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摘要：随着预应力技术的发展，预应力混凝土工程在公路工程中占据了越来越重要的地位，而预应力施工作为现代桥梁的重中之重，细节把控将关系到整个工程的质量，本文就预应力张拉施工过程控制进行全面总结。
关键词：预应力理论伸长量单端与两端张拉张拉控制智能张拉
中图分类号： TU528.571 文献标识码： A 文章编号：
预应力技术的应用从三十年代开始，出现了预应力混凝土。预应力混凝土结构的抗裂性能、刚度和承载能力，大大高于钢筋混凝土结构，并减小了钢材的损耗，因而迅速融入到公路工程建设当中，随着技术与预应力筋的不断改进，出现了更多大跨径的预应力桥梁，其主要结构形式有：1、简支梁、板桥；2、T型刚构桥；3、连续梁桥；4、连续刚桥；5、拱桥；6、斜拉桥；7、悬索桥；、8、弯、坡、斜桥。预应力做为桥梁的精髓，决定着桥梁的关键质量，把控好预应力束的张拉过程，变成了现在桥梁施工的重中之重，下面就我在张拉施工中的注意事项及控制要点进行总结。
在进行张拉前首先要对图纸理论伸长量进行复核，其计算步骤如下：
计算公式
理论伸长值计算公式：△L=Pp*L/（Ap×Ep）其中：Pp=P[（1+1/e（KX+μθ））/（KX+μθ）] 式中：Pp—预应力筋的平均张拉力(N),取张拉端的拉力与计算截面处扣除孔道摩擦损失后的拉力的平均值；K—孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数；θ—从张拉端至跨中曲线孔道部分切线的夹角之和（rad）；μ—预应力筋与孔道壁的摩擦系数取；L—预应力筋的长度(mm)；
X—从张拉端至计算截面的孔道长度；Ap—预应力筋的截面积（mm2）；Ep —预应力筋的弹性模量
（二）以下图为例进行理论伸长量计算分析：
直线段X1的计算
由图纸得知钢绞线根数为10束；张拉端应力P=193.9*10;K=0.0015；μ=0.25；X1=2957mm；Ap=139mm2；Ep=195000MPa；θ=0
由公式Pp=P[（1+1/e（KX1+μθ））/（KX1+μθ）]求得直线段X1平均张拉力Pp=1934.706KN
进而求得该直线段终点张拉力P1=Pp*2-P=1930.412KN
将Pp代入公式△L1=Pp*X1/（Ap×Ep）=21.03mm即為直线段X1理论伸长量
曲线段X2计算
此处θ=10度，将其转换成弧度为0.1222，X2=5236mm,张拉端应力P1=1930.412KN,同上
由公式Pp=P[（1+1/e（KX2+μθ））/（KX2+μθ）]求得曲线段X2平均张拉力Pp=1893.814KN,进而求得该曲线段终点张拉力P2=Pp*2-p1=1857.217KN
将Pp代入公式△L2=Pp*X2/（Ap×Ep）=33.26mm即为曲线段X2的理论伸长量
直线段X3计算
此处θ=0，张拉端张拉力P2=1857.217KN, X3=7171mm,同上
由公式Pp=P[（1+1/e（KX3+μθ））/（KX3+μθ）]求得直线段X3平均张拉力Pp=1847.264KN,
将Pp代入公式△L3=Pp*X3/（Ap×Ep）=44.43mm即为直线段X3的理论伸长量
总伸长值
该预应力束理论伸长量即为△L=△L1+△L2+△L3=98.79mm
关于张拉施工中伸长量的控制
在实际施工中，预应力筋的张拉一般采用张拉值与伸长量双控，并以张拉力为主，伸长量作为校核，张拉力通过张拉设备标定证书所给线性回归方程式换算成相应的油表读数，用以控制力值，伸长量通过计算求出，其通用公式为:
△L =L100%-L10%+L20%-L10%-锚具回缩值
L----张拉油顶伸出值，L100%为张拉至控制应力时的油顶伸出量，L10%为初始应力事油顶伸出量，L20%为张拉至控制应力20%时油顶伸出量。
锚具回缩值，其值根据锚具型号所定，该值代表限位板于工作锚之间的空隙间距，预应力筋张拉时，工作夹片被钢绞线摩擦力带出，待夹片抵触到限位板时便被阻止继续拉出，当卸荷时，工作夹片随钢绞线回缩被同步带入工作锚槽孔内，从而对预应力筋进行锁定，因此该值可理解为工作夹片的最大活动范围。
张拉过程中，经常会遇到伸长量超出允许偏差范围，此时应暂停张拉，待查明原因后方可进行张拉，其出现伸长量偏差原因一般归为如下几种情况：1、理论伸长量计算公式，对预应力筋张拉控制应力、长度、弹性模量、竖弯角、平弯角、偏差系数、摩阻系数等几个参数进行复核。2、钢绞线质量，对钢绞线弹性模量，检测报告检验确定是否符合设计及规范标准。3、波纹管原因，波纹管是否有进浆现象，波纹管摩阻系数，波纹管坐标是否定位准确。4、操作情况，是否按规范进行操作，油顶伸出值读数是否有误。因此在预应力筋张拉施工中应做好准备工作，确保张拉施工无误：1.波纹管定位要准确，张拉配套构件安装要正确；2.张拉前要做理论伸长值计算；3.张拉设备要送检并符合要求；4.张拉要分次序进行，图纸有要求的按要求进行，无特殊要求则为0-б10%-б20%-б100%；5.张拉要做好张拉记录，并且对比理论伸长值是否偏差较大，若较大则需找出原因，看是否是张拉过程出现问题还是理论伸长值计算有误。6.张拉时千斤顶的前后135度范围内禁止站人，以免钢绞线断丝弹出伤人。
在JTG/T F50-2011《公路桥涵施工技术规范中》规定对于低松弛钢绞线不必进行超张拉，但在实际中，预应力筋张拉完毕后，会必然产生锚具回缩，此时钢绞线伸长量减小，作用于预应力筋上的力值也会相应减小，因此，本人认为即使低松弛钢绞线也应进行适当超张拉，以抵消卸荷时锚具回缩所产生的力值损失。
三、单端张拉与两端张拉
在高速公路施工中张拉大部分采用两端张拉，但仍存在一些部位利用单端张拉，其原因有以下有几种情况：1、不具备两端张拉条件，如里程号相连接的现浇梁，为不影响同时施工采用单端张拉。2、钢绞线较短，采用单端张拉以减小锚固时产生的锚具回缩量。因此单端张拉不只以钢绞线的长度来考虑。但单端张拉仍存在一些弊端。由摩阻力计算公式P(1-е-(KX-μθ)),P代表张拉端张拉力，K代表偏差系数，μ代表摩阻系数，θ代表角度（竖弯角和平弯角），X代表钢绞线长度，随着X长度增大，其张拉力传至固定端处摩阻力损失越大，通过计算，其单端张拉损失量约为两端张拉钢束最大摩阻力损失量的两倍，因此对于长度超过20米的预应力束不宜采用单端张拉，以防固定端预应力束施加应力不足导致质量事故发生。
四、关于大伸长量预应力张拉控制
在公路施工中，经常会遇到预应力束较长，伸长量较大，例如现浇箱梁施工，而我们所选油顶伸出量有限，因此一次张拉不能满足我们施工需求，就需要对预应力束进行多次张拉以达到设计要求。在此，我结合我单位现浇箱梁施工中的具体操作进行总结。
该现浇箱梁为4跨84m，采用两端对称张拉，预应力束单端伸长量为350mm,首先选用满足要求的张拉油顶，该油顶伸长量为200mm，但我们实际操作中张拉油顶伸出量尽量保证不超过180mm,以防油管爆破，出现安全事故。做好准备工作，开始张拉，首先张拉至初始应力，记下油顶伸出量L1，继续张拉至控制应力的20%，记下油顶伸出量L2，继续张拉至油顶接近180mm时停止，记下此时油表读数X1、油顶伸出量L3，持荷30秒，回油锚固，然后进行二次张拉至X1，记录此时油顶伸出量L4，继续张拉至控制应力，记录此时油顶伸出量L5，持荷五分钟，回油锚固，张拉完毕。表格如下表：
此时将数据代入L100%-L10%+L20%-L10%-6即可求出伸长量：
实际伸长量L=(L5A-L4A)+(L3A-L1A+L2A-L1A)-6+(L5B-L4B)+(L3B-L1B+L2B-L1B)-6
需要说明的是，此张拉方式虽为二次张拉，但仍需减去一次锚具回缩量，因为第一行程张拉完毕后回油锚固产生一个回缩值，但随着回缩值的产生，其作用于预应力束上的油表读数为X1相应预加力减小至油表读数为X的预加力,X为未知的一个定量，此过程为X1-X,当二次张拉时直接张拉至X1，其中间有一个X-X1的逆过程，将第一行程产生的锚具回缩量抵消，因此无论张拉几个行程我们在实际伸长量计算时只需扣除最后一次产生的锚具回缩值。
五、智能张拉仪的应用
随着时代的进步，人工张拉中产生的操作失误及不规范越来越引起专业人员的重视，如不按设计顺序张拉，操作时油表读数控制不精确，两端张拉速度不同步，持荷时间不到位，油顶伸出值测量不精确，导致计算出的实际伸长量与实际不符，影响对张拉结果的分析，为解决上述问题，智能张拉仪应运而生，其在操作上更为简便，过程控制更为精确，有效解决了上述问题。智能张拉系统由系统主机、油泵、千斤顶三大部分组成。预应力智能张拉系统以应力为控制指标，伸长量误差作为校对指标。系统通过传感技术采集每台张拉设备（千斤顶）的工作压力和钢绞线的伸长量（含回缩量）等数据，并实时将数据传输给系统主机进行分析判断，系统根据预设的程序，由主机发出指令，同步控制每台设备的每一个机械动作，自动完成整个张拉过程。其优点主要如下：1、精确施加应力2、及时校核伸长量，实现“双控”3、对称同步张拉4、规范张拉过程，减少预应力损失5、自动生成报表杜绝数据造假。因此，智能张拉设备必将逐渐取代人工张拉，从而更有效的确保了预应力混凝土工程的质量
六、结语
张拉作为桥梁的骨髓，其直接关系整个工程的质量，因此作为工程现场技术人员应熟练掌握相关知识，严格把控预应力张拉细节，按照规范施工，创优质工程，这是我们工程人的奋斗目标。
参考文献：1、JTG/T F50-2011《公路桥涵施工技术规范中》中华人名共和国交通部 人民交通出版社
关键词：预应力理论伸长量单端与两端张拉张拉控制智能张拉
中图分类号： TU528.571 文献标识码： A 文章编号：
预应力技术的应用从三十年代开始，出现了预应力混凝土。预应力混凝土结构的抗裂性能、刚度和承载能力，大大高于钢筋混凝土结构，并减小了钢材的损耗，因而迅速融入到公路工程建设当中，随着技术与预应力筋的不断改进，出现了更多大跨径的预应力桥梁，其主要结构形式有：1、简支梁、板桥；2、T型刚构桥；3、连续梁桥；4、连续刚桥；5、拱桥；6、斜拉桥；7、悬索桥；、8、弯、坡、斜桥。预应力做为桥梁的精髓，决定着桥梁的关键质量，把控好预应力束的张拉过程，变成了现在桥梁施工的重中之重，下面就我在张拉施工中的注意事项及控制要点进行总结。
在进行张拉前首先要对图纸理论伸长量进行复核，其计算步骤如下：
计算公式
理论伸长值计算公式：△L=Pp*L/（Ap×Ep）其中：Pp=P[（1+1/e（KX+μθ））/（KX+μθ）] 式中：Pp—预应力筋的平均张拉力(N),取张拉端的拉力与计算截面处扣除孔道摩擦损失后的拉力的平均值；K—孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数；θ—从张拉端至跨中曲线孔道部分切线的夹角之和（rad）；μ—预应力筋与孔道壁的摩擦系数取；L—预应力筋的长度(mm)；
X—从张拉端至计算截面的孔道长度；Ap—预应力筋的截面积（mm2）；Ep —预应力筋的弹性模量
（二）以下图为例进行理论伸长量计算分析：
直线段X1的计算
由图纸得知钢绞线根数为10束；张拉端应力P=193.9*10;K=0.0015；μ=0.25；X1=2957mm；Ap=139mm2；Ep=195000MPa；θ=0
由公式Pp=P[（1+1/e（KX1+μθ））/（KX1+μθ）]求得直线段X1平均张拉力Pp=1934.706KN
进而求得该直线段终点张拉力P1=Pp*2-P=1930.412KN
将Pp代入公式△L1=Pp*X1/（Ap×Ep）=21.03mm即為直线段X1理论伸长量
曲线段X2计算
此处θ=10度，将其转换成弧度为0.1222，X2=5236mm,张拉端应力P1=1930.412KN,同上
由公式Pp=P[（1+1/e（KX2+μθ））/（KX2+μθ）]求得曲线段X2平均张拉力Pp=1893.814KN,进而求得该曲线段终点张拉力P2=Pp*2-p1=1857.217KN
将Pp代入公式△L2=Pp*X2/（Ap×Ep）=33.26mm即为曲线段X2的理论伸长量
直线段X3计算
此处θ=0，张拉端张拉力P2=1857.217KN, X3=7171mm,同上
由公式Pp=P[（1+1/e（KX3+μθ））/（KX3+μθ）]求得直线段X3平均张拉力Pp=1847.264KN,
将Pp代入公式△L3=Pp*X3/（Ap×Ep）=44.43mm即为直线段X3的理论伸长量
总伸长值
该预应力束理论伸长量即为△L=△L1+△L2+△L3=98.79mm
关于张拉施工中伸长量的控制
在实际施工中，预应力筋的张拉一般采用张拉值与伸长量双控，并以张拉力为主，伸长量作为校核，张拉力通过张拉设备标定证书所给线性回归方程式换算成相应的油表读数，用以控制力值，伸长量通过计算求出，其通用公式为:
△L =L100%-L10%+L20%-L10%-锚具回缩值
L----张拉油顶伸出值，L100%为张拉至控制应力时的油顶伸出量，L10%为初始应力事油顶伸出量，L20%为张拉至控制应力20%时油顶伸出量。
锚具回缩值，其值根据锚具型号所定，该值代表限位板于工作锚之间的空隙间距，预应力筋张拉时，工作夹片被钢绞线摩擦力带出，待夹片抵触到限位板时便被阻止继续拉出，当卸荷时，工作夹片随钢绞线回缩被同步带入工作锚槽孔内，从而对预应力筋进行锁定，因此该值可理解为工作夹片的最大活动范围。
张拉过程中，经常会遇到伸长量超出允许偏差范围，此时应暂停张拉，待查明原因后方可进行张拉，其出现伸长量偏差原因一般归为如下几种情况：1、理论伸长量计算公式，对预应力筋张拉控制应力、长度、弹性模量、竖弯角、平弯角、偏差系数、摩阻系数等几个参数进行复核。2、钢绞线质量，对钢绞线弹性模量，检测报告检验确定是否符合设计及规范标准。3、波纹管原因，波纹管是否有进浆现象，波纹管摩阻系数，波纹管坐标是否定位准确。4、操作情况，是否按规范进行操作，油顶伸出值读数是否有误。因此在预应力筋张拉施工中应做好准备工作，确保张拉施工无误：1.波纹管定位要准确，张拉配套构件安装要正确；2.张拉前要做理论伸长值计算；3.张拉设备要送检并符合要求；4.张拉要分次序进行，图纸有要求的按要求进行，无特殊要求则为0-б10%-б20%-б100%；5.张拉要做好张拉记录，并且对比理论伸长值是否偏差较大，若较大则需找出原因，看是否是张拉过程出现问题还是理论伸长值计算有误。6.张拉时千斤顶的前后135度范围内禁止站人，以免钢绞线断丝弹出伤人。
在JTG/T F50-2011《公路桥涵施工技术规范中》规定对于低松弛钢绞线不必进行超张拉，但在实际中，预应力筋张拉完毕后，会必然产生锚具回缩，此时钢绞线伸长量减小，作用于预应力筋上的力值也会相应减小，因此，本人认为即使低松弛钢绞线也应进行适当超张拉，以抵消卸荷时锚具回缩所产生的力值损失。
三、单端张拉与两端张拉
在高速公路施工中张拉大部分采用两端张拉，但仍存在一些部位利用单端张拉，其原因有以下有几种情况：1、不具备两端张拉条件，如里程号相连接的现浇梁，为不影响同时施工采用单端张拉。2、钢绞线较短，采用单端张拉以减小锚固时产生的锚具回缩量。因此单端张拉不只以钢绞线的长度来考虑。但单端张拉仍存在一些弊端。由摩阻力计算公式P(1-е-(KX-μθ)),P代表张拉端张拉力，K代表偏差系数，μ代表摩阻系数，θ代表角度（竖弯角和平弯角），X代表钢绞线长度，随着X长度增大，其张拉力传至固定端处摩阻力损失越大，通过计算，其单端张拉损失量约为两端张拉钢束最大摩阻力损失量的两倍，因此对于长度超过20米的预应力束不宜采用单端张拉，以防固定端预应力束施加应力不足导致质量事故发生。
四、关于大伸长量预应力张拉控制
在公路施工中，经常会遇到预应力束较长，伸长量较大，例如现浇箱梁施工，而我们所选油顶伸出量有限，因此一次张拉不能满足我们施工需求，就需要对预应力束进行多次张拉以达到设计要求。在此，我结合我单位现浇箱梁施工中的具体操作进行总结。
该现浇箱梁为4跨84m，采用两端对称张拉，预应力束单端伸长量为350mm,首先选用满足要求的张拉油顶，该油顶伸长量为200mm，但我们实际操作中张拉油顶伸出量尽量保证不超过180mm,以防油管爆破，出现安全事故。做好准备工作，开始张拉，首先张拉至初始应力，记下油顶伸出量L1，继续张拉至控制应力的20%，记下油顶伸出量L2，继续张拉至油顶接近180mm时停止，记下此时油表读数X1、油顶伸出量L3，持荷30秒，回油锚固，然后进行二次张拉至X1，记录此时油顶伸出量L4，继续张拉至控制应力，记录此时油顶伸出量L5，持荷五分钟，回油锚固，张拉完毕。表格如下表：
此时将数据代入L100%-L10%+L20%-L10%-6即可求出伸长量：
实际伸长量L=(L5A-L4A)+(L3A-L1A+L2A-L1A)-6+(L5B-L4B)+(L3B-L1B+L2B-L1B)-6
需要说明的是，此张拉方式虽为二次张拉，但仍需减去一次锚具回缩量，因为第一行程张拉完毕后回油锚固产生一个回缩值，但随着回缩值的产生，其作用于预应力束上的油表读数为X1相应预加力减小至油表读数为X的预加力,X为未知的一个定量，此过程为X1-X,当二次张拉时直接张拉至X1，其中间有一个X-X1的逆过程，将第一行程产生的锚具回缩量抵消，因此无论张拉几个行程我们在实际伸长量计算时只需扣除最后一次产生的锚具回缩值。
五、智能张拉仪的应用
随着时代的进步，人工张拉中产生的操作失误及不规范越来越引起专业人员的重视，如不按设计顺序张拉，操作时油表读数控制不精确，两端张拉速度不同步，持荷时间不到位，油顶伸出值测量不精确，导致计算出的实际伸长量与实际不符，影响对张拉结果的分析，为解决上述问题，智能张拉仪应运而生，其在操作上更为简便，过程控制更为精确，有效解决了上述问题。智能张拉系统由系统主机、油泵、千斤顶三大部分组成。预应力智能张拉系统以应力为控制指标，伸长量误差作为校对指标。系统通过传感技术采集每台张拉设备（千斤顶）的工作压力和钢绞线的伸长量（含回缩量）等数据，并实时将数据传输给系统主机进行分析判断，系统根据预设的程序，由主机发出指令，同步控制每台设备的每一个机械动作，自动完成整个张拉过程。其优点主要如下：1、精确施加应力2、及时校核伸长量，实现“双控”3、对称同步张拉4、规范张拉过程，减少预应力损失5、自动生成报表杜绝数据造假。因此，智能张拉设备必将逐渐取代人工张拉，从而更有效的确保了预应力混凝土工程的质量
六、结语
张拉作为桥梁的骨髓，其直接关系整个工程的质量，因此作为工程现场技术人员应熟练掌握相关知识，严格把控预应力张拉细节，按照规范施工，创优质工程，这是我们工程人的奋斗目标。
参考文献：1、JTG/T F50-2011《公路桥涵施工技术规范中》中华人名共和国交通部 人民交通出版社