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1、预应力施工技术问题的探讨鲁康（中铁十三局集团有限公司 第二工程有限公司 安邵项目部）摘要：从全国各地众多高速公路桥梁健康检查情况来看 ,预应力桥梁的裂缝病害 相当普遍,特别是箱梁桥。产生裂缝病害的原因很多,其中预应力桥梁施工中出现 的若干预应力技术问题,已受到众多专家的关注和质疑。关键字:预应力;张拉;理论伸长值;压浆一、预应力桥梁的施工工艺问题1.1 预应力结构砼开始张拉的时间问题为提高预应力混凝土的早期强度 ,近几年通过掺加早强剂的方法,一般浇注 砼 3d 后就开始张拉预应力 ,然而由于砼强度增长需要一定的时间,而且强度和弹 性模量增长是不同步的,强度增长快,弹性模量长慢,早期砼变形大,过
2、早张拉预 应力会使预应力损失增加,导致桥梁承载力不足,而出现众多裂缝病害。此外,采 用现场试块测得的早期砼强度等级代替现场结构的实际砼强度,也存在一定的问 题。试验表明,出现事故的结构最后验算时其实际强度均未达到现场测得的强度, 有时候甚至很低。1.2 预应力超长束一端张拉工艺的问题国内现浇大跨度（35跨，每跨3050m）预应力连续箱梁底板预应力束一般 采用一端张拉的工艺, 例如某箱梁桥 5 跨, 第一联跨 66m, 第二联跨 88m, 第三联跨 150m,如采用一端张拉的工艺将一束钢绞线拉直需要0.30.4fptk的拉力，而如 此长的孔道要跨越多道箱梁横隔板，其孔道摩阻是多少，要通过试验才能
3、确定。根 据国内外相关规范1-2规定:跨度$30m以上的预应力桥梁，均要求采用两端对 称张拉工艺, 才能保证跨中有效预应力和桥梁在恒载和活载作用下跨中所需抵抗 弯矩的建立;否则会导致跨中承载力不足，而产生正截面裂缝。根据交通部专门调 查资料，已通车的公路桥梁中，几乎都出现过由于张拉工艺不适合而产生大量裂 缝的现象。1.3 后张预应力结构张拉力控制的问题 预应力施工作业不够规范,特别是张拉力控制不严对预应力桥梁质量影响较 大。一般张拉作业采用张拉力和预应力筋伸长量同时控制,以张拉力为主,以伸长 值校核张拉力。通常张拉力的计量采用1.4 级油压,误差大,有的千斤顶甚至未经计量标定就张拉 ,而且张拉
4、人员多 数未经专业培训,如果作业不专心,经常容易出现较大误差,甚至读错表,发生张 拉力忽高忽低的现象。二、理论伸长量计算1、理论公式：(1)根据公路桥涵施工技术规范(JTJ0412000),钢绞线理论伸长量计算公式如下：- e-Ctx +四 kx +的AL = -PLAEPP式中：P预应力筋的平均张拉力(N),直线筋取张拉端的拉力，曲线筋计算P方法见式；L 预应力筋的长度；A预应力筋的截面面积(mm2)；PE预应力筋的弹性模量(N/mm2)；PP预应力筋张拉端的张拉力(N)；X从张拉端至计算截面的孔道长度(m)；9从张拉端至计算截面的孔道部分切线的夹角之和(rad)；k 孔道每米局部偏差对摩擦
5、的影响系数；预应力筋与孔道壁的摩擦系数。( 2)计算理论伸长值要先确定预应力筋的工作长度和线型段落的划分。后张法钢绞线型既有直线又有 曲线，由于不同线型区间的平均应力会有很大差异，因此需要分段计算伸长值， 然后累加。于是上式中：PLNL = NL + NL + ALAL 二一p 匚12ii A EPPP 值不是定值，而是克服了从张拉端至第 i 1段的摩阻力后的剩余有效拉力值 p所以表示成“Pp ”更为合适；i（3）计算时也可采取应力计算方法 各点应力公式如下：=Ox e(/一 1)xi-1)+kx(i-1)各点平均应力公式为：Gpie -(kxi +kx + pBii各点伸长值计算公式为：NL
6、ix二 Gi-pi Ep2、根据规范中理论伸长值的公式，举例说明计算方法：木灵高架桥为后张预应力连续箱梁，、既有单端张拉，也有两端张拉。箱梁中预应力钢束采用高强度低松弛钢绞线（15.24）,极限抗拉强度f =1860Mpa, p锚下控制应力 6 =0.75f =1395Mpa。K 取 0.0015/m,0.25。 0p（2）单端张拉预应力筋理论伸长值计算：预应力筋分布图（1）伸长值计算如下表：分段 编号Oi钢绞线 长度L（m）切线角度e（rad）偏差 系数k摩阻 系数卩kl+p 00i+10平均伸长值L(mm)AB13951.02100.0010.250.0015311392.861393.9
7、37.305552BC1392.864.3230.366520.0010.250.0981141262.691326.7129.4155556CD1262.698.05700.0010.250.0120851247.521255.0951.8655576DE1247.522.9020.244340.0010.250.0654391168.501207.5817.97765534EF1168.501.7200.0010.250.002581165.491166.9910.293527FG1165.492.9020.244340.0010.250.0654391091.661128.1716.79
8、265556GH1091.662.94200.0010.250.0044131086.851089.2616.43558HI1086.853.1810.26180.0010.250.0702211013.151049.5717.1285555IJ1013.152.20700.0010.250.0033101009.801011.4811.455557伸长值178.63(1) 两端非对称张拉计算：预应力筋分布图(2) 伸长值计算如下表：分段编号oi钢绞线 长度 L(m)切线角度e(rad)偏差 系数k摩阻 系数kl+p 0oi+1o平均伸长 值厶 L(mm)AB13951.30600.000.2
9、50.001951392.1393.639.331592745BC1392.4.2770.349070.000.250.093681267.1329.0429.152715376136CD1267.9.37300.000.250.014051250.1258.8960.51761159506207DE1250.2.6220.226890.000.250.060651176.1212.9016.31062155549252EF1176.2.4900.000.250.003731172.1174.2914.994921551068FG1172.2.6220.226890.000.250.06065
10、1103.1137.2615.29106155512569GH1103.1.36800.000.250.002051100.1101.997.7312515286438HI1100.2.6220.226890.000.250.060651036.1068.1414.36864155507517H-平衡点O1100.8641.5120.136140.00150.250.0363031061.6168.38左端合计25.570.93899161.70NM13951.306MLLKKJJIIHI-平衡点O1392.271267.7611159.6361091.3881087.3191087.3194
11、.27759.4312.6222.492.6221.110.349070.226890.226890.090760.00150.00150.00150.00150.00150.00150.00150.250.250.250.250.250.250.250.0019590.0936830.08914650.06065550.0037350.06065550.0243551392.271267.7611159.6361091.3881087.3191023.3281061.1571393.63451329.04361212.89531125.1671089.35251055.00021074.18
12、59.3329.15369.6615.1313.9114.196.11右端合计71.2360.66672左右两端合计96.8061.60571443.30605.00若预应力钢筋为两端对称张拉，则只需计算出一半预应力筋的伸长值，然后 乘以2即得总的伸长量。注：由于采用1500KN千斤顶张拉，根据实测伸长值为量测大缸外露长度的方法, 则计算理论伸长值时应加缸内长度约500mm。而锚固端长约470mm，应在计算理 论伸长值时扣除。由于两数对于伸长值的计算相差甚微，可以抵消，因此在计算 中未记如。二、实测伸长值的测定1、预应力钢筋张拉时的实际伸长值，应在建立初应力后开始量测，测得 的伸长值还应加上初应力以下的推算伸长值。即：L二+L12式中：从初应力到最大张拉应力间的实测伸长值（m）;1L 初应力以下的推算伸长值（m ）。2关于初应力的取值，根据公路规的规定，一般可取张拉控制应力的10%25%。初应力钢筋的实际伸长值，应以实际伸长值与实测应力之间的关系线 为依据，也可采用相邻级的伸长值。2、从高木灵架桥施工张拉资料分析后总结出以下两个钢绞线实测伸长值的 经验公式：L = （
