非正常情况下预应力张拉一些问题的处理

非正常情况下预应力张拉一些问题的处理

苟宏涛

中国中铁七局集团第三工程有限公司  陕西省 710032

摘要：预应力张拉施工中，由于受条件限制，或张拉工序有误导致实际伸长值与计算伸长值相差较大出现非正常情况时，应采取的相应的措施，并对摩擦系数、张拉控制应力、伸长值等重要参数的取值根据实际情况加以计算调整，作出正确的判断，以确保张拉的质量。

关键词：摩擦系数；超张拉；伸长值

在正常情况下，预应力张拉按施工规范进行预埋波纹管定位，预应力筋穿束、浇筑混凝土，按规定进行实际摩阻力测试和预应力筋实际弹性模量的实测，张拉时严格控制张拉力和伸长值，其实际伸长值一般在规范允许的偏差范围内。但若由于受客观条件限制，或张拉前工序有误而导致实际伸长值与计算伸长值相差较大。则属于不正常情况。现对这些问题加以分析并提出解决方法。

1、受条件限制不能实测摩阻力

规范中的μ值（预应力筋与预埋波纹管之间的摩擦系数）是区域值，实际μ

值往往要实测摩阻力，与设计摩阻力进行比较，确定实际张拉力是否满足设计需要。如实际摩阻力与设计摩阻力相差较大，μ值可取计算摩阻力取的数值，按设计超张拉值进行张拉；若实测摩阻力比设计摩阻力打许多。须在规范允许的范围内调整μ值。若将调整后的μ值代入公式计算后所得张拉力小于设计张拉力，则须加大超张拉系数以满足设计需要。实测摩阻力一般应由具备资质的检测单位用传感器与千斤顶、工具锚等工具实施。

但受条件限制，有时不能正常实测摩阻，常见有以下两种情况。

1.1当地无具备资质的检测单位，承包方也没有精密度较高的传感器。

在这种情况下，可用经配套标定的千斤顶和油表代替传感器进行。操作方法和使用传感器基本相同，只是在安装锚具时，将传感器换成不安夹片的锚头即可。其被动端的摩阻力可从该端千斤顶油压表读数与标定该千斤顶被动状态下的油压表读数值内插后获得。

1.2一端预埋在混凝土内的预应力筋，无法在非张拉端安装传感器或油表。这种情况下，可用试张法代替正规试测法进行。操作方法如下：

（1）在规范规定的μ值范围内设定一个μ值，按σk计算预应力伸长值。

（2）在预应力筋张拉端按顺序安装不安夹片的锚头、千斤顶、工具锚和工具锚夹片。

（3）按正常测摩阻程序进行张拉，实量伸长值，并计算伸长值。

（4）比较设计伸长值与计算伸长值。若实际伸长值与计算伸长值相差不大，可将计算伸长值时所取μ值作为此次张拉的系数使用；若实际伸长值与计算伸长值相差较大，可在规范允许的范围内调整μ值，若将调整后的μ值代入公式计算后所得张拉力小于设计张拉力，则须与设计方协商提高超张系数，确保张拉力不降低。

（5）全梁预应力筋的实际μ值，应在试测不同的预应力筋后，取实测μ值的平均值或相关值。若相关材料购自相同的厂家，全梁预应力筋μ值应取同一数值。

2、预应力筋下料长度不足，端头的工作长度不够。

2.1一端张拉

2.1.1预应力束仅个别筋不够长。可用多孔千斤顶将够长的预应力筋一次张拉，然后再将短预应力筋用单孔千斤顶逐根张拉。

2.1.2预应力筋大多数不够长。只能用单孔千斤顶逐根张拉，取其伸长值的平均值作为设计伸长值。

2.2两端张拉

2.2.1预应力筋大多数不够长，且一般有一端预应力筋大多数达到多孔千斤顶需要的工作长度，可用以下方法解决。

（1）在预应力筋外露较长短用单孔千斤顶将不够长的预应力筋从另一端拉过来，以保证此端预应力筋的长度全部满足多孔千斤顶的工作要求。

（2）在两端分别安装工作锚及其夹片。

（3）在预应力筋外露较长端安装多孔千斤顶、工具锚及其夹片，进行第一次张拉。张拉步骤为：0→σ0（量活塞伸长值、工具锚夹片外露值）→倒顶张拉应力控制值（量活塞伸长值、工具锚夹片外露值），倒顶张拉控制应力σk的40％～50％。计算此端第一次张拉的伸长值。

（4）在预应力筋外露较短的另一端用单孔千斤顶逐根张拉至σk或σ超，并逐根计算伸长值作为预应力筋在此端的伸长值。

（5）在预应力筋外露较长端第二次张拉：即0→σ倒（量活塞伸长值、工具锚夹片外露值）→σk或σ超，量活塞伸长值、工具锚夹片外露值，计算此端第二次伸长值。

（6）将预应力筋外露较长端两次张拉的预应力筋伸长至和预应力筋外露较短端的平均伸长值相加，即可得此束预应力筋得实际伸长值。以此伸长值与计算伸长值比较，判断伸长值是否合格，以确定是否在设计超张得基础上再多超张。

上述方法实施前，曾有较多得反对意见，认为这样做不安全，但实践证明，只要油表正常且在预应力筋允许得应力范围内张拉，并无任何不安全因素，且实际伸长值与计算伸长值得误差一般在规范允许得范围内。

2.2.2在正束预应力筋不够长，且只有少数预应力筋不够长得情况时，操作步骤如下：

（1）与2.2.1（1）相同。

（2）与2.2.1（2）相同。 

（3）在预应力筋的两端分别安装多孔千斤顶、工具锚及夹片等。注意应将外露预应力筋较长端工具锚的夹片全部安齐，外露预应力筋较短端工具锚的夹片只能用可以安装的夹片（即外露预应力筋的长度≥多孔千斤顶的最小工作长度）；

（4）张拉步骤：在外露预应力筋较长端进行预应力张拉，其张拉步骤同一端张拉的张拉程序，量测计算伸长值△1；在工具锚未全部安装的另一端进行补张。注意此时预应力筋的张拉控制值，应根据实际已安装工具锚夹片的预应力筋面积进行计算，并计算相应油压表读数进行张拉、量测、计算伸长值△2。

其第一次量测活塞伸长值及工具锚夹片外露值时间的确定，有两种方法：⑴在张拉开始后，注意观察千斤顶活塞伸出情况，当活塞刚开始伸出时立即停止张拉，量测有关数值；⑵用计算法确定时间。计算方法如下。

根据预应力筋平均张拉力计算公式PP=    求出张拉力传到非张拉端的平均有效力PP的相应油压表数值。当张拉到此油表数值时，即为量测有关数据的时间；

（5）用前卡式千斤顶逐根张拉长度不够的预应力筋。此时的预应力应根据单根预应力筋的面积计算，并计算相应油压表数值进行张拉。

3、达到张拉控制力，预应力筋的伸长值不够。

在预应力筋定位较准确的情况下达到张拉控制力，预应力筋的伸长值仍不够的原因如下：

（1）漏算部分预应力筋的转角。有些技术人员仅计算预应力筋的纵向

累计转角，忽略了预应力筋的水平和完梁本身的转角。对此只要重新核算并经设计方同意增加有关转角即可。

（2）定位管里进了混凝土浆，和预应力筋产生了握裹力，加大了张拉时预

应力筋的摩阻力。在这种情况下，张拉时经常听到“咚咚”声，每响一声油压表数值即明显下跌，这是由张拉力局部点的摩阻力引起的。若达到设计控制应力时预应力筋伸长值仍不够，可在控制应力的基础上再超张不大于5％控制力值（但绝对不能超过0.8Rby），再持荷2min，往往取得较好的效果。

4、张拉力未达到设计要求，预应力筋伸长值已超值较多。

在一些张拉记录表中，有些预应力筋实际伸长值比计算伸长值大了百分之十几，此时若机械地套用规范，一律判为不合格，也值得商讨。预应力筋实际伸长值比计算伸长值超长较多，往往是由多种原因造成的。

4.1由于预应力筋定位不准确，例如预应力筋的波峰波谷未到位，使预应力筋实际累计转角比设计累计转角小；预应力筋始端点位置不准确，使实际预应力筋比设计预应力筋长等。上述情况将导致超出规范允许范围，其结果肯定不合格。

4.2有的预应力筋伸长值中含有一些“水分”，只要认真分析即可发现。

在这种情况下，判断预应力筋伸长值是否合格的方法如下。

（1）计算同类预应力筋初始应力是活塞伸出值的平均值。

（2）求出上述平均值与此束预应力筋初始应力时活塞伸长值的差值；

（3）从此束预应力筋的总伸长值中减去上述差值，所得数值为此束预应力

筋的近似伸长值。

（4）将近似伸长值与计算伸长值比较，若其差值在规范允许范围内，可认

为合格；若差值不在规范允许范围内，则判为不合格。

结论：张拉操作时要避免实际伸长值的“水分”可采用分级张拉法。分级张拉法仅在初始应力下量测活塞伸长值小于正常值时使用。为找到同类预应力筋在一定等级张拉力作用下的正常应变值，可在张拉每类预应力筋的第一束筋时，以初始应力为一等级逐根张拉，每等级张拉时千斤顶活塞伸长值无大变化时，可视为此类预应力筋同等级张拉力的正常应力应变值。