PAGE20m預應力連續箱梁負彎矩張拉計算書一、后張法20m箱梁鋼鉸線張拉力及伸長值的計算已知設計參數:①鋼鉸線標準抗拉強度Rby=1860MPa②錨下控制應力бk=0.75Rby=1395MPa③彈性模量Ep=1.95×105MPa④單根鋼鉸線公稱直徑為Φs=15.20mm⑤單根鋼鉸線公稱面積為Ap′=140mm2⑥T1、T2鋼束4束，T3鋼束5束；⑦預應力鋼絞線張拉端的張拉力P0(根據設計參數計算)P0=δk×Ap=δk×Ap′×n(n為鋼鉸線束股數)鋼束為4股時P0=1395×140×4=781.2KN鋼束為5股時P0=1395×140×5=976.5KN二、理論伸長值的計算:1、平均張拉力及理論伸長量計算式①直線段平均張拉力Pp=P0=δk×Ap②曲線段平均張拉力Ppi=Pi-1[1-e-(KL+μθ)]/(KL+μθ)③△L=∑Ppi×Li/(Ap×Ep)式中:△L——預應力筋理論伸長值(mm)；Pp——預應力筋的平均張拉力(KN)；L——從張拉端至計算截面孔道長度(m)；Li——計算段預應力筋長度(m)；Ap——預應力筋截面面積(mm2)；Ep——預應力筋的彈性模量(MPa)；P0——預應力筋張拉端的張拉力(N)；Pi——第i段預應力筋的后端平均張拉力(KN)；Pi-1——第i-1段預應力筋的平均張拉力(KN)；k——孔道每米局部偏差對摩擦的影響系數。μ——預應力筋與孔道壁的摩擦系數。三、負彎矩鋼鉸線張拉力及伸長值計算1、預應力鋼絞線張拉端的張拉力P0(根據設計參數計算)P0=δk×Ap=δk×Ap′×n(n為鋼鉸線束股數)鋼束為1股時P0=1395×140×1=195.3KN2、工作端計算伸長量:(一端工作長度:65cm，千斤頂按30㎝算)鋼束1束:T1=P×L/(Ap×Ep)=195.3×103×7000/(140×1.95×105)=50.07mmT2=P×L/(Ap×Ep)=195.3×103×13000/(140×1.95×105)=93mm鋼束1束:T3=P×L/(Ap×Ep)=195.3×103×13000/(140×1.95×105)=93mm四、油表讀數與應力對應值1.千斤頂編號:19油壓表號:114640141回歸方程:P=0.20169N+0.3188(P:設備讀數-MPaN:荷載讀數-KN)千斤頂壓力N:1束P=195.3KN控制應力1束10%P=0.20169×195.3×0.1+0.3188=4.2578MPa20%P=0.20169×195.3×0.2+0.3188=8.1968MPa100%P=0.20169×195.3×1+0.3188=39.7089MPa五、鋼絞線張拉伸長量現場量測控制張拉時，鋼絞線外露部分處于錨具和千斤頂內部，鋼絞線伸長量無法在鋼絞線上直接測量，故只能測量張拉千斤頂的油缸行程，并扣除相關的伸長值損失即為實測伸長量。=1\*GB3①實測伸長量的量測方法梁體張拉時，分別在10%控制張拉力、20%控制張拉力及100%控制張拉力時測量兩端千斤頂的油缸行程，并按下式計算實測伸長值:△L實測=△L1+△L2-b-c式中:△L1:初應力以下的推算伸長值(mm)，可采用相鄰級的伸長量，即從0控制張拉力至10%控制張拉力時的千斤頂油缸的行程近似等于從10%控制張拉力至20%控制張拉力時千斤頂油缸的行程；△L2:從初應力至預應力補償后的最大張拉力(錨固前)間的實測伸長值(mm)，即從10%控制張拉力至100%控制張拉力時千斤頂油缸的行程差；b:千斤頂張拉力不斷增加過程中在工具錨處產生的夾片回縮造成的伸長量損失；c:千斤頂回油時在工作錨處產生的夾片回縮造成的伸長量損失。=2\*GB3②工具錨回縮量量測及計算當千斤頂張拉力達到10%控制張拉力時，初步將管道內松馳的預應力鋼鉸線拉緊，此時固定千斤頂，量測鋼鉸線外露端頭至工具錨靠外端錨杯面的距離b1；繼續張拉至100%控制張拉力時，工具錨內鋼鉸線及夾片隨拉力增大而向內回縮，此時量測鋼鉸線外露端頭至工具錨靠外端錨環面的距離b2，b1-b2即為工具錨回縮量b，該值在量測時取各單根鋼鉸線的平均值計算，一般不少于3根。由于該回縮值產生于鋼鉸線錨固端之外，只影響實測伸長值，而不影響控制張拉力，故無需對張拉力進行補償。=3\*GB3③工作錨回縮量量測及計算張拉時，由于鋼鉸線與錨具夾片的摩擦作用，工作錨夾片隨著鋼鉸線的拉伸向外移動，移動至千斤頂限位板的凹槽底部時，夾片徹底放松對鋼鉸線的約束，同時夾片也停止繼續向外移動，當張拉至設計控制張拉力后，在千斤頂回油放松鋼鉸線的瞬間，鋼鉸線產生彈性收縮，工作錨夾片在與鋼鉸線的摩擦作用下向錨環孔眼內快速移動，隨即將鋼鉸線鎖緊錨固。工作錨夾片回縮后，將引起鋼鉸線實測伸長量及張拉力的雙重損失，其中實測伸長量損失的量測方法為:張拉完畢卸掉千斤頂后，在工作錨處測量工作錨夾片在錨杯處的外露長度c1(多根鋼鉸線時取量測平均值，至少測量3根)，千斤頂限位板凹槽深度為可量測固定值c2，則工作錨回縮量c=c2-c1。=4\*GB3④工作錨回縮引起的張拉力損失計算工作錨回縮造成的張拉力損失按下式計算:△P=P/△L×c (6.4.1)式中:L:為理論計算伸長值；P:為設計控制張拉力；c:為工作錨回縮量。由于張拉首片梁板時無法確定c值，故第一片梁的c值按以下經驗公式計算:C=h×0.65×a式中:h:為限位板的凹槽深度；a:為與鋼鉸線直徑相關的修正參數。當鋼鉸線直徑φ=15.20mm時，取1.0，當φ=12.7mm時，取1.2。=5\*GB3⑤工作錨錨具回縮造成的張拉力損失補償方法當實施兩端張拉時，當兩端均達到設計控制張拉力后，先將A端錨固，再將B端補償張拉力后進行錨固。因為A端錨固時由于工作錨夾片的回縮，致使B端油壓下降，張拉應力減小，所以應在B端補張拉后再行錨固，即B端補張拉至設計控制張拉力時，已將A端錨具回縮造成的張拉力損失進行了補償，但是在B端補張拉后錨固時，由于工作錨夾片回縮仍會造成單端張拉力的損失，為了補償B端回縮造成的張拉力損失，其修正后的設計控制張拉力應按下式計算:Pk=P+△P (6.4.2)式中:P:為設計控制張拉力；△P:為工作錨回縮造成的張拉力損失，按6.4.1節公式計算。此處應注意張拉力補償切不可與超張拉混淆。六、預應力鋼束伸長量的量測方法=1\*GB3①量測伸長量的要求開始張拉前把所有鋼絞線尾端切割成一個平面，在任何步驟下量測伸長量都量測該平面距錨墊板之間的距離，而不可量測千斤頂油缸的變位量，以免使滑絲現象被忽略。=2\*GB3②檢查鋼絞線有無滑絲查看δ3-δ2是否大于8mm，如果大于8mm，則表明出現滑絲，要查明原因并采取措施解決后方可繼續張拉。再檢查鋼絞線尾端標記是否仍為一個平面，如果平面出現了變化，說明有個別鋼絞線出現了滑絲，必須采取措施進行及時處理。注:實測伸長量δ2為張拉至100%σk(σk包括預應力損失在內)時力筋的總伸長量；實測伸長量δ3為持荷3～5min錨固后力筋的總伸長量；δ3-δ2即為力筋錨固后力筋的總回縮量。=3\*GB3③實測與理論計算伸長量進行比較應使-6%≤(δ-Δ′)/Δ′≤6%，方可滿足要求，否則應查明原因，并予以解決。式中:Δ′:為修正后的伸長量值，Δ′=(E×A)×Δ/(E′×A′)E′、A′:實測的鋼絞線彈性模量及截面積E、A:設計采用的鋼絞線彈性模量及截面積Δ:理論計算伸長量七、后張法預應力施工1、作業前準備梁體內建立的最有效預應力是通過預應力鋼束的實測伸長值來校核的，其鋼束的張拉質量滿足要求，必須從施工準備階段、孔道成型留設階段以及預應力束的張拉階段采取措施加以控制。=1\*GB3①制孔預應力孔道位置及材質應符合設計要求，并滿足壓漿工藝的要求。制孔管管壁應嚴密不易變形，確保其定位準確，管節連接應平順。孔道錨固端的預埋鋼板應垂直于孔道中心線。孔道成型后應對孔道進行檢查，發現孔道阻塞或殘留物應及時處理。=2\*GB3②孔道實際線形與設計線形偏差大，無端增加了預應力損失，直接影響了梁體建立的有效預應力，降低結構的應力儲備。因此提高孔道的成型精度，需做好如下幾個方面的工作:=1\*alphabetica孔道的定位鋼筋采用井字形，直線段縱向間距不大于100cm，曲線段縱向間距不大于50cm，并將其點焊在穩定的結構鋼筋上，確定孔道按設計線形定位牢固準確，波紋管在加工時就應該嚴把質量，杜絕存在質量問題的產品用于梁體成孔，無法避免的孔道破損和接管處用膠布纏裹密封，以免引起漏漿。=2\*alphabeticb當鋼筋與預應力孔道發生干擾時，經設計單位同意后進行調整，可適當移動鋼筋以保證預應力孔道位置準確。=3\*alphabeticc嚴格控制波紋管的接管連接質量，接管采用大一號，長度不小于50cm的波紋管，被接管在接管內的錨固長度不小于20cm，并全部滿足設計彎曲曲線的半徑要求。=4\*alphabeticd保證孔道與端部喇叭管的順直度，絕不允許有折角存在。安裝封頭模板時，按喇叭管張拉平面的準確傾角進行固定。=3\*GB3③加強對原材料錨固能力的檢驗，避免因原材料不合格而造成張拉失敗。=4\*GB3④液壓千斤頂與油泵必須配套使用,千斤頂與油泵及壓力表均定期或根據張拉次數配套校驗標定。張拉設備設專人使用和管理，做好千斤頂和油壓表的編號。=5\*GB3⑤對制束和穿束，施工中做好以下幾個方面的工作:=1\*alphabetica鋼絞線下料前進行表面外觀檢查，不過早下料，嚴禁將鋼絞線作電焊機導線用。=2\*alphabeticb鋼絞線下料按設計長度加張拉設備長度，并預留錨外不少于100mm的總長度下料，下料應用砂輪機平放切割。切斷后平放在地面上，采取措施防止鋼絞線散頭。=3\*alphabeticc鋼絞線切割完后按各束理順，并間隔1.5米用鐵絲捆扎編束。同一孔道穿束應整束整穿。=4\*alphabeticd長束鋼絞線穿束前，用Φ10圓鋼做成一個穿心錐安裝在前端，用卷揚機牽引，避免在穿束過程中鋼絞線將波紋管損壞、翹曲。用Φ10圓鋼加工一多目方形梳子，穿束時，鋼絞線均通過梳子梳理，防止鋼絞線在孔道內打架、纏繞。=5\*alphabetice鋼束過長，無法再孔道內穿塑料內襯管。澆筑混凝土前就將鋼絞線穿入，混凝土澆筑時，嚴禁振動棒碰撞到波紋管，避免孔道的局部變形、偏擺。并不時地抽動鋼絞線，混凝土澆注完后，在初凝前再次抽動鋼絞線，減少因可能漏漿而增大孔道摩阻。=6\*alphabeticf張拉鋼絞線之前，對梁體全面檢查，如有缺陷修補完好且達到設計強度，并將承壓墊板及錨下管道擴大部分的殘余灰漿鏟除干凈，否則不得進行張拉。八、張拉施工工藝1、千斤頂的定位安裝(1)在工作錨上套上相應的限位板，根據鋼絞線直徑大小確定限位尺寸；(2)裝上張拉千斤頂，使之與高壓油泵相連接；(3)裝上可重復使用的工具錨；(4)裝上工具夾片(夾片表面涂上退錨靈)。2、預應力筋張拉(1)將錨墊板內的混凝土清理干凈，檢查錨墊板的注漿孔是否堵塞；(2)清除鋼絞線上的銹蝕、泥漿；(3)檢查預應力孔道中是否有漏漿粘結預應力筋的現象，如有應予以排除；(4)安裝工作錨具，錨具應與錨墊板對正；(5)在工作錨具每個錐孔內裝上工作夾片，夾片安裝后要齊平，必要時用專業工具輕敲，但不得用力過大，把夾片損壞。3、預應力張拉程序當梁體混凝土強度達到設計強度90%且彈性模量達到設計要求后，即可進行張拉。張拉時的強度要求以現場同條件養護混凝土試塊的試壓報告為準。在進行第一片梁張拉時需要對管道摩阻損失、錨圈摩阻損失、工具錨處夾片回縮產生的損失、工作錨處夾片回縮產生的損失進行測量。根據測量結果對張拉控制應力作補償，確保有效應力值。箱梁兩側腹板宜對稱張拉，其不平衡束最大不能超過一束，張拉同束鋼絞線應由兩端對稱同步進行，且按設計規定的編號及張拉順序張拉。張拉時分級加載，張拉程序為:0→10%σk→20%σk→100%σk→持荷3min錨固(σk為張拉時預應力損失補償后的控制應力)。10%σk、20%σk、100%σk、持荷3min錨固對應的張拉力分別量測伸長值σ0、σ1、σ2、σ3；張拉控制采用張拉力和伸長值雙控，以張拉力控制為主，以伸長值進行校核；實際與理論伸長值的偏差應在-6%～+6%范圍內。4、預應力張拉其他要求張拉完成后多余鋼絞線使用切割機器在距錨具30mm以外的位置切割，嚴禁采用氧氣乙炔火焰進行切割。張拉錨固后應及時灌漿，一般應在48小時內完成，如因特殊情況不能及時灌漿，則應采取相應的保護措施，保證錨固裝置及鋼絞線不被銹蝕。高壓油泵有不正常情況時，應立即停止作業并進行檢查，嚴禁在千斤頂工作時拆卸液壓系統的部件或者敲打千斤頂。兩端張拉鋼絞線時，必須兩邊同時給千斤頂主油缸徐徐充油張拉，兩端伸長量基本保持一致，嚴禁一端張拉；單端張拉鋼絞線時，應將固定端錨固牢靠，并檢查無誤后開始給千斤頂主油缸徐徐充油張拉；張拉時，應有專人負責填寫張拉記錄。張拉完畢，卸下千斤頂及工具錨后，要檢查工具錨處每根鋼絞線的割痕是否平齊，若不平齊說明有滑絲現象，如遇有這種情況要對滑絲束進行補拉，使其達到控制應力。全梁斷絲、滑絲總數不得超過該斷面鋼絲總數的0.5%，且一束內斷絲不得超過一絲，也不得在同一側。九、預應力施工常見問題及處理措施1、錨墊板面與孔道軸線不垂直或錨墊板中心線偏離孔道軸線(1)現象張拉過程中錨具突然抖動或移動，張拉力下降，有時會發生錨具與錨墊板不緊貼的現象。(2)原因分析錨墊板安裝時沒有仔細檢查對中，墊板面與預應力索軸線不垂直。造成鋼絞線或鋼絲束內力不一，當張拉力增加到一定程度時，力線調整，會使錨具突然發生移動或抖動，拉力下降。(3)預防措施錨墊板安裝應仔細檢查對中，錨墊板面與預應力索的力線垂直；錨墊板要可靠牢固，確保在混凝土澆筑過程中不會移動。(4)治理方法另外加工一塊楔形鋼墊板，楔形鋼墊板的坡度應能使其與預應力索的力線垂直。2、錨頭下錨板處混凝土變形開裂(1)現象預應力張拉后，錨墊板下混凝土變形開裂。(2)原因分析通常錨墊板附近鋼筋布置很密，澆筑混凝土時，振搗不密實，混凝土疏松或者僅有砂漿，以致該處混凝土強度低。錨墊板下的鋼筋布置不夠、受壓區面積不夠、錨墊板設計厚度不夠，受力后變形過大。(3)預防措施錨墊板必須有足夠的厚度以保證其剛度。錨墊板下應布置足夠的鋼筋，以使鋼筋混凝土足以承受因張拉預應力索而產生的壓應力和主拉應力。澆筑混凝土時應特別注意在錨頭區的混凝土質量，因在該處往往鋼筋密集，混凝土的粗骨料不易進入而只有砂漿，會嚴重影響混凝土的強度。(4)治理方法將錨具取下，鑿除錨下損壞部分，然后加筋用高強度混凝土修補，將錨下墊板加大厚度，使承壓面擴大。3、滑絲與斷絲(1)現象錨具在預應力張拉后，夾片“咬不住”鋼絞線或鋼絲，鋼絞線或鋼絲滑動，達不到設計張拉值。張拉鋼絞線或鋼絲時，夾片將其“咬斷”，即齒痕較深，在夾片處斷絲。(2)原因分析錨夾片硬度指標不合格，硬度過低，夾不住鋼絞線或鋼絲；硬度過高則夾傷鋼絞線或鋼絲，有時因錨夾片齒形和夾角不合理也可引起滑絲或斷絲。鋼絞線或鋼絲的質量不穩定，硬度指標起伏較大，或外徑公差超限，與夾片規格不相匹配。(3)預防措施錨夾片的硬度除檢查出廠合格證外，在現場應進行復檢，有條件的最好進行逐片復檢。鋼絞線和鋼絲的直徑偏差、橢圓度、硬度指標應納入檢查內容，如偏差超限，質量不穩定，應考慮更換鋼絞線或鋼絲的供應單位。滑絲、斷絲若不超過規范允許數量，可不予處理，若整束或大量滑絲和斷絲，應將錨頭取下，經檢查合格后，更換鋼束重新張拉。4、波紋管線形與設計偏差較大(1)現象最終成型的預應力孔道與設計線形相差較大。(2)原因分析澆筑混凝土時，預應力波紋管沒有按規定可靠牢固，波紋管被踩壓、移動、上浮等，造成波紋管變形。(3)預防措施要按設計線形準確放樣，并用U形鋼筋按設計規定對波紋管的空間位置進行固定，再點焊牢固。曲線及接頭處U形鋼筋應加密。澆筑混凝土時注意保護波紋管，不得踩壓，不得將振動棒靠在波紋管上進行作業。應有防止波紋管在混凝土還未凝固時上浮的措施。5、波紋管漏漿堵管(1)現象用通孔器檢查波紋管時發現內有堵塞；采用在混凝土未澆筑前波紋管內先置鋼絞線后澆混凝土的方式時，發現先置的鋼絞線拉不動。(2)原因分析波紋管接頭處脫開漏漿，流入孔道；波紋管破損漏漿或在施工中被擠壓變癟；波紋管本身有孔洞。(3)防治措施使用的波紋管必須具備足夠的承壓強度和剛度，有破損的管材不得使用，波紋管連接應根據其號數，選用配套的博文套管，連接時兩端波紋管必須擰至相碰為止，然后用膠布或防水布將接頭縫隙封閉嚴密。澆筑混凝土時應保護波紋管，不得碰傷、擠壓、踩踏。發現破損應立即修補。施工時應防止電焊火花灼燒波紋管的管壁。波紋管安裝好后，宜插入塑料管作為內襯，以加強波紋管的剛度和順直度，防治波紋管變形、損壞。(4)澆筑混凝土開始后，在其初凝前，應用通孔器檢查并不時拉動疏通，如采用預置預應力索的措施，則應時時；拉動預應力鋼絞線。確定堵孔嚴重無法疏通的，應設法查準堵孔的位置，鑿開該處混凝土疏通孔道。6、張拉鋼絞線伸長量偏差過大(1)現象張拉力達到了設計要求，但鋼絞線伸長量與理論計算相差較大。(2)原因分析鋼絞線的實際彈性模量與設計采用值相差較大。孔道實際線形與設計線形相差較大，以致實際的預應力摩阻損失與設計計算值有較大的差異；或實際孔道摩阻參數與設計取值有較大出入也會產生延伸率偏差過大。初應力采用值不合適或超張拉過多。張拉過程中錨具滑絲或鋼絞線內有斷絲。張拉設備未作標定或表具讀數離散性過大。砼強度未達到張拉強度要求。(3)防治措施每批鋼絞線均應復檢，并按實際彈性修正計算延伸值。校正預應力孔道的線形。按照鋼絞線的長度和管道摩阻力確定合格的初應力值和超張拉值。檢查錨具和鋼絞線有無滑絲或斷絲。校核測力系統和表具。砼必須達到張拉強度時張拉。7、預應力損失過大(1)現象預應力施加完畢后鋼絞線松弛，應力值達不到設計值。(2)原因分析錨具滑絲或鋼絞線內有斷絲。鋼絞線的松弛率超限。量測表具數值有誤，實際張拉值偏小。錨具下混凝土局部破壞變形過大。鋼絞線與孔道間摩阻力過大。(3)防治措施檢查鋼絞線的實際松弛率，張拉時應采取張拉力和引伸量雙控制。事先校正測力系統，包括錨具。錨具滑絲失效，應予更換。鋼絞線斷絲率超限，應將其錨具、預應力筋更換。錨具下混凝土破壞，應將預應力釋放后，用環氧樹脂混凝土或高強度混凝土補強后重新張拉。(4)改進鋼束孔道施工工藝，使孔道線形符合設計要求，必要時可使用減摩劑。8、預應力孔道注漿不密實(1)現象水泥漿從入口壓入孔道后，前方通氣孔或檢查孔不見有漿水流過；或有的是一出的漿水稀薄。鉆孔檢查發現控告中有空隙，甚至沒有灰漿。

(2)原因分析灌漿前孔道未用高壓水沖洗，灰漿進入管道后，水分被大量吸附，導致灰漿難以流動。孔道中有局部堵塞或障礙物，灰漿被中途堵住。灰漿在終端溢出后，持續荷載繼續加壓時間不足。灰漿配制不當，如所用的水泥泌水率高、水灰比大、灰漿離析等。(3)防治措施孔道在灌漿前應以高壓水沖洗，除去雜物、疏通和濕潤整個管道。配制高質量的漿液。選用的水泥可用強度等級不低于52.5MPa的普通硅酸鹽水泥，灰漿水灰比應控制在0.1～0.45，泌水率宜不小于2%，最大不應超過3%。灰漿應具有良好的流動度并不易離析，可摻入適量的減水劑和微膨脹劑，但不得使用對管道和預應力索有腐蝕作用的外摻劑，摻量和配比應根據試驗確定。9、預應力孔道灌不進漿(1)現象灰漿灌不進孔道，壓漿機壓力卻不斷升高，水泥灰漿噴溢但出漿口未見灰漿溢出。(2)原因分析管道或排氣孔受堵，波紋管內徑過小，穿束后管內不暢通，漿液通過困難。孔道內落入雜物。(3)防治措施用高壓水多沖幾次，盡可能清除雜物。十、各種保證措施1、質量保證措施(1)預應力張拉為箱梁質量控制的特殊工序，由工程技術部與張拉負責人編制張拉計算書并進行三級技術交底，由試驗室提供混凝土的強度、彈性模量并負責設備校檢、油表校對，質量部派專人進行全程監控，張拉班組負責預應力施工。張拉前監控人員必須仔細核對抗壓強度、彈性模量值及齡期符合要求并對張拉設備、工藝參數以及張拉人員進行確認，張拉過程中對張拉應力、實測伸長值及靜停時間進行監控，如出現問題，立即停止并認真查明原因，消除后再進行張拉；(2)嚴格按設計圖紙和現行施工驗收規范組織施工，具體操作嚴格按批準后的施工方案和預應力施工工法進行；(3)認真做好自檢、互檢等檢驗工作，并及時進行隱蔽工程驗收，未經驗收不得進行下一道工序的施工；(4)張拉施工前，應認真復核圖紙與施工情況，在現場同條件養護的混凝土試塊的試壓強度達到設計允許的張拉強度后，方可進行張拉；(5)嚴格按圖紙要求進行施工，發現問題應及時上報有關單位，經有關部門核定后繼續施工；(6)嚴格按照預應力施工工藝進行施工，預應力連續梁和板兩端承載力支撐應滿足上部施工荷載所必須的強度和剛度要求，臺座兩端采用雙層擴大基礎，加防裂鋼筋網加固。(7)預應力筋張拉前，不得拆除梁底模；(8)張拉前應對