桥梁施工过程中预应力钢绞线实际伸长量与理论伸长量差别规律的研究

史海东

摘要：伴随着我国经济的发展与建筑技术的提升，我国对于桥梁施工中预应力的研究也更加深入，本研究就将针对桥梁施工中预应力钢绞线的实际伸长量与理论伸长量之间所出现差别的规律进行研究，同时提出合理的预应力钢绞线伸长量的准确计算与测量方法，希望能够为桥梁施工建设提供一定的借鉴意义。

关键词：桥梁施工 预应力钢绞线 伸长量计算方法

在桥梁施工过程中，预应力的大小会直接影响混凝土的抗裂性能，而预应力钢绞线在出现裂缝之前往往没有预兆，使得桥梁工程的质量和安全受到严重的威胁，钢绞线出现长度的偏差能够衡量预应力是否达到设计的张力控制标准，笔者将根据实际的工作经验来对预应力钢绞线出现偏差的规律进行探究，从而确保我国桥梁工程的施工质量，促进建筑事业的健康发展。

1、 影响预应力钢绞线实际伸长量与理论伸长量差别的原因分析

1.1摩擦阻力的影响

笔者对八组钢绞线进行了编号，并进行了相应的长度测量实验，通过对比实际伸长量与理论伸长量之间的偏差率来找出出现偏差的原因，分析实验数据可知，第一组的偏差是负值，其余都为正值，这说明摩擦阻力会对钢绞线的伸长量造成影响，甚至在刚开始的时候会少于理论伸长量，进而出现负的偏差值，因此，在实际的桥梁施工之前要检查钢绞线是都有锈蚀现象，在与波纹管连接的地方有没有漏浆、接头连接处有没有灌浆等，最大限度地避免交叉摩擦的发生。

1.2弹性模量的影响

弹性模量能够直接的决定钢绞线的实际伸长量，其数值的大小受制于材料、捻角、捻距以及试验条件等因素影响[1]。首先，从材料自身性质上分析是由于弹性形变的发生使得预应力的大小发生改变，尤其是使用时间很长的情况下，极容易影响弹性模量的大小，钢绞线的原子与原子之间存在引力，同时金属原子的晶体类型也决定着弹性形变的大小。其次，钢绞线的捻角与捻距决定弹性模量，当其受到一定限度的拉伸力以后，横截面积会减小，相比于其他质地柔软的钢丝，用于桥梁施工的钢绞线更需要严格的控制好捻角与捻距，确保钢材的弹性模量能够达到预期的标准，减少实际伸长量与理论伸长量之间的偏差。最后，笔者又通过试验，也就是对钢绞线逐渐的施加压力，增加应变增量，从而将钢绞线的结构偏离原始结构，要求拉伸钳口的最大距离不能超过五百纳米，确保实验结果的准确性，如果在实验过程中出现相对滑移就会造成拉伸曲线的不平，增加钢绞线的拐点，影响弹性模量的大小。

1.3面积的影响

在桥梁施工中预应力钢绞线的横截面积会随着拉伸长度的变化而变换，实际上，成品钢丝的直径不是一个固定不变的数值，其变换的规律遵从一定的计算公式，因此，在计算钢绞线截面积时一定要减少计算误差和测量误差，即使是微小的数值也会对理论伸长量与实际伸长量的规律探究造成影响。

2、预应力钢绞线理论伸长量的准确计算

2.1设计锚下控制应力的理解

设计锚下的控制应力为1355兆帕，桥梁施工人员应该对控制应力严格把控，尤其是千斤顶的使用要确保钢绞线伸长量最大时，因为此时的预应力是最大的，只有这样才能确保钢绞线的应力值是准确的。实际上，对于有锚圈口的锚具，一旦其锚圈口出现损伤，加之长期的摩擦影响，就会导致锚的下拉应力值减小，为了避免这样的误差可以使用钢制的锥形夹片来减少摩擦，准确的锚下控制力计算要保证千斤顶的拉伸力为1355兆帕，再加上摩擦造成的损失40兆帕左右，最后算得的控制应力为1395兆帕，只有达到这样的设计标准后才可以进行接下来的锚固定回缩应力损失的计算。

2.2预应力钢绞线理论伸长量准确计算

桥梁预应力钢绞线伸长量的准确计算要严格按照《公路桥涵施工技术规范》中的要求进行，将预应力筋的伸长长度、横截面积值、弹性模量、平均張拉力以及张拉端至计算截面的孔道长度、张拉端至计算截面曲线孔道部分切线夹角之和带入相应的计算公式，将所求的结果与预应力钢绞线理论伸长量进行对比，确保偏差在规定的范围内[2]。另一方面，在实际的桥梁施工操作中还需要厂家对钢绞线的弹性模量进行标注，便于技术人员能够快速、高效的计算出准确的钢绞线设计伸长值。需要注意的是摩擦系数与常数的带入要考虑实际的工程情况，选择最佳的施工方案，确保预应力钢绞线的准确测量与计算。

3、 预应力钢绞线实际伸长量准确量测及计算方法

尽管在桥梁施工中对于预应力钢绞线实际伸长量的准确测量没有明确的要求和规定，但是，施工人员和测量人员也要严格的按照技术要求进行操作，那么，具体的测量方法首先是借助千斤顶活塞的测量，也就是通过测量千斤顶的运动路程来判断钢绞线的实际伸长量，这是一种直观、简便的方法，但是出现误差的几率较大；另一种方法是用精确的测量工具对钢绞线进行测量，参照一定的基准，确保钢绞线的实际伸长量与理论伸长量不会存在偏差。最后要介绍的是锚固回缩量的两种扣法，便于对预应力钢绞线实际伸长量的测量，一种是扣钢绞线回缩和锚具变形的回缩量，另一种方法是在此基础上测量钢绞线的有效工作长度，确保钢绞线在锚固时不会出现瞬间性的回缩，释放千斤顶所造成的钢绞线伸长值，这些数据的记录可以通过千斤顶活塞的回程进行测量。

4、 预应力钢绞线实际伸长量与理论伸长量差别的规律探究

笔者通过大量的实验与施工经验得出以下规律：长束钢绞线的实际伸长量较理论伸长量偏短、短束钢绞线的实际伸长量较理论伸长量偏长，证实了这两者之间存在偏差的规律受到锚固的影响，尤其是弹性模量与钢绞线的实际面积，拉伸力越大横截面积越小，反之亦然。重新进行理论上的计算可以得出张拉程序测量活塞伸出量，从而计算出实际上各个钢束的伸长量，笔者还将这些数据展现出的规律制定成表格的形式，便于施工人员与设计人员进行分析，并在实际的施工测量中避免或减少误差的出现，要知道桥梁工程是我国建筑事业发展的重点项目，其中预应力钢绞线的伸长量问题不容忽视，只有找出其偏离设计伸长量的规律，控制偏差在规定的范围内，才能够将其应用于更多的工程建设当中，确保工程的质量和施工人员的生命财产安全[3]。与此同时，随着我国计算机科学技术的发展，可以将其应用于预应力钢绞线的测量当中，通过系统分析更多的实验数据提升探究规律的科学性、准确性。

5、结语：

综上所述，本研究对我国桥梁施工中预应力钢绞线的实际伸长量与理论伸长量的差别规律进行研究，同时分析了出现差别的原因和准确的测量方法，实际上，预应力钢绞线在建筑工程施工中的应用极为广泛，而实际施工出现的偏差可能会对整个道路桥梁的建设带来严重的威胁，因此，设计人员、施工人员和测量人员都要对工作认真负责，最大限度的避免预应力钢绞线伸长量出现偏差，偏差值越小预应力与设计要求就越接近，桥梁工程的建设就更加的安全、可靠，相信通过我们不懈的努力一定能够将桥梁工程建设的更加美好。

参考文献：

[1] 翟世平.ASTMA416 /A416M-2002预应力混凝土用无镀层17钢绞线[S] //戴宝昌，张平萍，卢冬良等.国外钢丝绳标准译文集.郑州：中钢集团郑州金属制品研究院， 2012： 178 -183.

[2] 天津市第一预应力钢丝有限公司，新华金属制品股份有限公司，天津高力预一钢绞线有限公司等. GB /T5224）2003预应力混凝土用钢绞线[S].北京：中国

建筑工业出版社， 2013（6）：223-455.

[3] 李小光，李斌，王晨霞.预应力钢绞线张拉伸长控制标准研究[J].内蒙古科技与经济， 2002（5）： 74 -75.