论文导读：穿出锚孔后再压花头。通过10-20%的初张拉应力才能完全拉直。这充分说明，张拉工作只要认真对待，每一个步骤、每一个细节都规范化，是完全可以达到伸长量和预应力双控制的目标的。
关键词：穿丝，压花头，顶压滑丝，回缩量伸长量，张拉应力，双控
1．概述
后张拉工艺是先制作构件，并在构件中按预应力筋的位置预留出相应的孔道，结构件混凝土的强度达到设计规定的数值后，穿入预应力钢筋，用张拉机具进行张拉，并利用预应力锚具把张拉后的预应力筋锚固在构件端部。这样大型构件就可分件制作，运到现场再利用预应力钢筋连成整体。后张法灵活性大，现已逐渐从单个预应力构件发展到整体预应力结构。
目前常用的预应力筋有单根粗钢筋、钢筋束（钢绞线束）、和钢丝束三种。这三种分别适用不同体系的锚具，钢筋的制作工艺也因锚具的不同而有所差异。虽然光面高强钢丝与钢绞线同为高强度低松弛，但因光面钢丝本身的特点，张拉的具体操作与钢绞线是有所差别的。光面高强钢丝张拉与钢绞线张拉比较，在采用夹片张拉工艺时有以下三个特点：
1.1．锚固细节不同
 钢绞线张拉以后，夹片不用顶压，可利用钢绞线本身的回缩力把夹片带进夹紧。而光面高强钢丝束张拉后，夹片必须经过足够的压力顶压才能把钢丝束夹牢固。因此，在千斤顶前面增加了一个顶压器，而且测出顶锚压力，而油泵也必须增加一条顶压供油用的油管与之配套。
1.2．穿钢丝的方法不同
钢绞线在波纹管内无论有多少股，可以一次穿过去，两端锚环孔眼的钢绞线并非全部“对号入座”。而光面高强钢丝一根根是分散的，必须一根根穿或一束束穿（一束由7根钢丝组成），而一条波纹管内可能有多束钢丝，必须穿多次，使两端锚环孔眼的钢丝全部“对号入座”，保持各线平行状态。
1.3．张拉分级不同
一条波纹管内无论有几股钢绞线，张拉时可以一次拉完。拉力也可由预应力的10%读数记录后，一直拉到预应力的100%。而光面钢丝束则不然，在波纹管内有几束光面钢丝就要分别张拉几次。不但如此，每束光面钢丝还不能一次拉到设计吨位，而要分2-3次循环张拉。目的是让波纹管内的各光面钢丝束的预应力较均衡的、逐步的达到设计预应力。避免各光面钢丝束的预应力在张拉过程中相差过大。
光面钢丝束张拉后还要顶压才能回油。否则，夹片就夹不牢钢丝束而产生超过允许值的滑丝。如何顶压，要用多大压力顶压才能达到规范要求，要注意什么问题；如何在波纹管中穿光面钢丝，如何捆成束（7根1束），这些都是光面钢丝张拉的重要环节，必须熟练掌握。
笔者根据在张拉工作中的体会，对光面高强钢丝的张拉作以下介绍，供有关工作人员参考。
2．穿钢丝的方法
2.1.穿钢丝必须遵循的原则是：
（1）7根钢丝捆成一束，保证断面形状为梅花形；
（2）每束7根钢丝要互相平行，不混杂，不扭转，且波纹管内所有钢丝束互相平行，不打绞，不扭转；
（3）每束7根钢丝必须在一个扇区内，而且墩头锚的各扇区与夹片锚的各扇区要互相对应，即“对扇入座”，才能保证波纹管内各钢丝束互相平行，不扭转。论文参考。
2.2.根据现场的具体情况，穿钢丝可采用以下两种方法：
（1）每根钢丝先压好花头，后穿钢丝。每根钢丝压好花头后，一根根钢丝从墩头锚锚孔的一个扇区由外向波纹管内穿。一个扇区的7根钢丝穿完后，立即捆成一束，再穿过夹片锚对应扇区的锚孔内，直到波纹管内所有钢丝束穿完为止。
（2）先把7根钢丝捆成一束，由波纹管张拉端向墩头锚固端方向穿。穿过波纹管后，再一根根穿过墩头锚锚孔。论文参考。穿出锚孔后再压花头。特别强调，一束的7根钢丝必须穿在同一扇区内， 否则返工，以保证钢丝互相平行，直到波纹管内所有钢丝束穿完为止。
以上两种方法，无论采用哪种都可以，但必须做到每束7根钢丝穿在同一扇区。墩头锚的扇区要与夹片锚扇区互相对应，保证各钢丝束不扭转。
另外，在张拉前一定要检查每根钢丝的压花头，是否密贴墩头锚的锚孔。若发现个别钢丝的压花头离开墩头锚锚孔，就一定要打进去或由另一端拉进去，使压花头紧贴锚孔。否则，由于钢丝长短不一，就会造成7根钢丝内，各钢丝的预应力大小不一致，应力大的超过了设计预应力，应力小的，则达不到设计预应力。这是绝对不允许的。
3．上夹片和张拉
3.1.上夹片
光面钢丝上夹片与钢绞线是一样的，要注意做到每一夹片的头齐平，各夹片之间的间隙均匀，不要有的间隙大，有的间隙很小，容易造成滑丝。各夹片上好后，要用钢管尽量打紧。并保证各束钢丝夹片的头齐平。光面钢丝束上夹片，还要注意顶压器的外圈必须套住夹片，而不能压在夹片上。当张拉到设计吨位时，以便顶压器的活塞把夹片顶紧，以防止滑丝。
3.2.上千斤顶
由于千斤顶较重，在千斤顶重力作用下，钢丝束或钢绞线会向下弯曲。此时，必须把千斤顶吊高，保证各钢丝束或钢绞线成直线，互相平行。然后才能上千斤顶的工具夹片，并且尽量打紧。上工具夹片与上工作夹片一样，要保证夹片头齐平，夹片间隙均匀。
如果在钢丝束或钢绞线弯曲的情况下就上工具夹片，由于各钢丝长度不一，就会造成各钢丝的预应力大小不一，这是不允许的。
3.3.张拉
（1）张拉原则：
① 先张拉中间部位的钢丝束，后张拉两边的钢丝束；
② 左右两边的钢丝束要对称张拉。
（2）每束钢丝张拉完后，要立即测量实际伸长量、回缩量。只有伸长量、回缩量都达到设计和规范要求后，才能卸下千斤顶。否则要找出原因，补张拉。一直达到设计和规范要求为止。
4．伸长量的控制和测量
从理论上分析，预应力钢丝或钢绞线的工作应力，即设计强度，一般都在标准强度的75%左右。也就是说，完全控制在材料的弹性限度范围内。因此，应变（伸长量）与应力是成正比的。张拉后的伸长量应该与设计计算的伸长量相符（包括±6%误差）。如果张拉后的实际伸长量，超出了设计计算的伸长量（包括±6%误差在内），那一定就是在某个方面有问题。必须找出原因，加以纠正。
设计计算的伸长量若有问题，可通过复算来确定，必要时还可通过现场管道摩阻力试验来确定预应力管道的摩阻力。钢丝或钢绞线的截面面积和弹性模量也可在现场取样通过试验来确定。这样便可更准确的计算出钢丝束或钢绞线的伸长量。
4.1.张拉方面可能出现的问题：
许多人在测量伸长量时，是测千斤顶活塞的伸长量。认为千斤顶活塞的伸长量，就是钢丝束或钢绞线的伸长量。这是不对的。千斤顶活塞伸长量不等于钢丝束或钢绞线张拉后的伸长量。千斤顶活塞伸长量一般要大于钢丝束或钢绞线伸长量。因为：
① 钢丝束或钢绞线在没张拉前，在波纹管内并不是完全笔直的，而是稍有弯曲。通过10-20%的初张拉应力才能完全拉直。所以在初张拉应力下的千斤顶活塞伸长量中，还包括钢丝束或钢绞线由不直到拉直这部分伸长量。为了消除这部分误差，在设计计算时就不计算这部分伸长量。而只计算10~100%预应力下的伸长量。但是，错误地把测量得到的活塞伸长量，当作钢丝束或钢绞线在0~100%预应力下的伸长量。这样，必然使测量的伸长量偏大，即大于设计计算的伸长量。
② 千斤顶后面的工具夹片，在装好、打紧，但未张拉以前，外露长度约为15mm。在张拉过程中，夹片渐渐被拉进锚环的锚孔中。当张拉到100%预应力时，这些夹片外露长度只有7-8mm。另7-8mm已被拉进锚孔中去了。这被拉进去的7-8mm夹片，同样会使千斤顶活塞伸长7-8mm。所以，若用千斤顶活塞伸长量来代替钢丝束或钢绞线的伸长量，每端就多出了7-8mm，两端加起来就有14~16mm。论文参考。所以，绝不能用测量千斤顶活塞伸长量来代替钢丝束或钢绞线的伸长量。
4.2.伸长量的测定
如何正确、简便的测量钢丝束或钢绞线的伸长量，根据笔者工作的体会，推荐用下面的方法：
在工具夹片后面4-5cm的钢丝束或钢绞线上，安装一个固定不动的测量标志板，分别测量张拉应力为10%……100%等应力下，千斤顶外壳端头固定点到标志板的水平距离l10……l100，作为该应力下的伸长量读数。
伸长量计算：
ΔL＝l100―l10―ΔS
式中：
ΔL —— 钢丝束或钢绞线10-100%应力的伸长量
l10 —— 张拉应力为10%时伸长量读数
l100 —— 张拉应力为100%时伸长量读数
ΔS —— 回油后钢丝束或钢绞线的固缩量，由测量得到
ΔS由两部分组成：
① 锚具变形、钢丝束或钢绞线滑丝，按施工规范，夹片锚允许4-5mm。
② 钢丝束或钢绞线在千斤顶内工作段的回缩量，根据千斤顶长度可计算出来，一般在3-5mm范围内。
所以ΔS一般在8-10mm范围内。
4.3.回缩量ΔS的测量：
无论是光面高强钢丝张拉或钢绞线张拉，都必须测量实际发生的回缩量ΔS。测量方法很简单：回油后测量l0。
l0为千斤顶外壳端头固定点到测量标志板的水平距离。
ΔS＝l100―l0
若实测的ΔS超过允许的回缩量2mm以上，必须立刻找到原因，重新张拉。否则，钢丝束或钢绞线就达不到设计预应力值。
尤其是光面钢丝束张拉，回缩量的测量更为重要。因为光面钢丝束与夹片之间摩阻力较小，容易产生滑丝。若夹片受的顶压力不够或某个操作细节不规范都可能产生不允许的滑丝。
5．夹片顶压
光面钢丝束张拉后，夹片必须顶压。因为光面钢丝束与夹片之间的摩阻力较小。顶压的压力要多大，现无规范可查。理论计算也很难算准，只能通过现场实际试验来确定。
本人在某特大桥的引桥，20m、30m跨径连续箱梁的张拉中，做了大量试验，得出以下数据：
每束钢丝由7根钢丝组成，设计张拉力为317KN，张拉油压表读数为50MPa（到100%设计应力时），当采用不同的顶压力时，得到不同的回缩量ΔS。
| 顶压油表读数MPa |
27 |
28 |
38 |
40 |
43 |
| 实测回缩量ΔS（mm） |
20 |
19 |
12 |
10 |
8 |
根据计算，钢丝束在千斤顶内的工作段，回缩量为4mm。夹片锚允许变形量1mm，允许回缩量4mm。允许总的回缩量为：4+1+4=9mm。
从试验得到的上表看出，只有当顶压油表的读数为43MPa时，实际的回缩量ΔS才达到规范的要求。
这是根据柳州锚具厂生产的该类型锚具，做试验得出的数据。其它厂家生产的锚具还必须另做试验。
上面已分析了，张拉后的实际伸长量是可以、而且应该达到设计计算的伸长量（包括±6%的误差在内）。从实践方面来检验也是完全可以达到的。这充分说明，张拉工作只要认真对待，每一个步骤、每一个细节都规范化，是完全可以达到伸长量和预应力双控制的目标的。
|
