抛物线形预应力钢绞线张拉伸长值计算与分析

抛物线形预应力钢绞线张拉伸长值计算与分析摘要：基于五根预应力梁的张拉测试试验，分析了张拉各阶段的伸长实测值，比较了伸长实测值和理论计算值，总结出简化测量方法。此方法既可以对预应力张拉过程实行有效监控，也可以检验预应力梁的有效应力是否达到设计的要求，为确保施工质量和满足设计要求提供了简洁有效的方法。关键词：无粘结预应力；后张法；伸长值计算；预应力钢绞线中图分类号：c34文献标识码：a文章编号：onthecalculationandanalysisofprestressedstrandelongationfuda-weino.5engineeringcorporationofchinarailway19bureaugroupdalian116100abstract:basedon5prestressedbeamtensiontest,analysisoftensionedelongationmeasured,comparedmeasuredandtheoretical,andsummedtosimplifythemeasurementmethod.thismethodcaneffectivemonitoringandcontroleffectivestress.keywords:unbondedprestressing;post-tensioned;elongation;strand0引言在预应力混凝土结构中,钢绞线的张拉是施工技术中的一个重要环节,直接影响到结构的效果.当采用应力控制方法时,应校核预应力筋的伸长值.伸长值的测量是衡量预应力能否沿预应力筋全长有效传递,并建立起符合设计要求的有效预应力的重要措施之一.伸长实测值距理论值过大或过小对结构的受力状态和使用都是不利的,通过对伸长实测值与理论值的比较和分析,就能掌握有效预应力建立的程度,并能及时采取有效的技术措施,起到控制作用.基于此,笔者通过抛物线形钢绞线理论伸长值的详细计算及后张无粘结预应力混凝土简支梁张拉试验,总结出适用于现场施工的伸长值的简化测量方法.1试验概况笔者设计了5根后张无粘结预应力混凝土简支梁试件进行张拉试验研究.试件均为4000mm×200mm×300mm,采用c40混凝土;上排钢筋为2φ14,下排钢筋为3φ18;钢绞线为2φ15.2.试验设计了反力架装置,将试验梁两端简支固定在反力架上.张拉设备采用穿心式液压千斤顶,在锚固端、张拉端和千斤顶之间设有压力传感器.沿试件整个跨度共布置5个位移测点;沿每根钢绞线等距布置5个应变测点;在跨中截面沿梁高布置6个混凝土应变测点.钢绞线的应变测量主要是监测张拉过程、测读最终有效预应力、以及试件张拉过程中钢绞线应力变化与分布等.混凝土的应变测量主要是为了测读因混凝土受到弹性压缩引起的预应力损失.试验数据的采集设备主要有应变采集仪、压力传感器、位移传感器及计算机终端处理系统.2伸长值测量方法简化及计算实例2.1简化测量方法及分析按照《公路桥梁施工技术规范》中规定关于预应筋伸长值计算,实际伸长值δl为δl0=δl1+δl2-δl3-δl4-δl5,(1)式中:δl1为从σ0至最大张拉力应力间的实测伸长值;δl2为σ0以下的计算伸长值,可根据张拉力与伸长值成正比关系确定;δl3为张拉过程中构件的弹性压缩值;δl4为千斤顶内的预应力筋张拉伸长值;δl5为张拉过程中工具锚和固定端工作锚楔紧引起的预应力筋内缩值.五根试件中钢绞线张拉伸长值的实测结果见表1表1钢绞线伸长实测值为了减少在实际工程中大量复杂的测量和计算,分析各伸长值对实测伸长值δl0的影响，弹性压缩值与伸长值之比见表2.表2弹性压缩值与伸长值之比从表2可以看出,δl3的影响可以忽略.钢绞线实际伸长量的测量方法采用量测钢绞线绝对伸长值的方法,而不使用量测千斤顶活塞伸出量的方法,就无需考虑千斤顶内都预应力筋伸长,也避免了测得的实际伸长值受到工具锚处钢束回缩及夹片滑移的影响,因而消除了δl4和δl5的影响.因此,通过上述方法,可将式(1)简化，简化实测值为δl*=δl1+δl2,(2)2.2计算实例根据下列公式计算出钢绞线的理论伸长量.,(3).(4)式(2)～式(3)中:δl为预应力筋的理论伸长值,mm;l为预应力筋实际长度,mm;p为预应力筋张拉端的控制张拉力,n;pp为预应力筋平均张拉力,n;x为从张拉端至计算截面的孔道长度,m;k为孔道每束局部偏差对摩擦的影响系数,1/m;θ为从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和.对原方法测得的伸长值、简化方法测量的伸长值及理论伸长值进行对比见表3.表3实测值伸长值与理论值伸长值对比简化后的实测值与原实测值的最大偏差为1.27%,简化实测值与理论值最大偏差为3.74%,均小于允许偏差±6%,说明可以运用简化方法测量张拉伸长值.3结论(1)简化后的实测值均大于原实测值,这是因为忽略了弹性压缩值对伸长值的影响.(2)原实测伸长值均小于理论伸长值,这是因为钢绞线与波纹管的摩阻力影响,使得伸长量不足,可以采用超张拉2%～3%处理.(3)同一梁中,右侧的钢绞线伸长值均大于左侧,这是因为先张拉左侧,混凝土已经被压缩过一次,因此右侧伸长值更大.这说明在不同的张拉顺序对张拉束有一定的影响.参考文献:[1]预应力张拉工艺质量控制.[2]预应力钢绞束伸长量的计算与分析.[3]levyr.optimaldesignofprestressedtrusses.[4]公路桥梁施工技术规范.[5]无粘结预应力钢绞线.注：文章内所有公式及图表请用pdf形式查看。