斜拉桥索塔锚固区U形预应力束伸长值测试分析.docx

          斜拉桥索塔锚固区U形预应力束伸长值测试分析                    广州市广园工程技术咨询有限公司广州510500摘要：通过对某斜拉桥索塔锚固区U形预应力束进行孔道摩阻试验和伸长值测试研究，分析了斜拉桥索塔锚固区U形预应力束的实际伸长值与理论伸长值存在较大偏差的原因，为避免U形预应力束张拉应力不足的问题，在对U形预应力束进行张拉控制时，应以张拉应力作为主要控制依据，同时以实际伸长值作为辅助校核关键词：斜拉桥，索塔锚固区，U形预应束，伸长值TestandanalysisofU-shapedprestressedstrandelongationinanchoragezoneofcable-stayedbridgeHuYiliang（GuangzhouGuangyuanEngineeringTechnologyConsultingCo.,Ltd.，Guangzhou，510500）Abstract:StudyontheFrictionTestandElongationTestofU-shapedPrestressedBeaminAnchorageZoneofCableStayedBridgeTower，thereasonsforthelargedeviationbetweentheactualelongationandthetheoreticalelongationoftheU-shapedprestressedbeamintheanchoragezoneofthecable-stayedbridgetowerareanalyzed.InordertoavoidtheproblemofinsufficienttensionstressofU-shapedprestressedstrands.InthetensioncontrolofU-shapedprestressedbeams,tensionstressshouldbetakenasthemaincontrolbasis,andtheactualelongationvalueshouldbeusedasauxiliarycheck.Keywords:cable-stayedbridge,cabletoweranchoragezone,U-shapedbeam,elongationvalue.0前言《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011）[1]7.6.3规定：预应力筋用应力控制方法张拉时，应以伸长值进行校核，实际伸长值与理论伸长值的差值应符合设计规定；设计未规定时，其偏差应控制在±6%以内，否则应暂停张拉，待查明原因并采取措施予以调整后，方可继续张拉。

对环形筋、U形筋等曲率半径小的预应力束，其实际伸长值与理论伸长值的偏差宜通过试验确定斜拉桥索塔锚固区作为斜拉桥重要的受力结构，其工作状态正常与否关系到整个桥梁的安全，而U形预应力束是否张拉到位，有效张拉应力是否满足设计要求，是保证斜拉桥索塔锚固区正常工作的关键之一为掌握某斜拉桥索塔锚固区U形预应力束达到设计张拉控制应力时的实际伸长值，本文对该桥索塔锚固区U形预应力束开展了实际伸长值测试分析1工程概况某桥为跨径（139m+106m）的不对称单塔单索面混凝土斜拉桥，采用塔、梁、墩固结体系索塔锚固区采用近似矩形空心断面，索塔锚固区采用U形预应力束（1#）和直线形预应力束（2#）加劲（见图1-1），预应力束张拉控制应力为1395MPa，抗拉强度标准值fpk＝1860MPa，弹性模量Ep＝1.95×105MPa，预应力孔道采用内径15×19mm塑料波纹管表2-1的试验数据表明，U形预应力束实测伸长值与理论伸长值之间存在较大偏差，且实测值比理论值大通过对相关文献资料和其他桥梁实验数据的查阅发现（见表3-1），U形预应力束伸长值实测值与理论值的偏差均较大，且偏差数据离散性较大表3-1国内部分桥梁预应力束伸长值偏差通过试验数据分析和工程实际情况，本文认为U形预应力束实际伸长值大于理论伸长值值主要有以下原因：（1）斜拉桥索塔U形预应力束张拉一般采用后张法施工，在孔道波纹管安装定位时，往往因为施工定位误差，波纹管可能呈现曲线布置，预应力束穿过波纹管后也呈曲线状态，在预应力张拉过程中，需先消除因预应力束曲线布置形成的多余长度，从而导致实际伸长值大于理论伸长值。

2）计算理论伸长值时，认为U形预应力束中心与预应力波纹管道中心重合，但是在实际预应力张拉过程时，在张拉荷载的作用下，预应力束将紧贴预应力波纹管的内壁，致使U形应力筋在管道内的实际长度短于理论计算时的假设长度，这多出来的部分长度，在实际张拉过程中被计算到实际伸长值中，从而也导致实际伸长值大于理论伸长值3）U形预应力束在张拉前处于松弛状态，且受小半径、预应力束铰扭、管道摩擦等因素的影响，在本次试验设定的初张拉力0.1Pk张拉荷载作用下，U形预应力束可能仍处于松弛状态，因而也产生一部分附加伸长值被计算到实际伸长值中，导致实际结果大于理论计算值4）此外对于小半径的U形预应力束来说，波纹管孔道壁的摩阻系数μ和孔道偏差系数k受波纹管材料、孔道情况等的影响，往往实际摩阻系数μ和孔道偏差系数k与设计给出的参考值存在一定偏差，也会影响预应力束理论伸长值的计算结果，进一步导致理论伸长值与实际伸长值产生偏差4结语通过对斜拉桥索塔锚固区U形预应力束实际伸长值测试，并分析实际伸长值与理论伸长值之间存在较大偏差的原因，本文认为在斜拉桥索塔锚固区U形预应力束张拉控制时，应该注意以下方面：（1）在进行预应力束波纹管道安装时，应该尽量提高波纹管安装精度，避免波纹管弯曲、偏移和破损，保证波纹管安装稳固，防止混凝土浇筑时对波纹管产生过大扰动，影响预应力束张拉。

2）实际的孔道壁摩阻系数μ和孔道偏差系数k往往与设计给出参考值存在偏差，因此应进行现场摩阻试验来得到实际准确的孔道壁摩阻系数μ和孔道偏差系数k，以保证理论伸长值计算的准确性3）对于小半径的U形预应力束，应该适当提高初张拉应力水平，合适的初张拉应力能保证消除张拉过程中因预应力束松弛而增加的伸长值误差，建议该初张拉应力取25-30%σcon4）索塔锚固区U形预应力束实际伸长值与理论伸长值存在较大的偏差，为避免U形预应力束张拉应力不足的问题，在对U形预应力束进行张拉控制时，应以张拉应力作为主要控制依据，同时以实际伸长值作为辅助校核参考文献:[1]JTG/TF50-2011《公路桥涵施工技术规范》[S][2]中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司杭州湾跨海大桥北航道通航孔桥模型试验报告[R]2004[3]陈小刚，吴文清．斜拉桥索塔锚固区环形预应力束孔道摩阻试验研究[J]．现代交通技术，2008.10（5）：50-52[4]阮华夫，吴斌暄．斜拉桥索塔锚固区环向预应力束的张拉试验研究[J]．城市道桥与防洪，2009.11（11）：105-107[5]张望喜，易伟建．武汉军山长江公路大桥索塔锚固区带锚块足尺节段模形试验研究[J]．中南公路工程，2001.12（4）：33-35  -全文完-。