30m小箱梁后張法預(yù)應(yīng)力張拉計(jì)算與應(yīng)力控制

1、淺談30m小箱梁后張法預(yù)應(yīng)力張拉計(jì)算 與應(yīng)力控制摘要 預(yù)應(yīng)力筋張拉是預(yù)應(yīng)力箱梁預(yù)制的控制環(huán)節(jié)，通常采用預(yù)應(yīng)力筋的張拉應(yīng)力和伸長(zhǎng)量雙控的方法來(lái)進(jìn)行控制校核，在實(shí)際工作中首先需要通過(guò)張拉計(jì)算出張拉應(yīng)力下對(duì)應(yīng)預(yù)應(yīng)力筋的理論伸長(zhǎng)量從而在施工中與實(shí)際伸長(zhǎng)量比較來(lái)指導(dǎo)施工，本文結(jié)合工程實(shí)際，介紹分段進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉計(jì)算，同時(shí)介紹預(yù)應(yīng)力張拉控制要點(diǎn)。關(guān)鍵詞 張拉應(yīng)力 伸長(zhǎng)量 計(jì)算 張拉應(yīng)力控制1 工程概況（1）跨徑30m的預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支連續(xù)箱梁，梁體高度1.6m,寬度2.4m,采用c50混凝土，（2）鋼絞線規(guī)格：采用高強(qiáng)低松馳鋼絞線s15.2規(guī)格，標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度rby=1860mpa，公稱截面面積140mm2，彈

2、性模量根據(jù)檢測(cè)報(bào)告取ep1.95×105mpa。鋼束編號(hào)從上到下依次為n1、n2、n3、n4，其中： 中跨梁：n1為5s15.2，n2、n3、n4為4s15.2； 邊跨梁：n1、n2、n3為5s15.2，n4為4s15.2； (3) 根據(jù)施工設(shè)計(jì)圖鋼絞線張拉控制應(yīng)力按75%控制，即con=1860×75%=1395mpa，單股鋼絞線張拉噸位為：p1395×140195.3kn，5股鋼絞線張拉噸位為：f195.3×5976.5kn，4股鋼絞線張拉噸位為：f195.3×4781.2kn，采用兩端張拉，夾片錨固。 (4) 箱梁砼強(qiáng)度達(dá)到90%以上時(shí)方

3、可施張，張拉順序n1、n3、n2、n4鋼束。(5) 根據(jù)規(guī)范要求結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工經(jīng)驗(yàn)，為了有效控制張拉過(guò)程中出現(xiàn)異常情況，分級(jí)進(jìn)行張拉：015%（測(cè)延伸量）30%（測(cè)延伸量）100%（測(cè)延伸量并核對(duì)）（持荷2分鐘，以消除夾片錨固回縮的預(yù)應(yīng)力損失）錨固（觀測(cè)回縮）。2 油壓表讀數(shù)計(jì)算(1)根據(jù)千斤頂?shù)募夹g(shù)性能參數(shù)，結(jié)合計(jì)量測(cè)試研究院檢定證書檢定結(jié)果所提供的線性方程，計(jì)算實(shí)際張拉時(shí)的壓力表示值pu： 前端：千斤頂型號(hào)：ycyp150型 編號(hào)：003 油壓表編號(hào)：11.617.10.1012 后端：千斤頂型號(hào)：ycyp150型 編號(hào)：906066 油壓表編號(hào)：09.7.2.651 (2) 鋼束為5股鋼絞

4、線張拉至15控制應(yīng)力時(shí)油壓表讀數(shù)計(jì)算： 前端油壓表讀數(shù)： pu=0.032540×f+0.38=0.032540×146.5+0.38=5.2mpa 后端油壓表讀數(shù)： pu=0.032690×f-0.15=0.032690×146.5-0.15=4.6mpa 張拉至30控制應(yīng)力時(shí)油壓表讀數(shù)計(jì)算： 前端油壓表讀數(shù)： pu=0.032540×f+0.38=0.032540×292.95+0.38=9.9mpa 后端油壓表讀數(shù)：pu=0.032690×f-0.15=0.032690×292.95-0.15=9.4 mpa

5、 張拉至100控制應(yīng)力時(shí)油壓表讀數(shù)計(jì)算： 前端油壓表讀數(shù)： pu=0.032540×f+0.38=0.032540×976.5+0.38=32.2mpa 后端油壓表讀數(shù)： pu=0.032690×f-0.15=0.032690×976.5-0.15=31.8 mpa(3) 鋼束為4股鋼絞線張拉至15控制應(yīng)力時(shí)油壓表讀數(shù)計(jì)算： 前端油壓表讀數(shù)： pu=0.032540×f+0.38=0.032540×117.18+0.38=4.2mpa 后端油壓表讀數(shù)： pu=0.032690×f-0.15=0.032690×117

6、.18-0.15=3.7mpa 張拉至30控制應(yīng)力時(shí)油壓表讀數(shù)計(jì)算： 前端油壓表讀數(shù)： pu=0.032540×f+0.38=0.032540×390.6+0.38=13.1mpa 后端油壓表讀數(shù)： pu=0.032690×f-0.15=0.032690×390.6-0.15=12.6mpa 張拉至100控制應(yīng)力時(shí)油壓表讀數(shù)計(jì)算： 前端油壓表讀數(shù)： pu=0.032540×f+0.38=0.032540×781.2+0.38=25.4mpa 后端油壓表讀數(shù)： pu=0.032690×f-0.15=0.032690×

7、781.2-0.15=25.8mpa3 伸長(zhǎng)量計(jì)算(1) 預(yù)應(yīng)力筋的理論伸長(zhǎng)l（mm）按下式計(jì)算：l=式中：pp-預(yù)力筋的平均張拉力為（n），直線筋取張拉端的拉力，兩端張拉的曲線筋，計(jì)算方法見(jiàn)曲線段預(yù)應(yīng)力筋平均張拉力：l=預(yù)應(yīng)力筋的長(zhǎng)度（mm）ap=預(yù)應(yīng)力筋的截面面積（mm2）：取140ap=預(yù)應(yīng)力筋的彈性模量（n/mm2）。取ep=1.95×105mpa曲線段預(yù)應(yīng)力筋平均張拉力按下式計(jì)算：pp=p（1-e-（kx+）/（k x +）式中：pp-預(yù)應(yīng)力筋平均張拉力（n）；p-預(yù)應(yīng)力筋張拉端的張拉力（n）；x-從張拉端至計(jì)算截面的孔道長(zhǎng)度（m）；-從張拉端至計(jì)算截面曲線孔道部分切線的夾

8、角之和（rad）;k-孔道每米局部偏差對(duì)磨擦的影響系數(shù),取0.0015；-預(yù)應(yīng)力筋與孔道管壁的磨擦系數(shù)，取0.22注：預(yù)應(yīng)力筋為直線時(shí)pp=p圖7.2-1 （2） 伸長(zhǎng)量采用分段終點(diǎn)力計(jì)算方法：例如ab段，a端的力為p（a），則b端的力為p(b)=2×p(a)× （1-e-（kx+）/（k x +）-p(a)； 分段伸長(zhǎng)量計(jì)算l方法：例如ab段，a端的力為p（a），b端的力為p（b），則ab端的分段伸長(zhǎng)量計(jì)算l（p(a)+ p（b）/(ep×ap×2n)，其中n為鋼絞線的根數(shù)?，F(xiàn)已一片箱梁（邊跨）中n1鋼束為例計(jì)算伸長(zhǎng)量：如圖7.2-1所示n1 第一段a

9、b=8.219m 第二段bc=5/180×4500=3.926m 第三段cd=2.663m =5on1 第一段 張拉端張拉力p=1860×140×5×0.75=976.5（kn）=0x=30.916/2-0.65-2.663-3.926=8.219(m)kx+=0.0123285e-(kx+)=0.9877472pp=976.5×(1-0.9877472)/0.0123285×2-976.5=964.31(kn)l1=(964.31+976.5)/2×1000×8.219)/(140×1.95×

10、5×105)=58.4mmn1 第二段=5×/180=0.8727(rad)x=3.926(m)kx+=0.0250844e-(kx+)=0.9752262pp=964.31×2×(1-0.9752262)/0.0250844-964.31=940.12(kn)l2=(964.31+940.12)/2×1000×3.926)/(140×5×1.95×105)=27.4mmn1第三段 =0x=2.263(m)kx+=0.0039945e-(kx+)=0.9960139pp=940.12×2

11、5;(1-0.9960139)/ 0.0039945-940.12=936.18(kn)l3=(936.18+940.12)×1000×2.663)/(140×5×1.95×105)=18.3mmn1理論伸長(zhǎng)量為（l1+l2+l3）×2=208mm 4 張拉控制預(yù)應(yīng)力筋采用應(yīng)力控制方法張拉時(shí)，應(yīng)以伸長(zhǎng)量進(jìn)行校核實(shí)際伸長(zhǎng)量與理論伸長(zhǎng)量的差值應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)無(wú)規(guī)定時(shí)，實(shí)際伸長(zhǎng)量與理論伸長(zhǎng)值的差值應(yīng)控制在6%以內(nèi)，否則應(yīng)暫停張拉，查明原因并采取措施予以調(diào)整后，方可繼續(xù)張拉。預(yù)應(yīng)力筋張拉時(shí)，應(yīng)先調(diào)整到初應(yīng)力，該初應(yīng)力為張拉控制應(yīng)力con的

12、15%，伸長(zhǎng)量從初應(yīng)力時(shí)開始測(cè)量。預(yù)應(yīng)力筋的實(shí)際伸長(zhǎng)值除量測(cè)的伸長(zhǎng)之外，必須加上初應(yīng)力以下的推算伸長(zhǎng)值。5 結(jié)束語(yǔ)規(guī)范往往介紹不夠詳細(xì)，只給出結(jié)論，給實(shí)際理解和應(yīng)用帶來(lái)很大困難。本文推導(dǎo)出理論伸長(zhǎng)值精確逐段計(jì)算公式和簡(jiǎn)明計(jì)算公式，并對(duì)伸長(zhǎng)值計(jì)算注意事項(xiàng)進(jìn)行了較深入的分析，為精確計(jì)算伸長(zhǎng)值，在后張法構(gòu)件施工時(shí)，首先要做好基本數(shù)據(jù)的測(cè)定和基本參數(shù)的選取工作，并考慮各種因素，計(jì)算符合實(shí)際的伸長(zhǎng)值，實(shí)際量測(cè)值要做到與計(jì)算值相對(duì)應(yīng)，并做到規(guī)范正確，就可以保證雙控的實(shí)施。5 參考文獻(xiàn)1預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線(gb/t52242003). 中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社出版發(fā)行2公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范(jtg f50-2011

13、) 人民交通出版社.北京.20113 jtg d60-2004公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范s ，北京，人民交通出版社，2004.4 jtg62-2004 公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范s.北京人民交通出版社.2004附：1、箱梁張拉力與油表讀數(shù)換算表。2、箱梁鋼絞線理論伸長(zhǎng)值計(jì)算表30m小箱梁張拉油表讀數(shù)計(jì)算表跨徑部位鋼束編號(hào)千斤頂編號(hào)油表編號(hào)回歸方程油表讀數(shù)15.00%30.00%100.00%30米邊 跨 梁n1 5束00311.617.10.1012p=0.032540xf+0.38張拉力(kn)146.5292.95976.5讀數(shù)(mpa)5.29.932.1690606609.7.

14、2.651p=0.032690xf-0.15張拉力(kn)146.5292.95976.5讀數(shù)(mpa)4.69.431.8n2 5束00311.617.10.1012p=0032540xf+0.38張拉力(kn)146.5292.95976.5讀數(shù)(mpa)5.29.932.1690606609.7.2.651p=0.032690xf-0.15張拉力(kn)146.5292.95976.5讀數(shù)(mpa)4.69.431.8n3 5束00311.617.10.1012p=0.032540xf+0.38張拉力(kn)146.5292.95976.5讀數(shù)(mpa)5.29.932.16906066

15、09.7.2.651p=0.032690xf-0.15張拉力(kn)146.5292.95976.5讀數(shù)(mpa)4.69.431.8n4 4束00311.617.10.1012p=0.032540xf+0.38張拉力(kn)117.18234.36781.2讀數(shù)(mpa)4.2825.890606609.7.2.651p=0.032690xf-0.15張拉力(kn)117.18234.36781.2讀數(shù)(mpa)3.77.525.430米中 跨 梁n1 5束00311.617.10.1012p=0.032540xf+0.38張拉力(kn)146.5292.95976.5讀數(shù)(mpa)5.29

16、.932.1690606609.7.2.651p=0.032690xf-0.15張拉力(kn)146.5292.95976.5讀數(shù)(mpa)4.69.431.8n2 4束00311.617.10.1012p=0.032540xf+0.38張拉力(kn)117.18234.36781.2讀數(shù)(mpa)4.2825.890606609.7.2.651p=0.032690xf-0.15張拉力(kn)117.18234.36781.2讀數(shù)(mpa)3.77.525.4n3 4束00311.617.10.1012p=0.032540xf+0.38張拉力(kn)117.18234.36781.2讀數(shù)(mp

17、a)4.2825.890606609.7.2.651p=0.032690xf-0.15張拉力(kn)117.18234.36781.2讀數(shù)(mpa)3.77.525.4n4 4束00311.617.10.1012p=0.032540xf+0.38張拉力(kn)117.18234.36781.2讀數(shù)(mpa)4.2825.890606609.7.2.651p=0.032690xf-0.15張拉力(kn)117.18234.36781.2讀數(shù)(mpa)3.77.525.430m小箱梁鋼絞線理論伸長(zhǎng)值計(jì)算表跨徑部位鋼束編號(hào)分段xkµkx+µe-(kx+µ)epappp1

18、總伸長(zhǎng)量備注(m)(rad)（n/mm2)(mm2)(kn)(mm)l(mm)30米邊跨梁n1 (5股）ab8.2190.001500.220.0123285 0.9877484 195000700964.31 58.4 208 bc3.9260.00150.087270.220.0250884 0.9752262 195000700940.12 27.4 cd2.6630.001500.220.0039945 0.9960139 195000700936.18 18.3 n2 (5股）ab6.6240.001500.220.0099360 0.9901142 195000700966.63

19、47.1 208 bc3.9260.00150.087270.220.0250884 0.9752262 195000700942.38 27.5 cd4.2630.001500.220.0063945 0.9936266 195000700936.18 29.3 n3 (5股）ab5.0290.001500.220.0075435 0.9924857 195000700968.95 35.8 207 bc3.9260.00150.087270.220.0250884 0.9752262 195000700944.65 27.5 cd5.8630.001500.220.0087945 0.99

20、12450 195000700936.17 40.4 n4 (4股）ab1.0170.00150 0.220.0015255 0.9984758 195000560779.85 7.3 208 bc0.7330.00150.02440.220.0064675 0.9935540 195000560774.65 5.2 cd13.0010.001500.220.0195015 0.9806894 195000560759.49 91.3 1、分段終點(diǎn)力計(jì)算方法：例如ab段，a端的力為p（a），則b端的力為p（b）2×p(a)×（1-e-kx+）/（kx+）-p(a) 2、分段

21、伸長(zhǎng)量計(jì)算l方法：例如ab段，a端的力為p（a），b端的力為p（b），則ab端的分段伸長(zhǎng)量計(jì)算l（p(a)+ p（b）)/(ep×ap×n)，其中n為鋼絞線的根數(shù)。30m小箱梁鋼絞線理論伸長(zhǎng)值計(jì)算表跨徑部位鋼束編號(hào)分段xkµkx+µe-(kx+µ)epappp1總伸長(zhǎng)量備注(m)(rad)（n/mm2)(mm2)(kn)(mm)l(mm)30米中跨梁n1 (5股）ab9.9690.001500.220.0149535 0.9851593 195000700961.77 70.8 208 bc3.9260.00150.087270.220.0250884 0.9752262 195000700937.65 27.3 cd0.8850.001500.220.0013275 0.9986735 195000700936.21 6.1 n2 (4股）ab8.3630.00150