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摘要：道岔连续箱梁因其多跨变截面的特点钢绞线布置形状复杂，其理论伸长值计算也很繁琐。本文结合集通线道岔连续梁现场实际施工，通过预应力钢束张拉理论伸长值的计算、实际伸长量测定的发放对比及影响伸长量的因素研究分析，从而总结了一些现场实际施工经验，能为以后项目提供工程经验。
关键词：道岔连续梁；预应力；理论伸长值；实际伸长值
预应力混凝土的应用研究与发展，已经有一百多年的历史，做为一种新型的复合建筑材料，以其优良的性能，现已经广泛应用于各个领域。预应力混凝土结构就是在结构受到外力之前先使该结构内部具有应力，使其在受到外力时该应力能抵消其一部分应力的结构。这项压应力可以部分或者全部抵消在使用阶段混凝土结构产生的拉应力，所以预应力混凝土结构可以大大改善钢筋混凝土结构的使用性能，推迟裂缝的出现和开展，提高结构的刚度，使混凝土结构的使用范围得到扩大。
现以目前国内外普遍采用的夹片式锚具为例，结合相关的理论资料与实际操作中的一些注意事项，对如何计算理论伸长量与现场测量控制作简单的说明，以期捋清相关问题。
1 工程概况
梁体为单箱单室渐变到单箱双室，连续梁全长130.6m，含两侧梁端至边支座中心各0.6m，轨底至梁顶高度0.65m。梁体各控制截面梁高均为2.80m，箱梁顶宽7.50~13.052m，箱梁底宽3.6~9.152m。顶板厚34cm中支点处加厚到64cm；底板厚35cm中支点处加厚到65cm；腹板厚单箱单室为50cm，单箱双室正线侧为50cm，另两条为40cm，至横隔梁处加厚至80cm。全桥设置5道横隔梁，分别设于中支点、端支点，其中中支点处设置2.0m厚横隔梁，边支点处设置1.2m厚横隔梁。
预应力体系采用2级低松弛高强钢绞线，锚固体系采用自锚式拉丝体系，张拉采用与之配套的机具设备，管道形式采用金属波纹管成孔。
2 设计伸长量的复核
设计文件提供的设计伸长量是设计单位按通用资料选取的相关参数进行计算得来的。通常与实际材料的相关参数（如预应力筋的公称截面面积、弹性模量、k、 值等）有出入，在复核设计伸长量时应采用实测参数进行修正，以取得实际理论伸长量指导施工。
2.1 理论伸长量公式
有时为计算方便，理论伸长量也有取包含工作长度伸长量在内的总伸长量。
（设 ΔL测-现场测量值；ΔL实-混凝土内的钢绞线计算伸长值；ΔL工作长度-工作长度的伸长量；该值理论伸长量与实测值基本吻合）；理论伸长量不含工作长度伸长量时，计算偏差率为：A1=（ΔL实-ΔL理）/ΔL理×100%
理论伸长量含工作长度伸长量时，计算偏差率为：
A2=[（ΔL实+ΔL工作长度）-(ΔL理+ΔL工作长度）]/(ΔL理+ΔL工作长度）×100%
=（ΔL实-ΔL理）/(ΔL理+ΔL工作长度）×100%
A2< A1，该方法在计算伸长量偏差率时偏小，但偏差不大，满足工程实际应用精度，为方便起见，也可采用含工作长度伸长量的理论伸长量。
2.2 理论伸长量计算
以W2a束钢绞线为例：W2a束两端锚具底间的伸长量ΔL理：P=1272.8×140=178192N。具体计算见下表1。
3 钢绞线伸长量的量测方法
目前，对于群锚体系中的钢绞线伸长量的量测方法，主要有两种：一种是量测千斤顶活塞的伸长量，另外一种方法是直接量测钢绞线的伸长量。
3.1 千斤顶活塞的伸长量量测方
如图1所示。当钢绞线开始张拉至初应力时（一般为张拉控制应力的10％），量测出千斤顶活塞的伸长量ΔL1,再张拉到控制应力时，再量测伸长量ΔL2，ΔL2－ΔL1即为10％至100％控制应力的伸长量。
活塞的伸长量不是钢绞线的伸长量。即使忽略锚具等的压缩，但工具锚上的夹片在张拉力由10％增大至100％时，仍随钢绞线一道相对于锚板向内运动。
设钢绞线与夹片无相对滑移，当钢绞线施加初应力时，锚板对夹片有正压力N，摩阻力F，其中F＝μN（μ为摩阻系数），此时为平衡状态，则拉力T的计算公式为：T＝Nsinα＋Fcosα=N(sinα＋μcosα)
当角度α与摩阻系数μ都不变时，增大拉力T，N必然增大，因此，钢绞线必然与夹片沿T方法移动，以达到新的平衡。
因此，量测千斤顶活塞行程应进行修正。
3.2 直接量测钢绞线的伸长量的方法
即在工具锚外侧的钢绞线上做标记，做为量测的基准。如图1所示。
使用这种方法有一个优点：不论经过几个行程，均以此来量测分级钢绞线的长度，累计的结果就是初应力与终应力之间的实测伸长值。
但也有两个缺点：一是量测不方便。二是钢绞线在受力时，端头有发散现象，对钢绞线的伸长量有影响。
4.实际伸长量的测定
（1）以钢绞线在预应力管道内的长度计算理论伸长量ΔL理为基准时：
1）当采用“行程法”测量伸长量：
L实=[（L100%-L10%）+（L20%-L10%）] –ΔL工作长度-ΔL工具锚 –ΔL工作锚
L实—钢绞线实际伸长量；L20%—张拉应力为20%σ0时，梁段两端千斤顶活塞行程之和；L100%—张拉应力为100%σ0时，梁段两端千斤顶活塞行程之和；L10%—张拉应力为10%σ时（即初张应力，规范推荐可取10%-25%），梁段两端千斤顶活塞行程之和；ΔL工作长度—梁段两端千斤顶内钢绞线的无阻伸长量；ΔL工作锚—梁段两端锚具压缩及钢绞线回缩量；ΔL工具锚—梁段两端锚具压缩及钢绞线回缩量；
2）当采用“直接法”测量伸长量：
L实=[（L100%-L10%）+（L20%-L10%）] –ΔL工作长度–ΔL工作锚
（2）以钢绞线在预应力管道内的长度与工作长度之和计算理论伸长量ΔL理为基准时：
1）当采用“行程法”测量伸长量：
L实=[（L100%-L10%）+（L20%-L10%）] -ΔL工具锚 –ΔL工作锚
2）当采用“直接法”测量伸长量：
L实=[（L100%-L10%）+（L20%-L10%）]–ΔL工作锚
（3）钢绞线的伸长量偏差率：
（L实-ΔL理）/ΔL理×100%；应控制在±6%之内。
5 结语
通过上述计算与分析发现在道岔连续梁超长索预应力张拉施工中，由于道岔连续梁结构较长、截面渐变的特点使钢绞线在梁体内空间布置复杂多变，因此张拉施工实际的偏差系数k和摩阻系数μ对伸长量有很大影响。同时由于结构较长的原因使得钢绞线理论伸长量很长，导致在实际伸长量测定过程中多次临时锚固，加大了锚具、孔道、夹片等多方面不确定因素的影响。因此在张拉超长结构预应力钢绞线施工时应明确现场实际设计参数，同时注意临时锚固施工时的规范操作，减小对伸长量的影响。
论文作者:马俊青
论文发表刊物:《防护工程》2017年第24期
论文发表时间:2018/1/17
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