关于预应力筋张拉的几个问题

关于预应力筋张拉的几个问题【摘要】为了更好地使用预应力筋张拉技术，本文从预应力筋施工、预应力筋张拉的质量控制措施，以及复合曲线预应力筋伸长量计算这三个方面对预应力筋张拉进行分析、阐述。【关键词】预应力筋；张拉；问题一、前言随着科技的发展，预应力技术也得到了较快的发展，由于预应力张拉技术具有强的优越性，使得在多种场合都得到了使用。在具体的实践中，涉及到的张拉设备较多，需要进行设备的选择，还有进行预应力材料伸长量的测算。这些步骤都需要引起技术人员的注意。二、预应力筋施工1.施工准备钢绞线、锚具及夹片的检验。钢绞线、锚具及夹片的质量直接影响工程质量，同时采用不合格的产品在张拉过程中会发生伤人事故。因此，钢绞线、锚具及夹片应采用正规厂家的合格产品，进场后应按现行规范要求的检测方法和检验频率进行检验，检验合格方可使用。2．下料制作预应力筋的长度由两部分构成，即有效长度和施工工作长度。因此，下料长度应综合考虑预应力筋的设计布设长度（也就是预应力孔道长度）、锚具厚度（2个）、千斤顶长度、工作夹片厚度、弹性回缩率、张拉伸长值等因素。预应力筋的下料长度要满足使用要求，一般每端考虑100mm的富余量。钢绞线下料应在平坦的场地上，并要做好保护措施，避免钢绞线伤人及钢绞线受损。钢绞线弹力大，为了避免在下料过程中盘卷的钢绞线弹出伤人，应将钢绞线盘卷装在钢管架制作成的笼框内，通过旋转盘卷抽出钢绞线，确保安全。钢绞线要避免与水、土地直接接触，同时要避免与硬物摩擦损伤钢绞线。因此，钢绞线的加工应在混凝土硬化的平台上，并铺设篷布。因钢绞线为高强钢材，如局部加热或急剧冷却，将引起该部位变脆。因此，钢绞线不得采用电弧切割，而应采用切割机切割。3.预留孔道成形及预应力筋穿束预应力孔道的位置决定预应力筋的布设位置，孔道偏差较大会影响预应力的作用。因此预应力孔道应严格按照设计位置圆顺布设，坐标偏差应符合规范要求。为确保预应力张拉效果，端部预埋的锚垫板应垂直于孔道中心线，并固定牢固，避免浇筑混凝土时将其挤歪。预应力孔道一般采用预埋金属波纹管的方法成形。波纹管由厚2mm的钢带轧制而成，接头采用稍大直径的波纹管套接，并用胶带将接头密封，以免水泥浆进入堵塞管道。波纹管直线段每1m、曲线段每0.5m用一道U型或井字形定位钢筋与梁体钢筋固定牢固，不得晃动。预应力筋可以采用人工穿束，也可以采用穿束机穿束。为便于钢绞线顺利穿过钢波纹管，可用宽胶带纸将钢绞线端部均匀包裹成圆弧状。三、预应力筋张拉的质量控制措施1.预应力筋“双控”法预应力筋张拉力控制一般采用双控的方法，即采用预应力筋的张拉控制应力乘以预应力筋的截面面积得到张拉控制力F，再根据千斤顶校验公式求出相应的压力表读数P，进行张拉的实测预应力筋伸长值进行校验，当设计无规定时，实测伸长值和理论伸长值的差值应控制在±6％以内，即(△L—△L理)／△L理≤6％，否则应暂停张拉，待查明原因并采取措施予以调整后，方可继续张拉。2.预应力筋张拉前质量控制措施（1)千斤顶和油压表需按时进行校正标定，保持良好的工作状态，保证误差不超过规定，千斤顶的卡盘，锲块尺寸应正确，没有摩擦沟槽和污物，以免影响锲紧和退锲。（2)锚具尺寸应正确，保证加工精度。锚环、锚塞应逐个进行尺寸检查，有同符号误差的应配套使用。亦即锚环的大小两孔和锚塞的粗细两端，都只允许同时出现正误差或同时出现负误差，以保证锥度正确。（3)锚塞应保证规定的硬度值，当锚塞硬度不足或不均，张拉后有可能产生内缩过大甚至滑丝。为防止锚塞端部损伤钢丝，锚塞头上的导角应做成圆弧。（4)锚环内不得有内部缺陷，应逐个进行电磁探伤。锚环太软或刚度不够均会引起锚塞内缩超量。（5)预应力筋使用前应按规定检查，钢丝截面要圆，粗细、弧度、硬度要均匀；钢丝编束时要认真梳理，避免交叉混乱；清除钢丝表面的油污锈蚀，使钢丝正常锲紧和正常张拉。（6)锚具安装位置要正确；锚垫板承压面，锚环、对中套等的安装面必须与孔道中心线垂直；锚具中心线必须与孔道中心线重合。3.预压力张拉过程中质量控制措施（1)千斤顶给油、回油工序一般均应缓慢平稳进行。特别是要避免大缸回油过猛产生较大冲击振动，以免发生滑丝。（2)两端同时张拉时，两端千斤顶升降压，画线，测伸长，插垫等工作应基本一致，两端伸长值之差不得超过10％。（3)张拉操作要按规定进行，防止钢丝受力超限发生拉断事故。（4)在冬季施工时。特别是在负温条件下钢丝性能发生变化(钢丝伸长率减少，弹性模量提高，锚具变脆变硬等)较易产生滑丝与断丝，建议预压力张拉工作应在正温条件下进行。（5)张拉过程中，千斤顶后方不得站人，测量伸长值或处理断丝、滑丝时，操作人员要站在千斤顶的侧面。预应力混凝土张拉是预应力施工中的一道关键工序，在操作过程中要严格按照千斤顶油表标定的数值进行张拉，严格按照以上技术要求注意事项进行。四、复合曲线预应力筋伸长量计算预应力混凝土技术在桥梁建设中的广泛应用，使得各种结构复杂、线形优美的桥梁的建成成为可能。由于桥梁结构设计及高标准线形设置需要，预应力筋在线形布置上具备了空间复合曲线特征。特别是小曲线半径上的现浇连续桥跨，预应力筋的空间坐标往往需要由平面曲线参数与竖向曲线参数共同确定。这种情况下进行理论伸长量计算时，如何进行曲线分段及如何对θ进行取值，显得尤为重要。笔者认为这种复合曲线预应力筋的分段应该以竖直面内预应力筋线形变化为主要矛盾，按照预应力筋在竖直面内的线形组合情况，分别划分为曲线、直线计算单元。由于存在平面曲线的原因，预应力筋在张拉时肯定较直线桥梁受到更大的孔道摩阻损失。因此，在进行理论伸长量计算时，需要考虑到平面曲线的影响，反映到计算公式上就是对平面曲线θ值的处理。1.关于θ值处理实际上，在将预应力筋按照竖直面内的线形进行分段时，平面曲线也同时被划分为相应的节段。这样对于平面曲线的孔道摩阻损失，就可以根据预应力筋分段在水平面内投影长度及平面曲线要素，换算出各分段在水平面内的切线夹角，即θ=L平／2R平。在具体计算时只需将预应力筋分段的竖向与平面切线夹角相加后代人公式，即θ=θ平+θ竖，就可以计算出各分段的理论伸长值。2.关于k的取值k值是与孔道偏差有关的一个影响系数，其物理意义实际上是基于管道全长的一个综合摩擦系数。它既与孔道定位准确程度及孔道成型方法有关，更与孔道空间线形有关。在具体取值时要想得到较为准确的k值是比较困难的，一般情况下，应按照规范要求并结合具体条件和工程经验选取，在条件允许时也可以通过孔道摩阻实验分析确定。规范上给定了几种不同成孔方法时局的取值，其中采用螺旋波纹管成孔后值为0.0015。由于在空间复合线形条件下，预应力筋的空间定位及张拉力变化存在着更多的不确定性，因此实际计算时可以对后值予以适当提高，但一般不宜超过0.003，这其实只是一种笼统的解决方案，如果要获取更为科学合理的取值，必须通过严格深入的试验研究。但对于具体的工程应用而言，上述处理原则是完全可以满足现场控制和施工规范要求的，也是一种行之有效的解决办法。笔者在工作实践中，按照上述方法对这种复杂线形的预应力筋分段处理后，理论计算值与现场实测伸长值差值均满足施工规范不超过6％的规定。五、结语总的来说，通过对预应力筋张拉相关问题的探索，我们对于张拉技术得到了较深的理解。这样可以促进我们更好地利用预应力筋张拉技术进行施工，确保工程资金的高效利用。参考文献[1]俞然刚，李志明，张健，周金顺大型LNG储罐预应力筋张拉数值模拟与优化[J]《油气储运》ISTIC