作法和技术见地(当前张法爲主),爲广阔钢绞线预应力张拉任务者提供参考。
2 钢绞线张拉伸长值确定
2.1钢绞线张拉伸长值计算:钢绞线预应力张拉施工设计控制张拉力,是指预应力张拉完成后钢绞线在锚夹具前的拉力。因而,在钢绞线预应力张拉实际伸长量计算时,应以钢绞线中间锚固点之间的间隔作爲钢绞线的计算长度,但在预应力张拉时钢绞线的控制张拉力是在千斤顶工具锚处控制的,故爲控制和计算方便,普通以钢绞线中间锚固点之间的间隔,再加上钢绞线在张拉千斤顶中的任务长度,作爲钢绞线预应力张拉实际伸长量的计算长度。在钢绞线预应力张拉时,钢绞线的外露局部,大局部被锚具和千斤顶所包裹,钢绞线的张拉伸长量无法在钢绞线上间接测量,故只能用测量张拉千斤顶的活塞行程,计算钢绞线的张拉伸长值,但同时还应减掉钢绞线张拉全进程的锚塞回缩量。(参阅《公路桥涵施工技术标准》)普通计算式爲: ΔL=ΔL1+ΔL2-b-c ⑴ 式中: ΔL1:爲从初始拉力(桥梁施工标准规则普通爲设计控制张拉力的10%~25%)至张拉设计控制拉力间的千斤顶活塞的张拉行程; ΔL2:爲初始拉力时的推算伸长值(按标准规则推算求得); b:工具锚锚塞回缩量; c:任务锚锚塞回缩量。
2.2 在钢绞线预应力先张法施工中,也有在每分级张拉一次,卸掉千斤顶前后,间接丈量钢绞线外露长度,以钢绞线每级张拉前后外露长度的差或以张拉活动横梁的张拉前后位移量的差值,求算钢绞线张拉伸长量,此法较爲直观,但只适用于以每分级张拉一次,卸掉一次千斤顶的张拉办法或设置有张拉活动横梁同时张拉多根预应力筋的办法。先张法爲方便施工,普通采取单根一端固定另一端张拉的办法,故计算钢绞线张拉伸长量时,还应思索减掉固定端锚具夹片的回缩量。每级张拉前后量测固定端锚具夹片的外露长度或固定端钢绞线的外露长度的差值即爲固定端锚塞回缩量。不管运用活动横梁同时张拉多根预应力筋还是单根一端张拉,均应在事后调整初应力(设计控制拉力的10~25%)后的各级张拉终了后,再量测计算固定端锚塞回缩量。运用活动横梁张拉时,可用各根的均匀值计算。
3 钢绞线预应力张拉锚塞回缩量的量测:钢绞线预应力张拉锚塞回缩量在两个部位呈现:即发生在张拉千斤顶运用的“工具锚”,和参与钢绞线预应力任务,将钢绞线锚固在混凝土中的“任务锚”部位。有的文献和商品阐明书引见了锚具的变形形成预应力钢筋的回缩值的参数,只可作爲对锚具验收和施工控制的参考根据,详细计算还应以实测爲准。
3.1 工具锚锚塞回缩量的量测:在钢绞线开端张拉,当千斤顶张拉力,到达钢绞线张拉至初始拉力(设计控制拉力的10~25%),已把松弛的预应力钢绞线拉紧,此时应将千斤顶充沛固定,准确量取从千斤顶工具锚锚杯外露端面至钢绞线外露端头的长度b1,当千斤顶张拉力,到达钢绞线预应力张拉设计控制拉力时,再量取从千斤顶工具锚锚杯外露端面至钢绞线外露端头的长度b2,工具锚锚塞回缩量b= b1- b2。当预应力钢绞线由很多单根组成时应每根量测,取其均匀值停止计算,最少不得少于三根。此回缩的呈现仅对张拉伸长值的计算有影响,对张拉力气测没有影响。
3.2 任务锚锚塞回缩量的量测:目前钢绞线预应力张拉施工以运用YCW型液压千斤顶爲主,该千斤顶与任务锚接触处,设有一块限制任务锚夹片
在张拉进程位移的限位板,钢绞线在张拉时任务锚夹片跟随钢绞线的拉伸,向后挪动至限位板凹槽的底部,对钢绞线得到约束,当千斤顶将钢绞线张拉至设计控制张拉力,在回油抓紧钢绞线的瞬时,钢绞线弹性膨胀,任务锚夹片跟随膨胀向锚环孔内位移,随行将钢绞线锚固,这就是任务锚锚塞回缩的全进程。任务锚锚塞回缩位移后,将惹起钢绞线张拉力的减小,减小量及补偿办法见后述。张拉终了卸掉千斤顶后,在任务锚处测量任务锚夹片在锚杯处的外露长度C2,当预应力钢绞线由很多单根组成时应每根量测,取其均匀值,普通至多测量三处,千斤顶限位板凹槽深度已知爲C1,则任务锚锚塞回缩量C= C1- C2。任务锚锚塞回缩量除与锚具硬度等有关外,还与钢绞线直径有关,任务锚回缩量大小与钢绞线直径大小成正比。
4 任务锚锚塞回缩量对设计控制张拉力的影响
4.1 依据锚夹具夹片的回缩进程剖析,任务锚对张拉伸长量及张拉力均有影响。对张拉力的减小影响值可按下式计算: ΔP= P/ΔL×C ⑵ 式中:ΔL:实际计算伸长值;P:爲设计控制张拉力;C:任务锚回缩量。
4.2 关于C值的取值,应分爲两个阶段思索,在钢绞线预应力张拉施工时,爲保证质量必需先停止张拉工艺实验,张拉工艺实验普通取一个构件或2~3个张拉束,停止实验。张拉工艺实验完成后,方可大面积施工,在张拉工艺实验阶段,由于对该批锚具功能不理解,计算补偿张拉力时C 值只能按经历公式预算,经历公式如下: C=h×0.65×a 式中:h:限位板凹槽深度; a:与钢绞线直径有关的系数。 当Φj=15.24mm取1.0;当Φj=12.7mm取1.2; 待张拉实验完成0
4.3 爲增加任务锚回缩对预应力形成的损失及保证张拉力能满足设计要求,应按如下顺序操作,予以补偿: ① 当施行两端张拉时,当两端到达设计控制张拉力时,应按一端先锚固,再将另一端补张拉力后锚固的办法操作。由于当A端锚固时由于任务锚夹片的回缩,致使B端油压下降,张拉力增加,不满足设计控制张拉力要求,故应在B 端补张拉后再锚固。同理B端补张拉锚固时,由于任务锚夹片回缩仍会形成张拉力的损失,爲保证满足设计控制张拉力要求,其修正后的设计控制张拉力(即设计控制张拉力加补张拉力)PK应按下式计算,留意不能将此与超张拉混杂,此值属于对预应力张拉时,由任务锚发生的预应力损失的补偿。 PK=P+ΔP ⑶ 式中:P:爲设计控制张拉力; ΔP:任务锚回缩对预应力损失的影响力(补偿张拉力); ②当施行一端张拉时,同理应将控制张拉力PK按上式计算。
5 钢绞线在张拉千斤顶中的任务长度:在钢绞线预应力张拉施工中,目前常用的千斤顶的任务锚地位分前夹式和后夹式,张拉时钢绞线在千斤顶中的任务长度,前夹式较短,如YDC型前夹式千斤顶约爲98mm,对张拉伸长量影响较小,可疏忽不计,但如YCW型后夹式千斤顶则可长达470mm多,故钢绞线在千斤顶中的任务长度对张拉伸长量的影响就不容无视。
5.1 钢绞线在张拉千斤顶中的任务长度确实定:钢绞线在张拉千斤顶中的任务长度,普通是指在张拉千斤顶装入钢绞线后,从工具锚锚杯中心至预应力混凝土任务锚锚杯中心的间隔,留意丈量时应将千斤顶装置好,装入钢绞线,根本打紧锚塞,启动油泵,开端加油,在千斤顶活塞启动,即油压表指针闪烁的霎时即刻封闭加油阀,此时丈量工具锚锚杯中心至预应力混凝土任务锚锚杯中心的间隔,即可确定爲钢绞线在张拉千斤顶中的任务长度。有人间接丈量千斤顶的身长,作爲钢绞线在张拉千斤顶中的任务长度,笔者以为是错误的,由于普通千斤顶开启加油阀后活塞都是在活塞伸出千斤顶体外一段间隔后才开端受力,且千斤顶在普通形态下活塞都是伸出千斤顶体外有一段间隔的。
5.2 钢绞线在张拉千斤顶中的任务长度在预应力钢绞线张拉伸长值计算中的使用:普通在预应力张拉时,原始记载中的伸长值,都是按千斤顶活塞的行程间隔记载的,按此计算的钢绞线实测伸长值,是预应力混凝土中任务锚之前的钢绞线伸长值加钢绞线在张拉千斤顶中任务长度的伸长值之和,不是钢绞线纯在混凝土中任务长度的张拉伸长值,故在计算钢绞线张拉伸长值及张拉伸长率误差时应留意以下几个成绩: ⑴、计算预应力钢绞线实际伸长值时,若预应力钢绞线的计算长度已包括钢绞线在张拉千斤顶中的任务长度,就可间接用此计算的预应力钢绞线实际伸长值与按原始记载中数据计算的实测伸长值比拟,来计算预应力钢绞线张拉伸长率误差。这是施工中常用的办法。 ⑵、计算预应力钢绞线实际伸长值时,若预应力钢绞线的计算长度不包括钢绞线在张拉千斤顶中任务长度,在按原始记载中数据计算出实测伸长值后,还应减钢绞线在张拉千斤顶中任务长度的伸长值,然后才干按此伸长值与预应力钢绞线实际伸长值比拟,去计算预应力钢绞线张拉伸长率误差。 ⑶、⑴与⑵是一次性张拉(既千斤顶一次装置分级张拉至设计控制张拉力锚固,分段读数、记载)计算办法的留意事项,但在有些状况下由于千斤顶活塞行程缺乏,或设计有要求,爲坚持同一个程度线的几个预应力孔的钢绞线的受力均衡,一束(根)钢绞线要分屡次施行张拉。分屡次施行张拉,就是每张拉一级(1~2个行程),即锁定钢绞线的锚杯锚塞(亦称暂时锚固),张拉千斤顶油压表回零、卸下或原位重新装置开端张拉,即爲一次。先张法此种状况较多。这种张拉法计算实测伸长值时,是用原始记载中各次千斤顶活塞行程的间隔,先计算出各次张拉伸长量,然后将各次张拉伸长量累加(初始拉力的伸长值是按标准规则推算而得)而得实测伸长值。但计算各次张拉伸长量时,都包括了一个与该张拉级的张拉力相应的,钢绞线在张拉千斤顶中任务长度的的伸长值(该值计算见计算实例),所以在按⑴法计算时,应在按各次张拉伸长量累加(初始拉力的伸长值是按标准规则推算而得)而得的实测伸长值中,减掉不包括最初一级的其他一切各级在张拉千斤顶中任务长度的伸长值;在按⑵法计算时,应在按各次张拉伸长量累加(初始拉力的伸长值是按标准规则推算而得)而得的实测伸长值中,减掉一切各级的在张拉千斤顶中任务长度的伸长值。
6 计算实例:
6.1有一按先张法施行单根预应力张拉的预制桥梁梁板的张拉台座,钢绞线直径爲Φj12.70mm、公称面积Ay=98.71mm2、规范强度1860Mpa、实测弹性模量Eg=2.00×105,设计张拉力爲P=137.7KN,实际计算总伸长值506.80mm(钢绞线计算长度爲72660mm,包括一个在张拉千斤顶中的任务长度),拟按设计张拉力15%、30%、60%、80%、100%的控制力分五次单端施作张拉,钢绞线在张拉千斤顶中的任务长度爲600mm。
6.1.1 计算实测后果:(表2) 束号 张拉次数 第一次第二次 第三次 第四次 第五次 任务锚回缩量mm 实测总伸长值mm 张拉伸长率误差% 占设计张拉力比例% 0~15% 15~30% 30~60% 60~80% 80~100% 2 钢绞线伸长量mm 95 174 330 436 538 4 518 2.2 钢绞线预应力张拉原始记载(油表读数及张拉力略)表2 实测总伸长值=538+174-95*2-4=518 计算张拉伸长率误差%=2.2 契合标准要求合格 张拉伸长率误差(%)=(实测总伸长值-实际计算总伸长值)/实际计算总伸长值×100 
6.1.2固定端锚具回缩对锚固张拉力的影响,除最初一级的张拉力外,其他各级固定端锚具回缩的张拉力损失,因对钢绞线的锚固力无影响,可不予思索,故只对最初一级的张拉力由任务锚回缩形成的张拉力损失,停止思索,计算如下: PK=P+ΔP=137.7+1.086=138.786 式中:ΔP= ×C= ×4=1.086 由于钢绞线较长,计算出的补偿张拉力,仅占设计控制张拉力的0.79%,按要求精度思索,亦可疏忽不计,但在普通构件预应力钢绞线不长时,该补偿拉力就占设计控制张拉力的比例较大,就不容疏忽了。
6.2某桥梁25m后张法预应力T型预制梁,钢绞线及张拉伸长值计算见下表一:预应力筋张拉实际伸长值计算后果汇总表 表一 钢绞线直径 φj15.24 强度级别 1860MPa 弹性模量 199GPa 工程称号 澳里大桥 工程部位 25m后张法预应力T梁 K 0.0015 u 0.225 钢绞线截面积 140mm2/股张拉孔号 单股控制应力Mpa 股数 锚固控制力Mpa 锚固力KN 实际伸长值mm N1 1395 5 1395 976.5 180.4 N2 1395 5 1395 976.5 179 N3 1395 6 1395 1171.8 179.8 N4 1395 6 1395 1171.8 179.8 单根锚固力 195.3 该预制梁的断面方式及孔位表示如左图,澳里大桥T梁预应力张拉记载见表二,现就表二对计算办法阐明如下:
1、该预制梁在预应力张拉时,对钢绞线伸长值的量测,是以量测张拉千斤顶活塞受力时的位移量计算的。
2、N1、N2、N4实测计算伸长量=F-2*B+C-I
3、爲坚持N3、N4张拉力对预制梁的均衡,要求先对N3孔只施加张拉力至设计控制张拉力的50%,卸下张拉千斤顶,移至N4号孔停止张拉,直至N4号孔张拉完成。再前往N3号孔,从50%的设计控制张拉力张拉至100%的设计控制张拉力完成预应力张拉的全进程。①③爲第二次张拉时0~50%的伸长量,留意在第二次将千斤顶装置后,当开动千斤顶张拉力在0~50%的设计控制张拉力时预应力梁内的钢绞线,是没有受力的,而是任务锚以外及千斤顶内的钢绞线在接受张拉力,故千斤顶的活塞曾经挪动,②④爲第二次张拉时50~100%的伸长量,⑤⑥辨别爲第一次张拉时在张拉力至10%及50%时千斤顶工具锚后钢绞线的外露长度,⑦⑧辨别爲第二次张拉时张拉力至50%及100%时千斤顶工具锚后钢绞线的外露长度。故N3孔a端的实测计算伸长量=58-2*20+30+70-18-1.5-2+(7-3.5)。b端的实测计算伸长量=69-2*27+38+68-22-1.5-2+(7-2.5)。
4、误差=(K-L)/ L*100。
5、预应力梁锚孔处工具锚的回缩,应爲:锚垫板凹槽深度-锚固后任务锚锚塞的外露长度。
 
 
 
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