高標準張拉質(zhì)量控制及要求

1、高標準張拉質(zhì)量控制及要求管道和錨圈口摩阻測試管道摩擦阻力和錨圈口摩擦阻力估算的準確度直接影響到梁板的起拱度和結(jié)構(gòu)使用的安全。因此需進行現(xiàn)場試驗以求得可靠的管道摩擦系數(shù)和管道偏差系數(shù)以及準確評價錨圈口摩擦損失，以合理確定實際的預應(yīng)力損失值。管道摩阻的損失主要由管道的彎曲和管道偏差兩部分影響所產(chǎn)生，對于直線管道，由于施工中位置偏差和管道不光滑等原因，在預應(yīng)力筋張拉時，局部孔壁仍將與預應(yīng)力筋接觸而引起摩擦損失，即為管道偏差影響，其數(shù)值較小。對于彎曲部分的管道，除存在上述管道偏差影響之外，還存在管道彎轉(zhuǎn)，預應(yīng)力對管道內(nèi)壁徑向壓力所引起的摩擦損失，即彎道影響摩擦損失，其數(shù)值較大。錨圈口摩阻的測試宜在張拉

2、臺座上進行，現(xiàn)場無張拉臺座時應(yīng)在現(xiàn)場制作較短的試驗構(gòu)件。構(gòu)件內(nèi)波紋管的長度較短且為直線形狀，基本可忽略管道摩擦的影響。扁錨上的每個孔位原則上均應(yīng)單獨進行錨圈口摩阻測試，扁錨上孔位對稱時，可只測試一半的孔位錨圈口摩阻。 張拉設(shè)備整體靜態(tài)標定千斤頂、壓力表和油泵是一個完整的張拉施力系統(tǒng)，千斤頂顯示張拉力值，油壓表顯示兆帕數(shù)，兩者的相互轉(zhuǎn)換與油缸本身性質(zhì)（如張拉油缸面積）相關(guān)，因此必須結(jié)合施工現(xiàn)場整體靜態(tài)標定。張拉系統(tǒng)的標定必須保持靜態(tài)，絕不允許動態(tài)標定，否則由于摩阻影響、內(nèi)泄漏影響將導致標定時油壓表讀數(shù)偏大，而張拉持荷時必然導致張拉力的惡性增大，加之各根鋼絞線受力不均，勢必使受力大的鋼絞線在張拉時

3、進入屈服區(qū)，導致預應(yīng)力施加的全面失敗。檢測中若發(fā)現(xiàn)錨下有效預應(yīng)力及均勻度偏差較大的鋼束，應(yīng)對該鋼束全部退錨，重新梳編穿束，并對千斤頂泵站系統(tǒng)進行修復后實施正確的靜態(tài)標定后，才能繼續(xù)進行張拉施工。預應(yīng)力張拉智能控制設(shè)備采用預應(yīng)力張拉施工智能控制設(shè)備可切實做到兩端張拉、對稱張拉同步性，有效地控制有效預應(yīng)力的大小和不均勻度。該設(shè)備主要有以下功能：1 能精確控制有效預應(yīng)力值的大小和不均勻度；2 實現(xiàn)張拉過程智能控制，不受人為、環(huán)境因素影響。如張拉同步性、停頓點、停頓時間、加載速率等；3 對預應(yīng)力張拉施工進行全過程質(zhì)量管理，實時監(jiān)控、糾錯；4 對預應(yīng)力張拉施工質(zhì)量進行分析、預警、評估。 梳編穿束工藝現(xiàn)行

4、公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（JTJ041-2000）中對單根穿束、整束穿束均認可。實踐證明當鋼絞線根數(shù)較多、長度較長時單根穿束將引起的鋼絞線相互纏繞，導致張拉時鋼絞線受力嚴重不均；并且由于單根穿束使管道內(nèi)鋼絞線纏繞和無規(guī)則排列，將導致最后穿入的鋼絞線無法穿入而造成少穿鋼絞線。因此本指南強調(diào)采用整束穿束系統(tǒng)進行穿束。采用整束梳編穿束可有效避免單根穿束引起的鋼絞線相互纏繞導致張拉時鋼絞線受力嚴重不均，保證單根鋼絞線受力均勻，不會發(fā)生像傳統(tǒng)穿束張拉，導致同束中各單根鋼絞線受力不均而危及其使用壽命（受力大的，早期疲勞斷裂，接著連鎖反應(yīng)，導致預應(yīng)力喪失，橋梁下?lián)稀⒖逅龋ｎA應(yīng)力施加的順序、同步性與對稱性預應(yīng)

5、力張拉控制采取張拉力和伸長值的雙重控制法，以張拉力為主，伸長值作校核。無論對結(jié)構(gòu)整體，還是對單個構(gòu)件而言，都應(yīng)遵循同步、對稱、分級張拉的原則，并盡量減少張拉設(shè)備的移動次數(shù)。預應(yīng)力構(gòu)件張拉時，為排除混凝土的彈性壓縮不均、預應(yīng)力筋回縮及錨具變形不均等對張拉后有效預應(yīng)力的影響進而產(chǎn)生整束有效預應(yīng)力不均勻，應(yīng)按設(shè)計要求采用多臺千斤頂，同步分級張拉到設(shè)計張拉控制應(yīng)力，盡量消除各束預應(yīng)力損失不均帶來的有效預應(yīng)力偏差。有對稱同步張拉要求的梁分批張拉時要嚴格控制其同步性，盡量減小梁體張拉過程中的變形。張拉施工時，各張拉機具應(yīng)在保壓持荷均達到穩(wěn)定后同步放張。張拉時應(yīng)避免使構(gòu)件截面呈過大的偏心受力狀態(tài)，不使構(gòu)件邊

6、緣產(chǎn)生過大的拉應(yīng)力而使梁腹產(chǎn)生裂縫，因此張拉時需先張拉靠近截面形心的鋼束。對于多排鋼束，必須對稱進行，采取分批張拉的原則，以保證梁體在施加預應(yīng)力的過程中受力均勻、對稱且同步，使梁體不因受到偏心力矩作用而發(fā)生彎曲扭轉(zhuǎn)和側(cè)彎，不在錨下等部位產(chǎn)生過大的附加內(nèi)力而變形，也可以防止先張拉的預應(yīng)力筋的應(yīng)力受后張拉預應(yīng)力筋應(yīng)力的影響，這樣保證了竣工后梁體的錨下有效預應(yīng)力值。 鋼絞線伸長量控制預應(yīng)力筋張拉實際伸長量應(yīng)從其進入彈性受力階段算起，按傳統(tǒng)的人工張拉的方法，預應(yīng)力筋的實際伸長值除量測的伸長值外，必須加上初應(yīng)力以下的推算伸長值，對后張法構(gòu)件，在張拉過程中產(chǎn)生的彈性壓縮值一般可省略。在計算實測伸長量時，初

7、應(yīng)力以下的推算伸長量應(yīng)以初應(yīng)力至最大張拉控制力之間的伸長量按比例計算。例如，初應(yīng)力為10% con時，初應(yīng)力以下的伸長量應(yīng)為初應(yīng)力到最大控制應(yīng)力的伸長量的1/9,即10/(100%-10%)。采用智能張拉設(shè)備可以捕捉到鋼絞線的彈性受力起點，可直接測得初應(yīng)力階段的伸長量而不必進行初應(yīng)力下伸長量的推算。持荷時間持荷時間為油泵開啟、油壓表讀數(shù)穩(wěn)定后的穩(wěn)壓時間，不得少于5分鐘。一般來說，從張拉至張拉控制應(yīng)力到油壓表讀數(shù)穩(wěn)定要58min（與梁的長短、預應(yīng)力筋布局、張拉方式有關(guān)）。所以一般50m以內(nèi)預應(yīng)力筋兩端張拉時停頓時間取5分鐘，50m以上取8分鐘。以保證有效預應(yīng)力充分傳遞，對梁體反拱也有很大好處。同

8、時，充分的持荷時間可以部分抵消由于梁體和錨具變形，接縫壓縮等所造成的預應(yīng)力損失。張拉同步性控制在張拉過程中應(yīng)作到四個同步：單束鋼絞線兩端張拉同步性、多束鋼絞線對稱張拉同步性、張拉過程同步性、張拉停頓點同步性。 1 單束鋼絞線兩端張拉同步性是為了保證有效預應(yīng)力在鋼絞線內(nèi)的合理均衡分布；2 多束鋼絞線對稱張拉同步性是避免使梁體不因受到偏心力矩作用而發(fā)生彎曲扭轉(zhuǎn)和側(cè)彎，不在錨下等部位產(chǎn)生過大的附加內(nèi)力而變形，也可以防止先張拉的鋼束的應(yīng)力受后張拉鋼束的影響；3 張拉過程同步性，特別是在張拉到控制力的50%以后至最終張拉力值的控制尤為重要，這時張拉不同步對預應(yīng)力質(zhì)量的影響將變大；4 張拉停頓點同步性是比

9、較各個停頓點各頂張拉力的同步性，根據(jù)停頓點持荷時波峰波谷的差值，能發(fā)現(xiàn)千斤頂是否存在內(nèi)泄漏。連續(xù)梁橋、剛構(gòu)橋豎向預應(yīng)力筋有效預應(yīng)力建立橋梁結(jié)構(gòu)中，豎向預應(yīng)力和縱向預應(yīng)力兩者結(jié)合來控制腹板的剪應(yīng)力和主拉應(yīng)力。理論分析及實踐經(jīng)驗表明，如果豎向預應(yīng)力筋不能充分發(fā)揮作用，橋梁腹板的主拉應(yīng)力就將超過規(guī)范規(guī)定的限值，從而出現(xiàn)斜裂縫。為保證豎向筋錨固后有效預應(yīng)力達到設(shè)計要求，有必要對其進行嚴格的控制，發(fā)現(xiàn)其存在的規(guī)律，以準確建立豎向有效預應(yīng)力值。目前工程上常采用的豎向預應(yīng)力筋有鋼絞線與精扎螺紋鋼筋兩種類型。從有效預應(yīng)力建立難易的角度出發(fā)，建議連續(xù)梁橋、剛構(gòu)橋豎向預應(yīng)力筋采用鋼絞線束。對長度在0.5m18m的

10、鋼絞線豎向預應(yīng)力束均可采用二次張拉技術(shù)。鋼絞線豎向束二次張拉施工技術(shù)的詳細要求參見二次張拉低回縮鋼絞線豎向預應(yīng)力錨固系統(tǒng)設(shè)計、施工、驗收技術(shù)規(guī)范（草案）。現(xiàn)澆連續(xù)段負彎矩預應(yīng)力筋預應(yīng)力損失分析對于先簡支后連續(xù)的T梁、箱梁，由于其現(xiàn)澆段預應(yīng)力鋼束很短：一般為712m。從布束上看，預應(yīng)力鋼束較為平直，故摩阻不大，現(xiàn)普遍采用兩端張拉，預應(yīng)力損失甚為嚴重：按一般錨具、限位板與鋼絞線的匹配關(guān)系，從現(xiàn)行規(guī)范要求，張拉錨固后其回縮值為6mm，兩端張拉則為12mm。經(jīng)過簡單計算悉知：此回縮值影響分別為：表附-1 鋼絞線回縮影響值鋼絞線長7m8m9m10m11m12m單索減少量（公稱直徑為15.2mm的鋼絞線）

11、45.7kN40kN35.6kN32kN29kN26.7kN若張拉控制應(yīng)力為0.75，對應(yīng)張拉力為195kN，錨固后錨下有效預應(yīng)力為168188kN，通過損失折減計算，712m的預應(yīng)力鋼束張拉錨固后全部不合格（均偏小）。再計及錨具壓縮變形，預應(yīng)力損失就更大，嚴重影響了有效預應(yīng)力的建立。因此應(yīng)采取必要措施進行控制。 錨下有效預應(yīng)力的驗收同束索力不均勻度、同梁（斷面）束力不均勻度分別定義如下：同束不均勻度=（單根最大索力單根最小索力）/ 單根最大索力 ×100%同梁（斷面）不均勻度=（束力最大值束力最小值）/ 束力最大值×100%錨下有效預應(yīng)力的檢測儀器與檢測原理錨下有效預應(yīng)力檢測是利用預應(yīng)力張拉錨固自動控制綜合測試儀來完成的，該儀器由液壓泵站系統(tǒng)、千斤頂系統(tǒng)、計算機控制系統(tǒng)組成。預應(yīng)力張拉錨固自動控制綜合測試儀是一種新型檢測儀器，它根據(jù)彈模效應(yīng)與最小應(yīng)力跟蹤原理