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浅析空心板砼的配制及张拉伸长量的计算
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内容提示：在预应力筋的张拉施工中，为了保证施工质量，规范要求除了用应力控制外，还需用伸长值进行校核，使实际伸长值与理论伸长值差控制在±6%以内，因此张拉前的伸长值计算就显得十分重要了。现对空心板砼的配制浇筑及预应力筋张拉施工时伸长值的计算进行了分析，并根据施工体会对伸长值实测结果的取用进行了介绍。
摘 要：在预应力筋的张拉施工中，为了保证施工质量，规范要求除了用应力控制外，还需用伸长值进行校核，使实际伸长值与理论伸长值差控制在±6%以内，因此张拉前的伸长值计算就显得十分重要了。现对空心板砼的配制浇筑及预应力筋张拉施工时伸长值的计算进行了分析，并根据施工体会对伸长值实测结果的取用进行了介绍。（参考《建筑中文网》）
关键词：预应力；空心板砼；配制；浇筑；张拉伸长量；计算
1 砼的配制
1.1砼粗细集料及水泥
砼所用砂石要经检验合格才能选用，砂选用中粗砂，碎石选用5~31.5mm级配碎石，水泥挑选525R高标号水泥，为改善砼工作性能采用FDN-A型等外加剂。所有材料都必须保证符合设计及规范要求。
1.2砼配合比
根据设计的强度等级和质量检验以及砼施工和易性要求确定，并应符合合理使用材料和经济的原则。经监理工程师签认后并做平行实验验证，确认合格后，配合比才能使用。
1.3砼的拌制（或者买商品砼）
砼的拌制，配合比的控制，必须专人掌握，按施工配合比进行配料。配料最好使用电子配料机，搅拌使用强制式砼搅拌机。
专门安排人员每天对砂、碎石进行含水量测试，确保准确的施工配合比，保证砼的强度。
同时，由专人控制砼的搅拌时间，并随时检测砼的坍落度。
砼从搅拌站运出前检测一次坍落度，运到现场再检测一次坍落度，计算运输途中坍落度的损失量，将运到施工现场的砼的坍落度控制在9~10cm之间。
2 砼的浇筑
砼浇筑前，对支架、模板、钢筋、预埋件及波纹管等进行全面检查，模板内的各种杂物应清理干净，检查振捣等设备是否完好。一切准备工作完善后，经监理工程师检查验收并签认后进行砼浇筑施工。
砼用砼运输车运至预制场，汽车吊机提升下料。空心板砼一次性浇筑成型。采用5cm、3cm插入式振捣器，水平分层浇筑、振捣模内砼，每层浇筑厚度不得超过30cm，下料点应分散布置，应在两侧同时均匀浇筑。砼浇筑应连续进行，上下层浇筑的间隔时间应少于砼的初凝时间，在浇筑上层砼时振动棒应插入下层砼5~10cm以保证砼层间接茬良好并有良好的密实度，每浇筑一层砼都要将振动棒振捣至砼表面泛浆砼停止下沉，不冒气泡为止。
振动棒应在两侧面每隔20~30cm处振捣，逐渐逼浆前移，在浆料汇合处应增加振捣时间和密度。振动棒应快插慢提以减少空气进入砼内，同时又可将砼内的部分空气引出，减少气泡。
为避免腹、翼板交界处因腹板砼沉落而造成纵向裂纹，可在腹板砼浇筑完后暂停半小时，使腹板砼能充分沉落，然后再浇筑翼缘板，但必须保证在腹板砼初凝前将翼板砼浇筑完毕，并及时整平、收浆。暂停浇筑时间内进行模板及翼板钢筋的修整工作。
3 伸长值的计算
预应力施工一般有先张法与后张法两种，先张法的预应力筋一般为直线，计算简便，可以作为后张法无管道摩擦的特例进行研究，因此这里着重论述后张法伸长值的计算方法。
计算伸长值的第一步，首先要确定预应力筋的工作长度和线型段落的划分。后张法钢筋的线型一般均是既有直线，又含曲线，由于不同线形区间的平均应力会有很大差异，因此需要分段进行伸长值计算，然后再累加。
值得一提的是，在计算工作长度时，一定要考虑位于张拉千斤顶中的那部分预应力筋尺寸，这部分的伸长值对工作长度小于20m时的情况影响尤为明显。
根据施工规范，ΔL=ΔL1 ΔL2 ……ΔLn其中ΔL为预应力钢材工作长度L的理论伸长值。对于各区段的伸长值ΔLi，其计算式为：
ΔLi=■（1）
式中：Pi——第i段的平均张拉力，N；
Li——第i段的工作长，cm；
Ay——预应力筋截面面积，mm2。
关于平均张拉力Pi的计算公式，规范上也有介绍，为：
Pi=■（2）
式中：P——预应力钢材张拉端的张拉力，N；
L——从张拉端至计算截面的孔道长度，m；
H——从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和，对于圆曲线，为该段的圆心角；如果孔道在竖平面和水平面内同时弯曲时，则H为双向弯曲夹角之矢量和，rad；
k——孔道每m局部偏差对摩擦的影响系数；
L——预应力筋与孔道壁的摩擦系数。
应该指出，这里的“P”并不是定值，而是克服了从张拉端至第i-1段的摩阻力后的剩余有效拉力值，它随区段的增加而减小，所以表示成“Pi”更为合适
各个区段的平均张拉力分别为P1、P2、P3、P4、Pi，各区段端的有效张拉力分别为P1、P2、P3、P4、Pi，其计算式分别为：
P1=P
P2=P1·e-（uθ1 kL1）
P3=P2·e-（uθ2 kL2）=P·e-[u（θ1 θ2 ） k（L1 L2 ）]
P4=P3·e-（uθ3 kL3）=P·e-[u（θ1 θ2 θ3 ） k（L1 L2 L3 ）]
Pi-P·e■
式中：P——初始端的张拉力；
Ln、θ——n区段的管道长度之和与切线夹角之和，n=i-1，所以对第i区段的平均张拉力Pi的计算公式应该为：
Pi=■
=■（3）
将式（3）代入式（1）即可分别算出每段的预应力筋伸长值。
由公式可知，当两端张拉时ΔL可按公式算至跨中，而单端张拉的ΔL则须由张拉端分段计算至锚固端，然后累加。
同时，砼的养生是一道重要的工序，及时养生对保证砼强度，防止表面收缩裂缝极为重要。在砼浇筑完成终凝后，尽快覆盖和洒水养护，覆盖时不能扰动及污染砼。侧模拆除后应立即洒水养护，砼洒水养护时间不得少于7天，每天洒水的次数应保证砼表面保持湿润状态。 来源: 《建筑中文网》.
关键词：预应力；空心板砼；配制；浇筑；张拉伸长量；计算
1 砼的配制
1.1砼粗细集料及水泥
砼所用砂石要经检验合格才能选用，砂选用中粗砂，碎石选用5~31.5mm级配碎石，水泥挑选525R高标号水泥，为改善砼工作性能采用FDN-A型等外加剂。所有材料都必须保证符合设计及规范要求。
1.2砼配合比
根据设计的强度等级和质量检验以及砼施工和易性要求确定，并应符合合理使用材料和经济的原则。经监理工程师签认后并做平行实验验证，确认合格后，配合比才能使用。
1.3砼的拌制（或者买商品砼）
砼的拌制，配合比的控制，必须专人掌握，按施工配合比进行配料。配料最好使用电子配料机，搅拌使用强制式砼搅拌机。
专门安排人员每天对砂、碎石进行含水量测试，确保准确的施工配合比，保证砼的强度。
同时，由专人控制砼的搅拌时间，并随时检测砼的坍落度。
砼从搅拌站运出前检测一次坍落度，运到现场再检测一次坍落度，计算运输途中坍落度的损失量，将运到施工现场的砼的坍落度控制在9~10cm之间。
2 砼的浇筑
砼浇筑前，对支架、模板、钢筋、预埋件及波纹管等进行全面检查，模板内的各种杂物应清理干净，检查振捣等设备是否完好。一切准备工作完善后，经监理工程师检查验收并签认后进行砼浇筑施工。
砼用砼运输车运至预制场，汽车吊机提升下料。空心板砼一次性浇筑成型。采用5cm、3cm插入式振捣器，水平分层浇筑、振捣模内砼，每层浇筑厚度不得超过30cm，下料点应分散布置，应在两侧同时均匀浇筑。砼浇筑应连续进行，上下层浇筑的间隔时间应少于砼的初凝时间，在浇筑上层砼时振动棒应插入下层砼5~10cm以保证砼层间接茬良好并有良好的密实度，每浇筑一层砼都要将振动棒振捣至砼表面泛浆砼停止下沉，不冒气泡为止。
振动棒应在两侧面每隔20~30cm处振捣，逐渐逼浆前移，在浆料汇合处应增加振捣时间和密度。振动棒应快插慢提以减少空气进入砼内，同时又可将砼内的部分空气引出，减少气泡。
为避免腹、翼板交界处因腹板砼沉落而造成纵向裂纹，可在腹板砼浇筑完后暂停半小时，使腹板砼能充分沉落，然后再浇筑翼缘板，但必须保证在腹板砼初凝前将翼板砼浇筑完毕，并及时整平、收浆。暂停浇筑时间内进行模板及翼板钢筋的修整工作。
3 伸长值的计算
预应力施工一般有先张法与后张法两种，先张法的预应力筋一般为直线，计算简便，可以作为后张法无管道摩擦的特例进行研究，因此这里着重论述后张法伸长值的计算方法。
计算伸长值的第一步，首先要确定预应力筋的工作长度和线型段落的划分。后张法钢筋的线型一般均是既有直线，又含曲线，由于不同线形区间的平均应力会有很大差异，因此需要分段进行伸长值计算，然后再累加。
值得一提的是，在计算工作长度时，一定要考虑位于张拉千斤顶中的那部分预应力筋尺寸，这部分的伸长值对工作长度小于20m时的情况影响尤为明显。
根据施工规范，ΔL=ΔL1 ΔL2 ……ΔLn其中ΔL为预应力钢材工作长度L的理论伸长值。对于各区段的伸长值ΔLi，其计算式为：
ΔLi=■（1）
式中：Pi——第i段的平均张拉力，N；
Li——第i段的工作长，cm；
Ay——预应力筋截面面积，mm2。
关于平均张拉力Pi的计算公式，规范上也有介绍，为：
Pi=■（2）
式中：P——预应力钢材张拉端的张拉力，N；
L——从张拉端至计算截面的孔道长度，m；
H——从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和，对于圆曲线，为该段的圆心角；如果孔道在竖平面和水平面内同时弯曲时，则H为双向弯曲夹角之矢量和，rad；
k——孔道每m局部偏差对摩擦的影响系数；
L——预应力筋与孔道壁的摩擦系数。
应该指出，这里的“P”并不是定值，而是克服了从张拉端至第i-1段的摩阻力后的剩余有效拉力值，它随区段的增加而减小，所以表示成“Pi”更为合适
各个区段的平均张拉力分别为P1、P2、P3、P4、Pi，各区段端的有效张拉力分别为P1、P2、P3、P4、Pi，其计算式分别为：
P1=P
P2=P1·e-（uθ1 kL1）
P3=P2·e-（uθ2 kL2）=P·e-[u（θ1 θ2 ） k（L1 L2 ）]
P4=P3·e-（uθ3 kL3）=P·e-[u（θ1 θ2 θ3 ） k（L1 L2 L3 ）]
Pi-P·e■
式中：P——初始端的张拉力；
Ln、θ——n区段的管道长度之和与切线夹角之和，n=i-1，所以对第i区段的平均张拉力Pi的计算公式应该为：
Pi=■
=■（3）
将式（3）代入式（1）即可分别算出每段的预应力筋伸长值。
由公式可知，当两端张拉时ΔL可按公式算至跨中，而单端张拉的ΔL则须由张拉端分段计算至锚固端，然后累加。
同时，砼的养生是一道重要的工序，及时养生对保证砼强度，防止表面收缩裂缝极为重要。在砼浇筑完成终凝后，尽快覆盖和洒水养护，覆盖时不能扰动及污染砼。侧模拆除后应立即洒水养护，砼洒水养护时间不得少于7天，每天洒水的次数应保证砼表面保持湿润状态。 来源: 《建筑中文网》.
原文网址：http://www.pipcn.com/research/200906/12945.htm
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