梁场25m小箱梁预应力张拉计算书(1).doc

河恵莞高速公路龙川至紫荆TJ1合同段 (-K0+000K6+800)2#梁场25米小箱梁预应力张拉计算书计 算 ： 复 核 ： 审 核 ：核工业华南建设工程集团有限公司河恵莞高速公路龙川至紫荆TJ1合同段项目经理部二一七年九月十日1#梁场25米小箱梁后张法预应力钢绞线张拉伸长值计算桥梁预应力施工时，采用张拉应力和伸长值双控，实际伸长值与理论伸长值误差不得超过6，所以伸长值的计算就相当重要，结合实际施工过程，通过对后张法现浇预应力小箱梁预应力钢绞线张拉伸长值的计算，适用于现场施工的伸长值计算方法。一、工程概况本标共398片梁，其中2#梁场主要预制25m小箱梁共168片；1#梁场预制40mT梁计230片。1#预制场位于主线K5+800 处，为线内梁场。二、张拉工艺要求预应力的张拉应在混凝土强度达到强度设计值的85%以后方可进行，张拉时施加预应力应采用张拉力与引伸量双控。预制梁内正弯矩钢束锚下张拉控制应力为0.75 pk f =1860*0.75=1395Mpa，预应力张拉时还需考虑钢束与锚圈口之间的摩擦损失，锚口摩阻损失采用厂家及施工单位常年积累的数据按3考虑，即钢束锚外张拉控制应力为1395 Mpa，当预应力钢束张拉达到设计张拉力时，实际引伸量值与理论引伸量值的误差应控制在6%以内。实际引伸量值扣除钢束的非弹性变形影响。钢束引伸量一览表 单位：mmN1N2N3N4N5174173172172173主梁预应力钢束采用两端同时张拉，以对称于构件截面的中轴线、上下左右均衡为原则，同时考虑不使构件的上、下缘混凝土应力超过容许值。主梁正弯矩钢束张拉顺序为N1N3N2N5N4。预应力施工应采用自动智能控制张拉系统。预应力筋张拉后，孔道应及早压浆，一般应在24小时内灌浆完毕。三、后张法预应力钢绞线材料规定预应力体系：预应力砼箱梁预应力钢束采用s15.2钢绞线，采用高强度低松驰7丝捻制的预应力钢绞线，公称直径为15.20mm，公称面积140mm2，标准强度fpk=1860Mpa，弹性模量Ep=1.95105MPa，1000h后应力松驰率不大于3%，其技术性能符合中华人民共和国国家标准(GB/T 52242003)预应力筋用钢绞线的规定。锚具：预制箱梁正弯矩钢束采用YM15-4、YM15-5圆形锚具及其配套的配件，锚具及其配套的配件必须采用工厂定型产品，并符合JTT 3292010公路桥梁预应力钢绞线用锚具、夹具和连接器的要求。预应力管道：采用预埋圆形金属波纹管成孔, 圆形金属波纹管符合JG225-2007预应力混凝土用金属波纹管的要求。1、预应力钢绞线 应按有关规定对每批钢绞线抽检强度、弹性模量、截面积、延伸量和硬度，对不合格产品严禁使用，同时应就实测的弹性模量和截面积对计算引伸量作修正。2、锚具和垫板毛刺者应予退货，不准使用。 所有锚具均应采用整体式锚头，不允许采用分离式锚头。3、 预应力质量的控制 混凝土强度大于或等于85%的设计强度（龄期7天以上 应抽样检查夹片硬度。 应逐个检查垫板喇叭管内有无毛刺，对有）时才允许进行预应力张拉。 预应力的张拉班组必须固定，且应在有经验的预应力张拉工长的指下进行，不允许临时工承担此项工作。 张拉顺序：先张拉腹板钢束由上到下，两侧对称张拉，然后张拉顶、底板长束，由两侧向中间对称张拉，再张拉顶、底板短束，由两侧向中间对称张拉。每次张拉应有完整的原始张拉记录，且应在监理在场的情况下进行。方锚预应力必须采用整束张拉。 预应力采用张拉力与引伸量双控，引伸量误差应在6%范围，每一截面的断丝率不得大于该截面总钢丝数的1%，且不允许整根钢绞线拉断。断丝是指锚具与锚具间或锚具与死锚端部之间，钢丝在张拉时或锚固时破断。图中所给引伸量未计钢束工作长度部分引伸量，施工时应特别注意。 千斤顶在下列情况下应重新标定：a已使用三个月；b张拉次数超过施工规范规定的次数；千斤顶和油泵必须配套标定和配套使用；张拉前应检查千斤顶内摩阻是否符合有关规定要求，否则应停止使用。严禁钢铰线作电焊机导线用，且钢铰线的放置应远离电焊地区。预应力管道应在张拉后24小时内压浆，要求管道压浆密实，水灰比不大于0.4，不允许掺氯盐、铝粉，可掺减水剂，其掺量由试验决定，为减少收缩，可掺入专用膨涨剂。压浆砼标号不低于C40（70mmx70mmx70mm立方体试件，标准养护28d测得的抗压强度不低于C40）。压浆质量应作抽检。四、根据施工方法确定计算参数：预应力管道成孔方法采用金属螺旋管成孔，查下表确定K、取值： 表1孔道成型方式K值值钢丝束、钢绞线螺纹钢筋预埋金属波纹管0.00150.200.250.50注：摘自公路桥涵施工技术规范（JTG/T F50-2011）附录G1根据钢绞线试验结果取得钢绞线实际弹性模量Ep（一般为1.92.04105Mpa）五、后张法钢绞线理论伸长值计算后张法预应力钢绞线在张拉过程中，主要受到以下两方面的因素影响：一是管道弯曲影响引起的摩擦力，二是管道偏差影响引起的摩擦力；两项因素导致钢绞线张拉时，锚下控制应力沿着管壁向跨中逐渐减小，因而每一段的钢绞线的伸长值也是不相同的。1、 计算公式：公路桥梁施工技术规范(JTG/T F50-2011)中关于预应筋伸长值L的计算按照以下公式（1）：LPpLApEpL各分段预应力筋的理论伸长值（mm）； Pp各分段预应力筋的平均张拉力（N）；L预应力筋的分段长度（mm）；Ap预应力筋的截面面积（mm2）；Ep预应力筋的弹性模量（Mpa）；公路桥梁施工技术规范(JTG/T F50-2011)附录G1中规定了Pp的计算公式（2）：PpP（1e（kx）kxP预应力筋张拉端的张拉力，将钢绞线分段计算后，为每分段的起点张拉力，即为前段的终点张拉力（N）；从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和，分段后为每分段中每段曲线段的切线夹角（rad）；x从张拉端至计算截面的孔道长度，分段后为每个分段长度或为公式1中L值；k孔道每束局部偏差对摩擦的影响系数（1/m），管道内全长均应考虑该影响；预应力筋与孔道壁之间的磨擦系数，只在管道弯曲部分考虑该系数的影响。2、划分计算分段：整束钢绞线在进行分段计算时，首先是分段（见图1）：2.1波纹管内长度：计算时要考虑、，计算一段的起点和终点力。每一段的终点力就是下一段的起点力，例如靠近张拉端第一段BC的终点C点力即为第二段CD的起点力，每段的终点力与起点力的关系如下式：Pz=Pqe-(KX+)（公式3）Pz分段终点力（N）Pq分段的起点力（N）、x、k、意义同上各段的起终点力可以根据公式3从张拉端开始进行逐步的计算。 箱梁横向钢束构造图（图1），纵向钢绞线N1、N2、N3、N4、N5钢束大样图（图2）：图1图23、 张拉要求（1）张拉采用两端对称张拉，采用应力控制方法张拉，并以伸长值进行校核。量测伸长值时应考虑锚具及构件的压缩影响。控制张拉应力k=0.75Rby=1395Mpa。如果张拉应力达到控制张拉应力时，伸长量仍不能满足要求，应停止张拉，查找分析原因。（2）张拉前应清理好锚具与梁体接触面，使其表面垂直于钢绞线。（3）按设计规定的编号及张拉顺序进行。张拉程序为：0初应力( 0.1k)0.20k0.50kcon(持荷5min)锚固。根据设计图纸及规范和实测数据，已知以下参数（表1）：表1项目名称取值标准强度fpx1860 Mpa张拉控制应力k1395 Mpa（=1860 Mpa*75%）钢绞线面积Ag140mm2弹性模量Eg1.95105Mpa管道摩阻系数0.25管道偏差系数k0.0015张拉端的张拉力195.3KN（=1395MPa*140mm2）根据钢绞线要素（图2和表1），采用分段计算理论伸长量。可以计算出各分段长度，根据公式计算出伸长量，N1、N2、N3、N4、N5采用计算一半钢绞线的伸长值然后乘以二的方法，见表2； 表2编号项目BCCDN1长度x（m）9.6842.646弧度（rad）0.08730N2长度x（m）8.0784.246弧度（rad）0.08730N3长度x（m）6.4715.847弧度（rad）0.08730N4长度x（m）4.8657.447弧度（rad）0.08730N5长度x（m）2.3869.915弧度（rad）0.0350根据锚下（张拉）控制力为k=0.75 fpk 1395Mpa及锚圈口摩阻损失（一般规定不大于3%，也可根据公路桥梁施工技术规范(JTG/T F50-2011)附录G2测得，这里计算取3%）计算千斤顶张拉力P1395140195300N（每根）；根据表2中参数计算当k0.0015，0.25各段伸长量： 表3分段x（mm）（rad）kx+e-(kx+)终点力PzLN1BC96840.08730.0363510.96430176195300 68.0 CD264600.0039690.99603887194526 18.9当k0.0015，0.25总伸长量L（68.018.9）*2=173.8mmN2BC80780.08730.0339420.96662757195300.0 56.8CD424600.0063690.99365124194060.030.2当k0.0015，0.2总伸长量L（56.830.3）*2=174.2mmN3BC64710.08730.0315320.96895995195300.045.6CD584700.0087710.99126735193594.041.6当k0.0015，0.2总伸长量L（45.641.6）*2=174.4mmN4BC48640.08730.0291210.97129893195300.034.3CD744700.0111710.98889116193130.552.9当k0.0015，0.2总伸长量L（34.352.9）*2=174.4mmN5BC23860.0350.0254040.97491597195300.016.9CD991500.0148730.98523706192416.970.4当k0.0015，0.2总伸长量L（1770.4）*2=174.8mm六、千斤顶张拉力与对应油表读数计算25米小箱梁后张法预应力钢绞线千斤顶使用四套设备，千斤顶编号：15092401 油压表编号：20157825 线性回归方程： P = 0.0334X-0.0507(X为力值，单位：KN) (MPa) 千斤顶编号：15092402 油压表编号：20157707 线性回归方程： P = 0.0332X+0.4496(X为力值，单位：KN) (MPa) 千斤顶编号：15092403 油压表编号：20157821 线性回归方程： P = 0.0334X+0.1310(X为力值，单位：KN) (MPa)千斤顶编号：15092404 油压表编号：20157826 线性回归方程： P = 0.0335X+0.5293(X为力值，单位：KN) (MPa)油顶与压力表配套校验，确定张拉力与油表读数间的关系曲线，检验用的试验机或测力计的精度等级不低于+2%。使用超过300次及使用中有不正常现象的应重新校验。张拉机具长期不使用时，应在使用前全面检验。工具夹片在安装前，在锥面上均匀涂一层石蜡，保证卸锚灵活。各孔之间的夹片，要均匀打紧，勿使松紧不一，外露端头且在同一平面内。1. 极限强度 fpyk=1860Mpa 张拉控制应力：con=1395Mpa 公称直径：15.24mm 单根面积：1402 N1、N2束： 4根 AP=560(mm2) 控制张拉力F0=781.2（KN) N3、N4、N5束: 5根 AP=700(mm2) 控制张拉力F0=976.5（KN）2. 偏差系数： K：0.0015 管道摩擦系数： 0.25 弹性模量： EP：1.95x105（Mpa） 3、L=PP*L/AP*EP PP=P0（1e-（Kx+）/KX+ （P0 为张拉端的张拉力）N1-1张拉力油表读数对照表N1-2张拉力油表读数对照表 千斤顶编号：15092401 油压表编号：20157825 线性回归方程： P = 0.0334X-0.0507 (MPa) 千斤顶编号：15092402 油压表编号：20157707 线性回归方程： P = 0.0332X+0.4496 (MPa) F0 = 1860*0.75*140*4=781.2KN F0 = 1860*0.75*140*4=781.2KN级数N1级数N1张拉力(X)读数(P)伸长量(mm)区间值（mm）张拉力(X)读数(P)伸长量(mm)区间值（mm）781.286.93 土6%781.286.93 土6%10%78.122.56 8.69 8.17 9.21 10%78.123.04 8.69 8.17 9.21 20%156.245.17 17.39 16.34 18.43 20%156.245.64 17.39 16.34 18.43 50%390.613.00 43.46 40.85 46.07 50%390.613.42 43.46 40.85 46.07 100%781.226.04 86.93 81.71 92.14 100%781.226.39 86.93 81.71 92.14 N1-3张拉力油表读数对照表N1-4张拉力油表读数对照表 千斤顶编号：15092403 油压表编号：20157821 线性回归方程： P = 0.0334X+0.1310 (MPa) 千斤顶编号：15092404 油压表编号：20157826 线性回归方程： P = 0.0335X+0.5293 (MPa) F0 = 1860*0.75*140*4=781.2KN F0 = 1860*0.75*140*4=781.2KN级数N1级数N1张拉力(X)读数(P)伸长量(mm)区间值（mm）张拉力(X)读数(P)伸长量(mm)区间值（mm）781.286.93 土6%781.286.93 土6%10%78.122.74 8.69 8.17 9.21 10%78.123.15 8.69 8.17 9.21 20%156.245.35 17.39 16.34 18.43 20%156.245.76 17.39 16.34 18.43 50%390.613.18 43.46 40.85 46.07 50%390.613.61 43.46 40.85 46.07 100%781.226.22 86.93 81.71 92.14 100%781.226.70 86.93 81.71 92.14 N2-1张拉力油表读数对照表N2-2张拉力油表读数对照表 千斤顶编号：15092401 油压表编号：20157825 线性回归方程： P = 0.0334X-0.0507 (MPa) 千斤顶编号：15092402 油压表编号：20157707 线性回归方程： P = 0.0332X+0.4496 (MPa) F0 = 1860*0.75*140*4=781.2KN F0 = 1860*0.75*140*4=781.2KN级数N2级数N2张拉力(X)读数(P)伸长量(mm)区间值（mm）张拉力(X)读数(P)伸长量(mm)区间值（mm）781.287.10 土6%781.287.10 土6%10%78.122.56 8.71 8.19 9.23 10%78.123.04 8.71 8.19 9.23 20%156.245.17 17.42 16.37 18.46 20%156.245.64 17.42 16.37 18.46 50%390.613.00 43.55 40.94 46.16 50%390.613.42 43.55 40.94 46.16 100%781.226.04 87.10 81.87 92.32 100%781.226.39 87.10 81.87 92.32 N2-3张拉力油表读数对照表N2-4张拉力油表读数对照表 千斤顶编号：15092403 油压表编号：20157821 线性回归方程： P = 0.0334X+0.1310 (MPa) 千斤顶编号：15092404 油压表编号：20157826 线性回归方程： P = 0.0335X+0.5293 (MPa) F0 = 1860*0.75*140*4=781.2KN F0 = 1860*0.75*140*4=781.2KN级数N2级数N2张拉力(X)读数(P)伸长量(mm)区间值（mm）张拉力(X)读数(P)伸长量(mm)区间值（mm）781.287.10 土6%781.287.10 土6%10%78.122.74 8.71 8.19 9.23 10%78.123.15 8.71 8.19 9.23 20%156.245.35 17.42 16.37 18.46 20%156.245.76 17.42 16.37 18.46 50%390.613.18 43.55 40.94 46.16 50%390.613.61 43.55 40.94 46.16 100%781.226.22 87.10 81.87 92.32 100%781.226.70 87.10 81.87 92.32 N3-1张拉力油表读数对照表N3-2张拉力油表读数对照表 千斤顶编号：15092401 油压表编号：20157825 线性回归方程： P = 0.0334X-0.0507 (MPa) 千斤顶编号：15092402 油压表编号：20157707 线性回归方程： P = 0.0332X+0.4496 (MPa) F0 = 1860*0.75*140*5=976.5KN F0 = 1860*0.75*140*5=976.5KN级数N3级数N3张拉力(X)读数(P)伸长量(mm)区间值（mm）张拉力(X)读数(P)伸长量(mm)区间值（mm）976.587.22 土6%976.587.22 土6%10%97.653.21 8.72 8.20 9.24 10%97.653.69 8.72 8.20 9.24 20%195.36.47 17.44 16.40 18.49 20%195.36.93 17.44 16.40 18.49 50%488.2516.26 43.61 40.99 46.22 50%488.2516.66 43.61 40.99 46.22 100%976.532.56 87.22 81.98 92.45 100%976.532.87 87.22 81.98 92.45 N3-3张拉力油表读数对照表N3-4张拉力油表读数对照表 千斤顶编号：15092403 油压表编号：20157821 线性回归方程： P = 0.0334X+0.1310 (MPa) 千斤顶编号：15092404 油压表编号：20157826 线性回归方程： P = 0.0335X+0.5293 (MPa) F0 = 1860*0.75*140*5=976.5KN F0 = 1860*0.75*140*5=976.5KN级数N3级数N3张拉力(X)读数(P)伸长量(mm)区间值（mm）张拉力(X)读数(P)伸长量(mm)区间值（mm）976.587.22 土6%976.587.22 土6%10%97.653.39 8.72 8.20 9.24 10%97.653.80 8.72 8.20 9.24 20%195.36.65 17.44 16.40 18.49 20%195.37.07 17.44 16.40 18.49 50%488.2516.44 43.61 40.99 46.22 50%488.2516.89 43.61 40.99 46.22 100%976.532.75 87.22 81.98 92.45 100%976.533.24 87.22 81.98 92.45 N4-1张拉力油表读数对照表N4-2张拉力油表读数对照表 千斤顶编号：15092401 油压表编号：20157825 线性回归方程： P = 0.0334X-0.0507 (MPa) 千斤顶编号：15092402 油压表编号：20157707 线性回归方程： P = 0.0332X+0.4496 (MPa) F0 = 1860*0.75*140*5=976.5KN F0 = 1860*0.75*140*5=976.5KN级数N4级数N4张拉力(X)读数(P)伸长量(mm)区间值（mm）张拉力(X)读数(P)伸长量(mm)区间值（mm）976.587.28 土6%976.587.28 土6%10%97.653.21 8.73 8.20 9.25 10%97.653.69 8.73 8.20 9.25 20%195.36.47 17.46 16.41 18.50 20%195.36.93 17.46 16.41 18.50 50%488.2516.26 43.64 41.02 46.26 50%488.2516.66 43.64 41.02 46.26 100%976.532.56 87.28 82.04 92.52 100%976.532.87 87.28 82.04 92.52 N4-3张拉力油表读数对照表N4-4张拉力油表读数对照表 千斤顶编号：15092403 油压表编号：20157821 线性回归方程： P = 0.0334X+0.1310 (MPa) 千斤顶编号：15092404 油压表编号：20157826 线性回归方程： P = 0.0335X+0.5293 (MPa) F0 = 1860*0.75*140*5=976.5KN F0 = 1860*0.75*140*5=976.5KN级数N4级数N4张拉力(X)读数(P)伸长量(mm)区间值（mm）张拉力(X)读数(P)伸长量(mm)区间值（mm）976.587.28 土6%976.587.28 土6%10%97.653.39 8.73 8.20 9.25 10%97.653.80 8.73 8.20 9.25 20%195.36.65 17.46 16.41 18.50 20%195.37.07 17.46 16.41 18.50 50%488.2516.44 43.64 41.02 46.26 50%488.2516.89 43.64 41.02 46.26 100%976.532.75 87.28 82.04 92.52 100%976.533.24 87.28 82.04 92.52 N5-1张拉力油表读数对照表N5-2张拉力油表读数对照表 千斤顶编号：15092401 油压表编号：2015