肖福春，魯信旺

（中交二航局第四工程有限公司，安徽 蕪湖 241000 ）

預(yù)應(yīng)力施工通常以張拉應(yīng)力控制為主，以伸長值控制為輔。雖伸長值為輔助控制措施，但其與理論計算值之間的偏差很好地反映了預(yù)應(yīng)力是否有效施工。預(yù)應(yīng)力伸長值受預(yù)應(yīng)力束材料性能、預(yù)應(yīng)力孔道成型方式、張拉設(shè)備及配套組件、有效預(yù)應(yīng)力及人為操作等方面的影響。這些影響因素在施工過程中，應(yīng)進行針對性的跟蹤記錄和分析，以減小和避免各類影響因素的影響，修整理論伸長值計算值，提升預(yù)應(yīng)力束有效應(yīng)力控制，減小實際伸長值與理論伸長值之間的偏差。

1 理論伸長值

根據(jù)《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/T F50-2011）公式7.6.3-1，預(yù)應(yīng)力束的理論伸長值：

根據(jù)根據(jù)《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/T F50-2011）公式C1，預(yù)應(yīng)力束平均張拉力：

綜上，預(yù)應(yīng)力束的理論伸長值受預(yù)應(yīng)力束材料、預(yù)應(yīng)力管道成型方式、預(yù)應(yīng)力束線型等影響，即

式中：AP為預(yù)應(yīng)力束截面面積，mm2；EP為彈性模量，N/mm2；θ為從張拉端至計算截面曲線孔道部分切線的夾角之和，rad；k為孔道每米局部偏差對摩擦的影響系數(shù)；μ為預(yù)應(yīng)力筋與孔道壁的摩擦系數(shù)；L為預(yù)應(yīng)力總長度，mm；x為從張拉端至計算截面的孔道長度，m。

這些數(shù)值均在設(shè)計文件中明確表示：k值和μ值的實際值與設(shè)計值一般存在偏差，k值和μ值主要受孔道成型材料影響。實際施工中，應(yīng)在首次預(yù)應(yīng)力施工時，取有代表性的預(yù)應(yīng)力束進行孔道摩阻試驗，通過試驗修正k值和μ值，并與設(shè)計采用的計算值進行比對，調(diào)整理論計算伸長值，減小理論伸長值與實際值之間的偏差。

預(yù)應(yīng)力材料進場時，應(yīng)檢測材料截面面積及彈性模量，并應(yīng)根據(jù)實測值修正理論伸長值，材料實際的彈性模量通常與設(shè)計計算采用的值不一致，材料的影響在復(fù)核計算過程中較容易忽視。

如施工中預(yù)應(yīng)力束張拉需計入錨圈口預(yù)應(yīng)力損失時，施加的預(yù)應(yīng)力可比設(shè)計規(guī)定值增加5%，錨圈口損失值宜通過孔口摩阻試驗確定，以提高錨下預(yù)應(yīng)力與理論值的一致性。

根據(jù)試驗或者材料報告對計算采用的AP、EP、k、μ等影響預(yù)應(yīng)力束理論伸長值的數(shù)據(jù)進行調(diào)整，重新復(fù)核預(yù)應(yīng)力束理論伸長值，并以核算的結(jié)果作為理論伸長值。

2 有效預(yù)應(yīng)力

預(yù)應(yīng)力束伸長值與有效預(yù)應(yīng)力值成正比，有效預(yù)應(yīng)力受孔口摩阻、孔道摩阻、預(yù)應(yīng)力束材料、結(jié)構(gòu)自身性能、環(huán)境溫度、張拉設(shè)備及工藝等影響。施加預(yù)應(yīng)力時，通常不考慮結(jié)構(gòu)自身性能、環(huán)境溫度等的影響，但應(yīng)考慮孔口摩阻、孔道摩阻、預(yù)應(yīng)力束材料、張拉設(shè)備及工藝的影響。

孔口摩阻和孔道摩阻可通過試驗確定，預(yù)應(yīng)力束理論伸長值計算時可予以考慮；預(yù)應(yīng)力張拉力應(yīng)以錨下應(yīng)力控制，應(yīng)扣除孔口摩阻影響。

預(yù)應(yīng)力施工完成后，鋼絞線切割前，可以采用下述檢測方案檢測錨下有效應(yīng)力值，檢測預(yù)應(yīng)力束施加的有效預(yù)應(yīng)力，該檢測方案為山西省交通科學(xué)研究院專利方案。有效預(yù)應(yīng)力測量方案示意圖如圖1所示。

圖1 有效預(yù)應(yīng)力測量方案示意圖

3 預(yù)應(yīng)力施工影響

預(yù)應(yīng)力施工過程影響預(yù)應(yīng)力束伸長值的因素主要包括頂內(nèi)伸長值、錨夾具回縮量、工具錨夾具回縮量、預(yù)應(yīng)力施加偏差、千斤頂伸長值測量偏差等因素。

預(yù)應(yīng)力施工采用的設(shè)備主要包括油泵、千斤頂、限位板、工具錨夾具等。預(yù)應(yīng)力張拉時，錨墊板至工具夾片之間的安裝順序一般為錨墊板→錨具→夾片→限位板→千斤頂→工具錨→工具夾片。夾片在張拉和錨固狀態(tài)下的示意圖如圖2所示。

圖2 夾片在張拉和錨固狀態(tài)下的示意圖

預(yù)應(yīng)力施加過程中，限位板對張拉作業(yè)起到較關(guān)鍵作用，限位板設(shè)置的槽口深度應(yīng)根據(jù)夾片和錨具生產(chǎn)廠家指導(dǎo)的數(shù)值進行加工，一般槽口深度為6～8mm。限位板的槽口過淺，會增大鋼絞線在張拉過程中與夾片之間的摩擦力，造成預(yù)應(yīng)力束鋼絞線表面磨損，降低施加傳遞到預(yù)應(yīng)力筋內(nèi)的預(yù)應(yīng)力；限位板槽口過深，千斤頂卸載過程中，鋼絞線與夾片之間摩擦力不足，鋼絞線與夾片不能同步回縮，造成鋼絞線實際伸長值比測量的伸長值小，從而減小了預(yù)應(yīng)力束的實際預(yù)應(yīng)力。限位板加工應(yīng)根據(jù)錨夾具定制，并在使用過程中加強檢查，如槽口深度超出了允許值，應(yīng)及時更換。限位板的使用，使得夾片在張拉過程中與限位板緊貼，在千斤頂卸載后與錨具緊貼，也正因這個過程，鋼絞線的實際生產(chǎn)值，較張拉時測量的伸長值偏小，在伸長值計算時，應(yīng)扣除該部分伸長值。單端張拉時，該伸長值為限位板槽口深度值（mm）減去錨固時夾片外露值（mm），兩端張拉時，應(yīng)考慮兩倍。因錨夾具在初應(yīng)力施加后的變形量較小，上述伸長值通常與規(guī)范中規(guī)定的錨具回縮量值一致。

錨具與工具夾片之間的鋼絞線伸長值在張拉過程中計入了測量值中，在計算預(yù)應(yīng)力束伸長值時，應(yīng)扣除該部分伸長值，該部分生產(chǎn)值可根據(jù)式（1）計算得出，其中L為頂內(nèi)預(yù)應(yīng)力束總長度。該長度主要包括千斤頂?shù)拈L度、工具錨的厚度、限位板的厚度三部分，如采用支撐裝置的，還應(yīng)考慮支撐裝置內(nèi)的長度。

預(yù)應(yīng)力束張拉宜整束張拉，可保證整束預(yù)應(yīng)力筋受力基本一致，有效控制預(yù)應(yīng)力束斷面內(nèi)鋼絞線預(yù)應(yīng)力不均勻度。如孔道內(nèi)鋼絞線再張拉過程中互不干擾的，可進行單根張拉，采用逐根張拉工藝的，宜從中間鋼絞線開始張拉，逐根向外張拉，張拉時，為確保安全，預(yù)應(yīng)力束兩端宜交替分級進行張拉，每根鋼絞線張拉至控制應(yīng)力時，均應(yīng)持荷5min。采用逐根張拉工藝的，伸長值測量宜采用油漆標(biāo)記測得，即初應(yīng)力（如10%）張拉完成后，在夾片與錨具解除位置噴涂油漆，在預(yù)應(yīng)力張拉完成后，測量標(biāo)記位置與錨具間間距L來換算實際伸長值（如初應(yīng)力為10%，則該預(yù)應(yīng)力束伸長值為L/0.9），可有效減小單孔張拉伸長值測量偏差較大的問題。

張拉使用的設(shè)備應(yīng)根據(jù)規(guī)范要求進行標(biāo)定，對應(yīng)的油表或傳感器應(yīng)單獨定期標(biāo)定。張拉千斤頂額定張拉力應(yīng)為控制張拉力的1.5倍，不得小于1.2倍。千斤頂與油表或傳感器應(yīng)一一對應(yīng)，對應(yīng)的張拉應(yīng)力數(shù)據(jù)應(yīng)粘貼于對應(yīng)的油表上，采用數(shù)控張拉設(shè)備的應(yīng)輸入系統(tǒng)內(nèi)。預(yù)應(yīng)力張拉時，應(yīng)保證孔道、錨具千斤頂同心，張拉過程應(yīng)緩慢、對稱、同步，分級進行，兩端伸長值、應(yīng)力和持荷時間應(yīng)保持一致。

4 伸長值偏差降低措施

根據(jù)材料性質(zhì)、預(yù)應(yīng)力束線型、孔道偏差系數(shù)和孔道摩阻系數(shù)等復(fù)核設(shè)計伸長值，降低設(shè)計伸長值與實際值之間的偏差。

孔道成型材料應(yīng)能滿足施工需要，不應(yīng)在施工過程中出現(xiàn)變形、擠壓破壞等。預(yù)應(yīng)力束應(yīng)選擇低松弛的預(yù)應(yīng)力材料，每批次預(yù)應(yīng)力材料進場時，均應(yīng)重點檢查預(yù)應(yīng)力彈性模量，并與設(shè)計采用的值進行比對，修正理論值。鋼絞線應(yīng)妥善保存，上蓋下墊，避免夾片和鋼絞線生銹，以免夾片錨固性能降低。

孔道相關(guān)的θ值受孔道定位影響，在孔道定位時，應(yīng)嚴格按照設(shè)計圖紙給出的線型進行定位，該曲線變化區(qū)域的定位鋼筋應(yīng)進行加密，定位筋間距不宜超過40cm，孔道定位偏差宜控制在1cm以下?？椎啦贾脮r，如與鋼筋和預(yù)埋件發(fā)生沖突，應(yīng)進行避讓，保證孔道線型與設(shè)計一致。

根據(jù)孔口摩阻大小，調(diào)整施加的預(yù)應(yīng)力，保證錨下應(yīng)力值與計算值一致。

限位板使用與錨夾具的配套廠品，并定期檢查，及時跟換不符合要求的限位板。

嚴格控制張拉應(yīng)力，宜采用數(shù)控張拉設(shè)備，各階段應(yīng)力施加時，持荷時間不宜小于5min。定期標(biāo)定千斤頂和油壓表（傳感器），油壓表應(yīng)采用0.4級表，傳感器的精度應(yīng)達到0.1MPa。

張拉宜選擇兩端對稱張拉工藝，并在張拉過程中保持兩端應(yīng)力一致，單一端空間不足時，應(yīng)采用單頂補張拉至控制應(yīng)力。預(yù)應(yīng)力伸長值測量時，應(yīng)安排專人測量，使用鋼尺測量，測量部位應(yīng)保持一致。

5 結(jié)語

預(yù)應(yīng)力束張拉施工過程中，伸長值常出現(xiàn)偏差，在發(fā)現(xiàn)偏差時，應(yīng)充分考慮上述因素的影響，以減小實際值與設(shè)計值的偏差，并在施工過程中跟蹤解決。雖然規(guī)范中伸長值與設(shè)計值的偏差允許范圍為±6%，但在實際施工過程中，應(yīng)盡量排除各類影響因素的影響，減小偏差范圍，以期預(yù)應(yīng)力伸長值與設(shè)計值（或復(fù)核的設(shè)計值）一致。