專業(yè)資料分享 25m箱梁預(yù)應(yīng)力張拉計(jì)算書 1、 工程概況杏樹凹大橋左線橋中心樁號(hào)為ZK9+875，上部構(gòu)造采用1625m預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁，先簡(jiǎn)支后連續(xù)。全橋分4聯(lián)，橋長(zhǎng)406m，右線中心樁號(hào)為YK9+782.5，上部構(gòu)造采用1525m預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁，先簡(jiǎn)支后連續(xù)。全橋分4聯(lián)，橋長(zhǎng)381m。本橋左線位于R-3600左偏圓曲線上，右線位于R-3400左偏圓曲線上。每跨橫橋面由4片預(yù)制安裝小箱梁構(gòu)成。25m預(yù)制箱梁為單箱單室構(gòu)造，箱梁高度為140厘米,跨中斷面腹板、底板厚度為18厘米,支點(diǎn)斷面腹板、底板厚度為25厘米,頂板一般厚度為18厘米,箱梁底寬為100厘米,中梁翼緣頂寬為240厘米,邊梁翼緣頂寬為284.5厘米。本橋共有C50預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁124片。各梁的預(yù)應(yīng)力筋分布情況如下表所示：箱梁名稱數(shù)量(片)腹板N1、N2底板N3、N4頂板T1頂板T2波紋管鋼絞線波紋管鋼絞線波紋管鋼絞線波紋管鋼絞線中跨中梁30內(nèi)554s15.2內(nèi)503s15.2內(nèi)90*255s15.2內(nèi)70*254s15.2中跨邊梁30內(nèi)554s15.2內(nèi)503s15.2內(nèi)90*255s15.2內(nèi)70*254s15.2邊跨中梁32內(nèi)554s15.2內(nèi)554s15.2內(nèi)90*255s15.2內(nèi)70*254s15.2邊跨邊梁32內(nèi)554s15.2內(nèi)554s15.2內(nèi)90*255s15.2內(nèi)70*254s15.2預(yù)應(yīng)力筋均為縱向，分布在底板、腹板及頂板，其中底板4束，腹板4束，頂板5束，對(duì)稱于梁橫斷方向中線布置。預(yù)應(yīng)力鋼絞線采用抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fpk=1860 MP、公稱直徑d=15.2mm的低松馳高強(qiáng)度，其力學(xué)性能符合預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線（GB/T5224-2003）的規(guī)定，公稱截面積Ap=139mm2，彈性模量Ep=1.95*105 MPa，松馳系數(shù):0.3。試驗(yàn)檢測(cè)的鋼絞線彈性模量Ep=1.95*105 MPa。預(yù)應(yīng)力管道采用金屬波紋管，腹板及底板為圓孔，所配錨具為M15-3及M15-4，頂板為長(zhǎng)圓孔，所配錨具為BM15-4及BM15-5。2、 后張法鋼絞線理論伸長(zhǎng)值計(jì)算公式及參數(shù)后張法預(yù)應(yīng)力鋼絞線在張拉過程中，主要受到兩方面的因素影響：一是管道彎曲影響引起的摩擦力，二是管道偏差影響引起的摩擦力。導(dǎo)致鋼絞線張拉時(shí)，錨下控制應(yīng)力沿著管壁向梁跨中逐漸減小，因而每一段的鋼絞線的伸長(zhǎng)值也是不相同的。2.1、力學(xué)指標(biāo)及計(jì)算參數(shù)預(yù)應(yīng)力筋力學(xué)性能指標(biāo)及相關(guān)計(jì)算參數(shù)如下：彈性模量：Ep=1.91*105 MPa標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度：fpk =1860MPa張拉控制應(yīng)力：con=0.75fpk =1395MPa鋼絞線松馳系數(shù)：0.3孔道偏差系數(shù)：=0.0015孔道摩阻系數(shù)：=0.15錨具變形及鋼束回縮每端按6mm計(jì)2.2、理論伸長(zhǎng)值的計(jì)算根據(jù)公路橋梁施工技術(shù)規(guī)范(JTJ 041-2000)，關(guān)于預(yù)應(yīng)筋伸長(zhǎng)值的計(jì)算按如下公式進(jìn)行：L=pp*LAp*Ep （公式1）式中：L各分段預(yù)應(yīng)力筋的理論伸長(zhǎng)值（mm）；Pp預(yù)應(yīng)力筋的平均張拉力（N）；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）；Ep預(yù)應(yīng)力筋的彈性模量（Mpa）。預(yù)應(yīng)力筋的平均張拉力Pp按如下公式計(jì)算：Pp=P(1-e-(kx+）kx+ （公式2）上式中：P預(yù)應(yīng)力筋張拉端的張拉力（KN）；從張拉端至計(jì)算截面曲線孔道部分切線的夾角之和（rad）；x從張拉端至計(jì)算截面的孔道長(zhǎng)度，整個(gè)分段計(jì)算時(shí)x等于L（m）；k孔道每米局部偏差對(duì)摩擦的影響系數(shù)（1/m），；預(yù)應(yīng)力筋與孔道壁之間的磨擦系數(shù)。上式中的k值在管道彎曲及直線部分全長(zhǎng)均應(yīng)考慮該影響，值只在管道彎曲部分考慮該系數(shù)的影響。預(yù)應(yīng)力張拉端的張拉力P值按如下公式計(jì)算：P=con*Ap*n*11000*b （公式3）上式中：P預(yù)應(yīng)力筋的張拉力（KN）；con預(yù)應(yīng)力筋的張拉控制力（MPa）； Ap每根預(yù)應(yīng)力筋的截面面積（mm2）； n同時(shí)張拉預(yù)應(yīng)力筋的根數(shù)； b超張拉系數(shù)，不超張拉時(shí)為1.0。2.3、實(shí)際伸長(zhǎng)值的量測(cè)及計(jì)算預(yù)應(yīng)力筋在張拉之前，要先調(diào)整到初應(yīng)力0，一般取控制應(yīng)力con的10%15%），本橋取10%，即0=0.1con=139.5MPa，張拉到初應(yīng)力后再開始張拉和量測(cè)伸長(zhǎng)值。實(shí)測(cè)伸長(zhǎng)值除張拉時(shí)量測(cè)的伸長(zhǎng)值外，還應(yīng)加上初應(yīng)力時(shí)的推算伸長(zhǎng)值，實(shí)際伸長(zhǎng)值總量L的計(jì)算公式如下：L=L1+L2-C （公式4）上式中：L 1從初應(yīng)力至最大張拉力間的實(shí)測(cè)伸長(zhǎng)值（mm）；L2初應(yīng)力0時(shí)推算伸長(zhǎng)值（mm）； C混凝土構(gòu)件在張拉過程中的彈性壓縮值（mm），一般情況下可忽略不計(jì)。上式中L2按下式計(jì)算：L2=0Ep*L （公式5）式中各符號(hào)的含義與上述相同。3、 設(shè)計(jì)對(duì)預(yù)應(yīng)力工藝的有關(guān)要求3.1、對(duì)混凝土強(qiáng)度、齡期的要求箱梁混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的85%，且混凝土齡期不小于7d時(shí)，方可張拉預(yù)應(yīng)力鋼束。3.2、對(duì)張拉力的要求預(yù)制梁內(nèi)正彎矩鋼束及墩頂連續(xù)段處的負(fù)彎矩鋼束均采用兩端同時(shí)張拉，錨下控制力為0.75 fpk =1395MPa。施加的預(yù)應(yīng)力采用張拉力與伸長(zhǎng)值雙控。3.3、對(duì)伸長(zhǎng)值的要求當(dāng)預(yù)應(yīng)力張拉到設(shè)計(jì)張拉力時(shí)，實(shí)際伸長(zhǎng)值與理論伸長(zhǎng)值的誤差應(yīng)控制在6%以內(nèi)，實(shí)際伸長(zhǎng)值應(yīng)扣除鋼束的非彈性變形的影響，各鋼束伸長(zhǎng)值（兩端之和）詳下表： 鋼束理論伸長(zhǎng)值一覽表（設(shè)計(jì)圖） 單位：mm項(xiàng) 目N1N2N3N4T1T2中 跨17317317317250100邊 跨1741731731733.4、對(duì)壓漿工藝的要求孔道壓漿采用智能真空輔助壓漿，孔道壓漿采用M50水泥漿，要求壓漿飽滿。水泥漿強(qiáng)度達(dá)到40MPa時(shí)，箱梁方可吊裝。4、 后張法預(yù)應(yīng)力鋼絞線理論伸長(zhǎng)值的計(jì)算本橋箱梁預(yù)應(yīng)力筋既有平彎又有豎彎，直線段與曲線段交錯(cuò)分布，故進(jìn)行分段計(jì)算，靠近張拉端第一段的終點(diǎn)力即為第二段的起點(diǎn)力，每段的終點(diǎn)力與起點(diǎn)力的關(guān)系如下式：Pz=pq*e-(kx+） （公式6）Pp=Pq-Pzkx+ （公式7）上式中：Pp分段的平均張拉力（KN）；Pz分段的終點(diǎn)張拉力（KN）；Pq分段的起點(diǎn)張拉力（KN）； 其余符號(hào)的意義同上。其它各段的起終點(diǎn)力可以從張拉端開始進(jìn)行逐步的計(jì)算。中跨及邊跨各鋼束僅計(jì)算半邊鋼絞線的伸長(zhǎng)量，中跨按計(jì)算的伸長(zhǎng)量乘以2為總的伸長(zhǎng)量，邊跨按計(jì)算的半邊的伸長(zhǎng)量加中跨半邊的伸長(zhǎng)量為總的伸長(zhǎng)量。頂板束為直線，不需分段計(jì)算。計(jì)算鋼束的伸長(zhǎng)量時(shí)還應(yīng)考慮千斤頂?shù)挠?jì)算長(zhǎng)度及工具錨的長(zhǎng)度，張拉端還應(yīng)考慮千斤頂及工具錨的長(zhǎng)度。千斤頂?shù)挠?jì)算長(zhǎng)度為0.345m，工具錨的長(zhǎng)度為0.05m。一根鋼絞線張拉端的張拉力： P=con*Ap*n*11000*b =1395*139*1*0.001*1=193.905KN預(yù)制箱梁區(qū)分中跨及邊跨及不同的鋼束分段進(jìn)行理論伸長(zhǎng)量的計(jì)算，中跨的兩端伸長(zhǎng)量按半邊梁乘2計(jì)，邊跨的兩端伸長(zhǎng)量按非連續(xù)端半邊梁加中跨半邊梁計(jì)，其計(jì)算表見附表1“25m預(yù)制箱梁預(yù)應(yīng)力筋理論伸長(zhǎng)量計(jì)算表”，計(jì)算結(jié)果如下表： 鋼束理論伸長(zhǎng)值一覽表（計(jì)算結(jié)果） 單位：mm項(xiàng) 目N1N2N3N4T1T2中 跨179179178178邊 跨1791791781785、 千斤頂張拉力與對(duì)應(yīng)油表讀數(shù)的計(jì)算5.1、鋼絞線張拉控制應(yīng)力的計(jì)算根據(jù)設(shè)計(jì)圖提供的數(shù)據(jù)，張拉控制應(yīng)力con=0.75*Ryb =1395MPa，截面積Ap=139mm2，低松馳預(yù)應(yīng)力筋不考慮超張拉，則按“公式3”計(jì)算得各預(yù)應(yīng)力張拉端的張拉力P值如下表所示： 預(yù)應(yīng)力張拉端的張拉力 單位：KN鋼束規(guī)格1s15.24s15.23s15.2錨下張拉力193.905775.620581.7155.2、油表檢測(cè)結(jié)果本工程使用的油壓千斤頂?shù)男吞?hào)為YDC1500，是預(yù)應(yīng)力穿心式通用萬能型千斤頂，與M15型錨具配套使用，其公稱張拉力1684KN，張拉行程200mm。千斤頂共2套，編號(hào)分別為130428、130429，130428#千斤頂配套使用的油壓表編號(hào)為413050603，130429#千斤頂配套使用的油壓表編號(hào)為413050604。油表的檢測(cè)結(jié)果如下表：130428#千斤頂油表檢測(cè)結(jié)果壓力值F(KN)油表讀數(shù)P(MPa)回歸方程計(jì)算的油表讀數(shù)(MPa)油表偏差(%)0-1665.05.10050.100532510.010.07720.077247415.014.7409-0.259164320.020.03060.030681325.025.35160.351695330.029.7336-0.2664112435.035.08590.0859128540.040.12520.1252143545.044.8202-0.1798回歸方程：P=0.0313F-0.0953 相關(guān)系數(shù)：r=0.9999130429#千斤頂油表檢測(cè)結(jié)果壓力值F(KN)油表讀數(shù)P(MPa)回歸方程計(jì)算的油表讀數(shù)(MPa)油表偏差(%)0-1625.04.9058-0.094232410.010.05740.057448615.015.2090.20964420.020.23340.233479225.024.9398-0.060295330.030.05960.0596110635.034.925-0.075125540.039.6632-0.3368142245.044.9738-0.0262回歸方程：P=0.0318F-0.2458 相關(guān)系數(shù)：r=0.99995.3、油表讀數(shù)的計(jì)算按不同的鋼束區(qū)分使用不同的油壓千斤頂按回歸方程式分別計(jì)算10%con、20%con、100%con的油表讀數(shù)，計(jì)算結(jié)果如下表： 130428#千斤頂張拉時(shí)各階段的油表讀數(shù) 單位：MPa鋼束規(guī)格10%con20%con100%con力值(KN)讀數(shù)力值(KN)讀數(shù)力值(KN)讀數(shù)4s15.277.5622.33155.1244.76775.62024.183s15.258.1721.73116.3433.55581.71518.11 130429#千斤頂張拉時(shí)各階段的油表讀數(shù) 單位：MPa鋼束規(guī)格10%con20%con100%con力值(KN)讀數(shù)力值(KN)讀數(shù)力值(KN)讀數(shù)4s15.277.5622.22155.1244.69775.62024.423s15.258.1721.60116.3433.45581.71518.256、 實(shí)際伸長(zhǎng)值的計(jì)算及量測(cè)6.1、實(shí)際伸長(zhǎng)值的計(jì)算預(yù)應(yīng)力筋張拉前，應(yīng)先調(diào)整到初應(yīng)力，即10%con，再開始張拉和量測(cè)伸長(zhǎng)值，初應(yīng)力時(shí)的伸長(zhǎng)值是推算值。實(shí)測(cè)伸長(zhǎng)值的計(jì)算詳“公式4”，初應(yīng)力時(shí)的伸長(zhǎng)值推算按“公式5”計(jì)算，不考慮混凝土構(gòu)件在張拉過程中的彈性壓縮值。初應(yīng)力0=10%con=139.5MPa，預(yù)應(yīng)力筋長(zhǎng)度L值區(qū)分非連續(xù)端及連續(xù)端取值，即區(qū)分中跨及邊跨的半邊梁取值，Ep=1.95*105 MPa。則計(jì)算結(jié)果如下表：鋼束初應(yīng)力伸長(zhǎng)值表(一端) 單位：mm項(xiàng) 目N1N2N3N4T1T2中 跨9.079.099.109.01邊 跨9.109.109.099.08本橋的初應(yīng)力時(shí)的推算伸長(zhǎng)值也可取10%20%的伸長(zhǎng)值，兩個(gè)值可相互復(fù)核。6.2、實(shí)際伸長(zhǎng)值的量測(cè)實(shí)際伸長(zhǎng)值的量測(cè)方法多種多樣，目前使用較多的是直接測(cè)量張拉端千斤頂活塞伸出量的方法，但這樣的測(cè)量方法存在一定的誤差。因?yàn)楣ぞ咤^端夾片張拉前經(jīng)張拉操作人員用鋼管敲緊后，在張拉到10%k時(shí)因鋼絞線受力，夾片會(huì)向內(nèi)滑動(dòng)，這樣通過測(cè)量千斤頂?shù)纳扉L(zhǎng)量而得到的伸長(zhǎng)量比鋼絞線的實(shí)際伸長(zhǎng)值長(zhǎng)12mm。從10%k張拉到1