鋼絞線)在張拉過程概述.doc

1、概述在后張法預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中，預(yù)應(yīng)力鋼束（鋼絞線）在張拉過程中，產(chǎn)生孔道摩擦損失，在張拉完畢松頂后，由于鋼束回縮也會引起較大的預(yù)應(yīng)力損失。鋼束在回縮時，與孔壁之間產(chǎn)生與張拉鋼束時摩阻力方向相反的摩阻力，稱為負(fù)摩阻力。由于負(fù)摩阻力的影響，鋼束的回縮是具有局限性的，鋼束在不同的區(qū)段具有不同的預(yù)應(yīng)力損失值。顯然，離張拉端越遠(yuǎn)，由鋼束回縮引起的預(yù)應(yīng)力損失愈小。當(dāng)離張拉端的距離超過回縮影響區(qū)域以后，鋼束的回縮應(yīng)變將變?yōu)?。結(jié)合哈爾濱繞城高速公路松花江大橋的索塔錨固區(qū)足尺節(jié)段模型試驗，根據(jù)實測的鋼束回縮損失及、k值，計算環(huán)形預(yù)應(yīng)力束的有效預(yù)應(yīng)力及鋼束回縮量。松花江大橋主橋為雙塔雙索面疊合梁斜拉橋，索塔錨固區(qū)采用小半徑U形預(yù)應(yīng)力鋼束布置，其彎曲半徑1.5m。2、計算原理由于在張拉鋼束時產(chǎn)生摩擦損失，鋼束應(yīng)力變化規(guī)律如圖1中abcdef曲線，此時鋼束任一點的應(yīng)力為：-(1)式中，k為張拉時錨下控制應(yīng)力；x為張拉端到計算點之間的線段長度之和；為張拉端到計算點之間曲線孔道部分切線的夾角之和；k為管道每米局部偏差對摩擦的影響系數(shù)；為預(yù)應(yīng)力鋼束與孔道壁之間的摩擦系數(shù)。當(dāng)張拉完畢，錨固結(jié)束后，由于鋼束回縮的影響，錨固點鋼束應(yīng)力下降為ya。令yl為由于鋼束回縮使應(yīng)力下降后的應(yīng)力。其變化規(guī)律如圖1中a1b1c1o曲線。o為應(yīng)力不動點，亦即鋼束回縮影響區(qū)域之端點。o點的應(yīng)力為：式中，為o點到張拉端之間鋼束線段的長度之和；為o點到張拉端之間鋼束曲線段切線的夾角之和。在a1o段，假定計算負(fù)向摩阻時采用的孔道摩阻系數(shù)和偏差系數(shù)與計算正向摩阻時相同，則有：-(2)-(3)于是得到由此，只要知道應(yīng)力不動點的具體位置，便能通過以上各式求出預(yù)應(yīng)力鋼束的錨后預(yù)應(yīng)力即有效預(yù)應(yīng)力及鋼束的回縮量。式中，為預(yù)應(yīng)力鋼束的彈性模量； 為圖1中曲線abco與a1b1c1o所圍成的面積。即鋼束回縮前后應(yīng)力差的總和。根據(jù)應(yīng)力不動點o所處的位置，分下列幾種情況計算回縮量：（1）交點o與點B重合時（2）交點o與點C重合時；（3）交點o與點D重合時；（4）交點o與點E重合時；3、松花江大橋的鋼束回縮預(yù)應(yīng)力損失計算松花江大橋索塔錨固區(qū)足尺節(jié)段模型采用U形預(yù)應(yīng)力鋼絞線，見圖2，其規(guī)格為ASTMa416-87a，270級75低松弛鋼絞線，N1束為915型，公稱直徑j(luò)=15.24mm，彈性模量Ey=2.013105MPa。通過一端張拉試驗得，k=0.0165，錨固時采用兩端同時張拉，所測錨固前預(yù)應(yīng)力，錨固后預(yù)應(yīng)力見表1。表1預(yù)應(yīng)力鋼束錨下預(yù)應(yīng)力值錨固點錨固前/MPa錨固后/MPa有效系數(shù)%損失系數(shù)%A132099475.324.7A1122394377.122.9依此表可以計算預(yù)應(yīng)力鋼束各點的錨前預(yù)應(yīng)力，錨后預(yù)應(yīng)力即有效預(yù)應(yīng)力以及鋼束回縮量。3.1計算錨固前預(yù)應(yīng)力預(yù)應(yīng)力鋼束的A、A1點為張拉應(yīng)力控制點，由公式（1）可求鋼束各點的，其值見表2。表2預(yù)應(yīng)力鋼束各點的錨前預(yù)應(yīng)力點號/MPax/m/rad/MPaA13200.0000.0001320B13200.6690.0001306C13201.9200.8341107D13203.9720.8341070E13205.3051.723898F13205.6881.723892E112235.3051.723832D112233.9720.834992C112231.9200.8341026B112230.6690.0001210A112230.0000.00013203.2計算錨固后鋼束有效預(yù)應(yīng)力。當(dāng)張拉完畢，錨固鋼束后，由于鋼束的回縮，鋼束應(yīng)力下降，但其受到孔道負(fù)摩阻力的影響，鋼束的回縮是局部性的，即鋼束在不同區(qū)段具有不同的預(yù)應(yīng)力損失值。張拉端A、A1點的預(yù)應(yīng)力損失最大，損失值見表1。離張拉端A、A1點愈遠(yuǎn)，由鋼束回縮引起的預(yù)應(yīng)力損失亦愈小，當(dāng)離張拉端的距離超過回縮影響區(qū)域以后，鋼束的預(yù)應(yīng)力回縮損失變?yōu)?，此時稱此點為應(yīng)力不動點。設(shè)A端預(yù)應(yīng)力鋼束的應(yīng)力不動點為o點，A1端為o1點，點o到點D的距離為x，點o1到點D1的距離為x1，利用公式（3）可求o、o1點的位置。為控制端A、A1點的錨后預(yù)應(yīng)力；為A、A1點的錨前預(yù)應(yīng)力。、值見表1。計算結(jié)果為x=1.074m，x1=0.985m。知道了應(yīng)力不動點o、o1的具體位置之后就可以求出預(yù)應(yīng)力鋼束各點的有效預(yù)應(yīng)力，在oo1段錨固前后應(yīng)力保持不變，其他各點預(yù)應(yīng)力可由公式（2）求出。其結(jié)果見表3。 表3預(yù)壓應(yīng)力鋼束各點的有效預(yù)應(yīng)力點號/MPax/m/rad/MPaA9940.0000.000994B9940.6690.0001005C9941.9200.8341185D9943.9720.8341226O9945.0461.5501413O19434.9571.4911325D19433.9720.8341163C19431.9200.8341124B19430.6690.000953A19430.0000.0009433.3計算預(yù)應(yīng)力鋼束的回縮量圖3中表示預(yù)應(yīng)力鋼束錨固前的預(yù)應(yīng)力曲線，表示預(yù)應(yīng)力鋼束錨固后的預(yù)應(yīng)力曲線陰影部分面積S表示預(yù)應(yīng)力鋼束錨固前后預(yù)應(yīng)力差值之和。根據(jù)應(yīng)力不動點的位置，套用計算原理中的公式（4）來計算此預(yù)應(yīng)力鋼束的回縮量，計算結(jié)果見表4。表4預(yù)應(yīng)力鋼束回縮量錨固點/MPaN3P3q2/mmA13200.1390.2630.2705.1A112230.1320.2410.2514.7公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范中規(guī)定采用夾片式錨具的預(yù)應(yīng)力回縮量不得大于6mm，從表4中可知，根據(jù)試驗結(jié)果計算得出的A端和A1端的