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预应力张拉伸长值的测定与异常情况的分析预应力张拉伸长值的测定是确保预应力结构施工质量的重要环节。在预应力混凝土结构中,张拉伸长值反映了预应力筋的实际受力状态,其测定结果直接关系到结构的安全性和耐久性。通常,张拉伸长值通过理论计算与实际测量相结合的方式获得。理论值基于设计参数和材料性能计算得出,而实际值则通过现场张拉过程中的量测获得。两者对比可以判断张拉是否符合设计要求。
在测定过程中,若发现实际伸长值与理论值偏差较大,则需进行异常情况分析。常见原因包括:(1)预应力筋的弹性模量偏离设计值;(2)锚具或夹具滑移导致预应力损失;(3)管道摩阻或偏差过大影响张拉力传递;(4)测量设备精度不足或操作不当。针对这些问题,应采取相应措施,如重新校核材料参数、检查锚具质量、优化张拉工艺或调整测量方法。
总之,准确测定张拉伸长值并及时分析异常情况,有助于保障预应力结构的施工质量,避免潜在安全隐患。
预应力筋张拉理论伸长值计算按下式计算
L = (Pp·L)/ (Ap· Ep)
2.2.1量测千斤顶油缸行程数值
千斤顶体内预应力筋的张拉伸长值; 构件的弹性压缩值。
这种测量方法适用于后卡式十斤顶,通常用于钢绞线束群 锚体系的张拉测量。 测量方法为在初应力下测量外露预应力筋至固定参考点的 位置,再测量终应力下外露预应力筋至固定参考点的位置,其差 值减去远端锚具回缩值,即为初应力至终应力下的伸长值,再加 上初应力以下推算伸长值即为总伸长。若两端同时张拉同时量 测.则只需把差值相加,即为初应力至终应力间的伸长值
《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002和 《公路桥涵施工技术规范》T041-2000规定:实际伸长值与设 计计算理论伸长值的相对允许偏差为±6%
在工程买践中,我们经吊适到张拉伸长值偏大或偏小的情 况,作为现场工程师应如何面对?如何分析?如何处理?作者 认为应从如下原因去分析: 3.2.1摩擦是否与设计一致:摩擦与钢表面及管道表面状态 有关,摩擦系数还受束中力筋的根数及力的大小影响。 3.2.2束效应和力筋的尺寸的影响:力筋的挤压效应加大摩 擦;长度差的效应使各单根索的受力不均匀,短束尤其敏感,在 高应力下短索可能在应该是弹性阶段的时刻进入屈服;不均匀 还导致束的弹性模量比单根的低。使用钢丝束时,束外层的钢 丝所受摩擦大,而钢绞线束中这个差别不大。 3.2.3布筋的影响:即设计的偏转角和安装时造成的偏转的 影响。 3.2.4钢绞线退扭的影响:不同捻向的钢绞线连接在一起或 长线法"采用钢绞线单根张拉均可导致旋转退扭现象(张拉延 伸增大)。 3.2.5弹性模量E:钢绞线弹性模量一般取(195±10)kN/ mm².钢丝一般取(200±10)kN/mm²,也有都加大5kN/mm²的情 况。准确地测试弹性模量是很难的,需要足够长的引伸计、软 件以及经验。成束张拉时的行为与试验室的单根拉伸是不同 的。 3.2.6屈服强度的变化:存放时如卷绕曲度过小,弯曲应力大于 屈服点时可造成缓慢的屈服点下降,下降可能达到3%~5%。 3.2.7张拉过程中混凝土的蠕变和力筋的松弛:在接近弹性 极限的高应力下松弛的影响较明显,因为在短短的15分钟内 即有明显的松弛过程,力值的测试显然与此有关。 3.2.8钢的横截面积:在尺寸允许的范围内,钢材的实际横截 面积与公称值通常是不同的。 3.2.9锚具的回缩:一端张拉时,应考虑固定端锚具的回缩对 延伸的影响。 3.2.10张拉和测量设备的误差:根据FIP的《工地张拉操作》, 如预应力是根据干斤顶油压力测得,可能发生±5%的误差。 3.2.11现场施工原因:如后张法中预留(埋)孔道内入浆,造 成堵塞。 3.2.12千斤顶、压力表或其它测力装置保管不善等。 3.2.13其它因素。
霞凝港共计1000块长6.58m的先张预应力空心板,每块采 用16$15.24(上排4$15.24,下排12中15.24)fpk=1860MPa的钢绞 线,其控制应力为0.75×1860=1395MPa,单根钢绞线的张拉控制 力为195.3kN,每块控制张拉力高达3124.8kN,在湖南省工程建 设中首次采用双排多根钢绞线、高吨位的先张预应力大型空心 板。先张预应力空心板采用长线法"制作,整个台座长约90m, 一次生产12块预空板。先张预应力钢绞线理论伸长值4L为 628mm,工地实测伸长值L、为701mm、703mm、698mm、705mm、 702mm、712mm、699mm、709mm、706mm、710mm等,工地实测张拉伸 长值误差均大于11.1%,最大误差达13.4%。我们经过调查分 析确定因以下两个主要原因造成:①理论伸长值计算时钢绞线 的弹性模量取为2.0×10MPa,后经试验测定为1.91×10MPa、 1.92×10MPa、1.94×10MPa,平均为1.923×10MPa,相当于实际 伸长值比理论伸长值增加4%;2张拉单根钢绞线时出现钢绞 线旋转退扭松股现象,经现场实测因退扭现象造成实际伸长值 增加4%~7% 本工程实例值得现场工程师特别重视的是长线法”采用 钢绞线张拉时要考虑到钢绞线的旋转退扭松股现象,不要盲目 停工或将构件报废。
本桥梁为20m跨后张预应力T梁,钢绞线为$15.24fpuk= 1860MPa,控制应力为1395MPa,锚具采用OVM群锚体系。采用 YDC3000型千斤顶整束张拉,理论伸长值为138mm,在某一 张拉过程中,发现一束实测伸长值仅为91mm.比理论伸长值小 34%。我们在理论上找不到使实测伸长值小30%以上的理论 根据,怀疑在现场施工过程中,由于施工人员振捣混凝土时振 破预埋的波纹管致使水泥浆进入波纹管内与预埋的钢绞线相 互粘结,使一段钢绞线与混凝土(或水泥浆)形成整体,该段钢 绞线只起普通非预应力筋作用,张拉时实测伸长值显然会减 少。我们经现场开仓检查,果真发现在中段有6m~7m长的钢 绞线全部被水泥浆包裹,致使张拉时该段钢绞线的伸长值趋向 为零,从而影响该束钢绞线实测伸长值减少。 本工程实例建议现场工程师加强对现场施工人员的素质 和技能的培养,使工程中预应力施工技术(关键技术部分之一) 能顺利地保质保量完成
本桥梁为16m跨后张预应力空心板桥,钢绞线为15.24 puk=1860MPa,控制应力为1395MPa,锚具采用OVM群锚体系。 采用YDC1500型千斤顶整束张拉,理论伸长值为112mm,在开 始张拉过程中,发现连续三束的实测伸长值分别为132mm、 130mm、135mm,比理论伸长值分别增加17.9%、16.1%、20.5%, 并且经过仔细对比观察发现当张拉应力大约达到95%的控制 应力时,其伸长值迅速增加,这一现象罕见但有规律。我们从 钢绞线的弹性模量、截面面积、摩擦损失、锚具回缩、混凝土的 蠕变和力筋的松弛、张拉设备和测力装置有误、测量失误等方 面找原因,均一一落实不可能由以上原因造成伸长值增大如此 多,最后怀疑钢绞线本身的材质,怀疑是否具有 相同尺寸但强度等级分别为fpuk=1860MPa和fpk=1570MPa
根据表中计算出的在不同混凝土剩余连接比率a下,修正 系数Ga)的变化值,我们可以得到,如图4所示
图4Ga)与a关系图
综合以上对三种不同预留缝形式的试件的研究,我们可以 得到内含非穿透矩形预留缝碾压混凝土试件的应力强度因子 的计算公式:
K=GQ)NM JLa 中。
带有穿透形预留缝碾压混凝土试件、内含非穿透椭圆形
上接第21页 的两种钢绞线混用的可能,后经证实张拉的钢绞线的强度等级 为fpk=1570MPa,而未按设计采用强度等级为fpk=1860MPa的 钢绞线。 此工程实例因错用了强度等级为fpuk=1570MPa的钢绞线 而张拉时仍按强度等级为fpuk=1860MPa的钢绞线的控制应力 con=1395MPa张拉已超过了强度等级为fpk=1570MPa的钢绞 线的0.2%残余应变的屈服强度,使强度等级为fpuk=1570MPa 的钢绞线发生屈服,产生塑性变形导致伸长值迅速增加
1.控制张拉伸长值的主要意义在于校验应力是否准确0256.片石砼基础(小桥涵工程工序成本费用计算表), 并可能预示存在以下问题:摩擦损失与设计不一致、钢绞线退 扭、弹性模量差异、力筋或锚具滑移、孔道堵塞、千斤顶或压力 表不准等。
2.当实测伸长值超过《混凝土结构工程施工质量验收规 范》GB50204-2002和《公路桥涵施工技术规范》JT041-2000 规定时,应暂停张拉,确定实际的摩擦数据和材料数据,并调查 是否存在影响伸长值的其它异常:现场工程师应进行全面详细 的调查分析,按现场实测数据等重新进行计算和处理,使其调 整到规范允许范围内再继续张拉