摘 要：简要介绍在往年实际工程中高强碳素钢丝电热张拉的应用，当年建设单位为找到有经验的施工队伍，曾不远数千里从西北辗转多地才找到我们承建此工程。针对应用中遇到的关键问题及相应处理方法，整理成文供同行借鉴参考。
　　关键词：高强碳素钢丝；电热张拉；拼装；预应力；圆形水池
　　在某市配水站两座5000m3水池，为预制装配式圆形水池，水池内径30m，净高7m，壁厚250mm，水池容量v=5000m3。水池后张预应力筋原设计为60 18，其布置如下图示，要求每圈分四段张拉。
　　此前公司亦施工过多个同类水池，如广西柳州太阳村水泥厂及甘肃白银市水厂的配水池等，积累了相当的施工经验，考虑到 18钢筋张拉难度大，预应力损失较大，因此项目组提出且经甲方及设计院同意，用？覫s5高强碳素钢丝代换 18预应力筋，采取等强代换法换算，其预应力筋原设计及代换后的布置情况如上图示，代换计算略。
　　机具选择
　　1 夹具。采取自制并经中心试验室检测且经实际使用验证可行的夹具-单槽夹具及双槽夹具，夹具要求板面平整、槽内无毛刺、无焊渣、板端部平整。
　　2 锚固肋。针对预应力筋代换后的情况，设计了如上图示锚固肋，其用3号钢60×22×7000的条钢开槽而成。在焊接锚固肋前，必须先进行定位放线，使4根锚固肋上相对应的锚固槽口对齐，并使锚固肋保持垂直，肋间距离相等。
　　3 加热变压器的选择。
　　电热张拉要求将一次电压380v变为二次电压30～60v，提高电流强度，使钢筋受热伸长，此水池的电张加热机具采用交流弧焊机代替三相低压变压器进行加热。www.11665.cOM
　　（1）预应力钢丝温度的计算
　　（2）变压器功率的计算
　　（3）选用加热器的确定
　　在水池的四周布设两个用钢管搭设的三角架，通过定滑轮将导引配重与预应力钢丝连接，配重为控制应力的5～10%，即g=10%×1099×2.52×3.14=2176n≈216kg，由于水池预制板接缝处砼及补抹砂浆外凸形成棱角，为减少张拉时此处压陷造成的预应力损失，配重取250kg，一次导线采用35mm2铝线，二次导线采用50mm2铝线，bxs-500-1电焊机置于水池顶板中央位置，每一锚固肋布放一根二次导线，一次导线从水池底部进排水口进入，以免影响钢丝的布放。
　　预应力高强碳素钢丝进场后，逐盘进行编号，要求抽样检验其机械性能，同时，由于每盘钢丝的弹性模量差异很大，而钢丝的弹性模量与控制伸长值有直接的关系，为保证控制应力值建立的准确度，每一盘钢丝都必须检测其弹性模量值，从检测值来看，最大与最小的相差达0.45×105，而相应伸长值相差达31mm。机械性能要求：fy≥160kg/mm2，两端差值不大于18kg/mm2，ρ屈服≥128kg/mm2，伸长率 ≥3%，弹性模量值出来后，根据实测值计算每段钢丝长（两锚固肋间的实测值23.955m），计算电热伸长值，然后逐盘标于其编号牌上。
　　电张施工
　　（1）搭设操作脚手架，脚手架与池壁间的净距保持在150～200mm为宜，脚手架除用作上人操作用外，亦起到安全护栏作用，预防钢丝绷断伤人。
　　（2）脚手架搭设好后，要对水池劈面进行a.将接缝处外凸砼及棱角修凿圆顺，以减少钢丝压陷所造成的预应力损失；b.将壁面的所有外露的导电铁件（如钢钉、铁丝及钢筋等）清除掉。
　　（3）布放钢丝进行张拉。a.人员分布。池顶上安排3人，两人负责布放钢丝，1人负责量测一次、二次电压、电流及通电时间；前端锚固肋安排2人，后锚固肋安排1人，中间安排4人，配重三角架处设1人。b.钢丝放到位后，在壁处的4人将钢丝摆放到适当位置，保证钢丝基本水平，同段间距一致，然后将导引配重挂上，使钢丝绷紧，然后从锚固肋前沿边量取事先已计算好的电热伸长值，取得安设锚固夹具的位置，根据十一冶公司中心试验室取得的数据，每夹具的坚固螺杆以16kg.m的力矩施加效果最好，在夹焊钳前，必须将夹的部位用砂纸将铁锈清除，以免通电后接触不良而烧伤钢丝。c.焊钳夹好后，经检查钢丝没有接触其它铁件，全部人员确认后才能通电。d.在通电过程中，中间4人用木锤不断击打钢丝，以使钢丝弹动而均匀伸长，后端锚固肋处负责人要时刻注意焊钳夹紧处是否打火、异常烧红或径缩现象，如出现上述现象，则必须马上通知断电处理，负责前锚固肋人员则注意钢丝伸长情况，当夹具越过锚固肋后即断电，将钢丝及时卡进锚固肋槽内。e.由于钢丝是螺旋连续布筋，按理论来说

，只需要开端及结束收尾这两个夹具则足以建立预应力，但如果只要整个水池的预应力钢丝有一处因破损断裂，则整个水池的钢丝会全部松散，须从头开始重新张拉，为避免这种情况的发生，我们采取了每5圈钢丝在锚固肋左右留设一对夹具，解决此一问题。f.由于中间留设了一对夹具，而钢丝间距极小，最小的只有23mm，按以往的施工，张拉下一圈到此处时必须跳一格，以避免夹具无法就位的问题，这样水池钢丝的总圈数就比设计的圈数少十多圈，在本水池施工中，我们采取了将夹具由原水平放置变为垂直池壁放置的改进，彻底避免了上述弊端。g.张拉施工过程中如发现电焊机响声异常增强或超出正常时间太多而达不到电张伸长值时，有可能出现分流，必须停电检查，找到原因处理后，再重张，重张的钢丝由于其e值发生变化，其电张伸长值亦必须改变，在此工程中，我们采取了每重张一次减少2mm的伸长值，同一钢丝重张的次数不许超过三次。h.钢丝在电张过程中的温度不许超过规范规定值，要求用半导体点温计或变色测温笔测定预应力钢丝的表面温度。i.在施工此工程时，遇到了以前从未遇到过的问题
　　太阳村水泥厂、甘肃白银水厂施工的水池都是地下式，而此配水站水池为半地下式，大部分高出地面，张拉时处于8、9月份，西北已是寒风劲吹，每天风都很大，张拉时钢丝一受寒风吹，则钢丝受冷收缩，无法达到设计伸长值。用塑料编织布围蔽效果亦不理想，电张一段要通电十几到二十分钟才能完成。为解决此问题，试了很多办法都不理想而最终作罢。后来经分析，要想抵消因风吹而损失的热量，只有增加单位时间内产生的热量才行，根据q=0.24i2rt=0.24u2/rt，u、i是两个相互影响的量，在输入功率不变的情况下，增大i则u变小，即ui是一个常量，因此只有从r即负荷方面着手。我们采取将每一段张拉钢丝增加一个导点，如下图示，则电阻r变为r/4，这样负荷减少，输入功率增大，二级电压、电流随之变大，根据q=0.24i2rt=0.24u2/rt得单位时间内产生的热量成倍数增加。实际张拉正常情况下张拉一段需时间3分钟左右，改变接线方式后（分两段钢丝并联），则用时不到1分钟，最短只需45秒就达到电张伸长值，为了保证钢丝均匀伸长，避免只局部伸长，调节弧焊机变压器的阻抗，以减少输出电流使电张时间不小于2分钟。改接后，一级导线未变，次级导线相应进行了变动，两锚固肋处的导线（同极）为50mm2铝线、中间接点导线为75mm2铝线。由于两锚固肋处的接点为同极，这样就避免了钢丝前端往往由于布放过长而在电张伸长中外弹碰触到钢脚手架而打火击伤预应力钢丝的弊病，增强了电张的安全性；j.根据技术要求每段钢丝电张锚固后应检测其预应力，检验宜在张拉后1小时进行，要求钢丝实际建立的预应力值与检验规定值偏差的百分率不应超过+10%及-5%，从我们施工的水池检测记录看完全达到要求，而在施工2#池时（第一个电张水池），由于检测仪器没有到位，其检测是在张拉后将近半月后进行，检测数据仍达到规范要求，说明预应力保持良好，预应力损失比预期少。
　　4 满水检测
　　电张施工完毕，经检测预应力建立符合要求后，应尽快对预应力钢丝进行除锈防腐蚀处理，并对池内壁分三次批灰，经养护达到一定强度后，注满池水一周时间进行检测，经检测未发现任何渗漏现象，预应力的紧箍效应完全达到设计要求，并一次通过验收。