预应力钢束理论伸长量计算.pdf

浙江建筑 第 3 1卷 第 5期 2 0 1 4年 5月 Z h e j ia n g C o n s t r u c t i o n Vo 1 3 1 No 5 Ma y 2 0 1 4 预应力钢束理论伸 长量计算 Ca l c u l a t i o n o f Th e o r e t i c a l E l o n g a t i o n o f P r e s t r e s s i n g T e n d o n 吴 婷 W U n g 台州市城乡规划设计研 究院 浙 江 台州 3 1 8 0 0 0 摘 要 结合工程实例 介绍 了各种情况下预应力钢束理论伸长量分段计算 的方法 预应 力钢束张 拉采用 张拉力与 引伸量双 控 以期有效指导预应 力施工 关键词 预应力 理论伸长量 分段计算 中图分类号 U 4 4 8 2 8 文献标志码 B 文章 编号 1 0 0 8 3 7 0 7 2 0 1 4 0 5 0 0 3 1 0 5 伴随城市的快速发展 高架及立交桥普遍应用 道路交叉 口或交通节点处 这使其具有斜 弯桥 的特 点 同时 采用 的预 应 力 就相 应 具 有 空 间特 点 预 应力 钢束 张拉 采用 张拉 力 与 引 伸量 双 控 以 引伸 量 校核 理论伸长量是进行伸长量校核 的依据 规范 中给出的公式不够具体 本文对预应力钢束 的理论 伸长量计算有关 问题进行初步探讨 高 强 度 低 松 弛 1 5 2 的 钢 绞 线 公 称 直 径 1 5 2 mm 公称截面积 1 4 0 m m 锚具采用群锚体系 及 配套 产 品 张 拉 预应 力 采 用 两 端 张拉 采 用 张拉 力 与引 伸量 双控 以 引伸 量 校 核 箱 梁 混 凝 土 强度 达到设计强度的 9 0 且混凝土龄期不小于 7 d时 方可张拉腹板预应力钢束 2 预应 力钢束 理论伸 长量计 算公式及过程 1 工 程 概 况 2 1 预 应 力钢束 参数 台州市内环路 内环 东路 内环南 路 内环 西 路 工 程 1 立 交为 内环 东路 内 环北 路 市府 大 道及 环 山路 等形 成 的 四路 交叉 1 立交 位于市 府 大道 以 南 横跨东官河 立交等级为半互通立交 包含主线 桥 及互 通 区匝道 桥 WS S W 其 中 1 立 交 主线桥 桥宽 2 5 5 I n 双 向六 车道 桥梁 总长 为 4 1 8 m 跨径 布置 为 4 m x 3 3 m预 应力 现 浇连续 箱梁 5 2 m 钢箱梁 3 2 5预应 力 现浇 连续 箱梁 2 3 0预应力 现浇连续箱梁 3 X 3 3预应力 现 浇连 续箱 梁 现浇箱梁为预应力混凝土箱梁 混凝土设计标 号 为 C 5 0 采 用 塑料 波 纹 管 成 孔 预应 力 钢 柬 采 用 收稿 日期 2 0 1 4 0 2 1 0 作者简介 吴婷 1 9 8 4 一 女 江西临川人 工程师 从事桥梁设计工作 I 抗 拉 强度标 准值 k I 8 6 0 M P a 2 公 称截 面积 A 1 4 0 m m 3 弹性模 量 E 1 9 5 1 0 4 0 1 6 k 0 0 0 1 5 2 2张拉 控制 应 力 单根 钢绞 线张 拉控 制应 力 P o r Ap 0 7 k X A P 2 3 理 论伸 长量 计算 方 法 根据 公 路桥 涵施 工 技术 规范 J T G T F 5 0 2 0 1 1 预应力筋 的理论伸长量 P L A 3 2 浙江建筑 2 0 1 4年第 3 1卷 P p 2 式 中 p 一 应 力筋 平均 张拉 力 直线 筋 取张 拉 端 的张 拉 力 曲线段 按公 式 2 计 算 P 一 预 应力筋 张 拉端 的张 拉力 一 从张拉端到计算截面的孑 L 道长度 一 从张拉端至计算截面曲线管道部分切线的 夹角 之和 一 预应 力筋 的长度 一 孔道 每米 局部 偏差 对摩 擦 的影 响系数 肚 一 预应 力筋 与孔 道壁 的摩擦 系数 2 4计 算过程 1 箱 梁腹 板 预应 力钢 束 由 1 0 N 1 1 0 N 2 l0 N 3 及 1 0 N 4组 成 每柬 1根 采 用 塑料 波 纹 管 成 孔 两 端张拉 张拉顺序为 N 2 一N 3 一N 4 一 N l 左 右腹板 束对称均匀张拉 预应力钢束布置 图见图 1 钢束 大样 见 图 2及 表 1 由于 钢绞 线 对 称 布置 张 拉 仅 给 出对称分段计算图 见 图 3 从 图 3中可以看 出 整 个 钢束 分直 线段 和 曲线段 共 3 O段 表 1 钢束 竖弯曲线要素一览表 单位 m m 支座 中心线 支座中心线 预应力钢束立面布置 支座中心线 支座中心线 支鹰中心线 图 1 箱梁预应 力钢 束立面布置图 警 矍 张 拉 端 第 嘈 第 二 跨 l 粱 第 I 梁 第 嘴 琴 t 盗 趣 茬 蔷 图 2预应 力钢 束竖弯大样 第 5期 吴婷 预应力钢束理论伸长量计算 3 3 工作长度8 卯 Z佑 啦 8 卯 工作长缱8 卯 3 ff g s 5 o 图 3 腹板预应力钢束分段计算 图 m 2 预应力钢束理论伸长量分段计算见表 2 5 表 2 N 1各分段理论伸长量计算 表 3 N 2各分段理论伸长量计算 3 4 浙江建筑 2 0 1 4年第 3 1 卷 表 5 N 4各分段理论伸长量计算 3 工作长度 2 0 mm X 8 5 0 m m 理论伸长量计 算 如下 L工作长度 PL 1 2 m m 4 预应力筋的理论伸长量 A L A L A B B c A L o P 2 L 工 作 长 度 表 6 N 4各分段 理论伸长量计算 从 表 6可 以看 出 理 论 伸 长量 分 段 计 算 方 法 是 比较准确的 钢束对称布置时 采用两端张拉 计算 得 出的理论伸长量两端是相等的 2 5 非对 称结 构理 论伸 长 量的计 算 对 于 非对 称 结 构 两 端 张 拉 首 先 找 出 平 衡 点 从表 2 4可 以 看 出 张拉 力 由于 孔 道 摩 阻 力 的 影 响 沿 预应 力筋 布 置 方 向 向另 一 端逐 步 减 小 当采 用两端 张 拉时 在 中间位 置 某一 点 该 点左 右 两侧 张 拉力同时减小到某个值 该点叫做平衡点 计算方法 如下 P P 左 P P 右 即 P 1一e k t P 1一 e 一 右 p 右 且 Z 车 Z 右 Z 根据 上 面两个 公式 可 以得 出平 衡点 两侧 预应 力 钢束的长度 然后分别计算 出两端的理论伸长量 两 第 5期 吴婷 预应力钢束理论伸长量计算 3 5 者之和即为预应力钢束总的理论伸长量 2 6 单 端张拉 理论 伸 长量计 算 对于中横梁及端横梁 预应力钢束 由 N1 N 2及 N 3组 成 见 图 4 其 中 N 1 N 2采用 一端 固定 另 一 端 张拉 方式 N 3采 用两端 张 拉方式 横梁 钢 束 张拉 顺序为 Nl N 2 一N 3 左右对称均匀张拉 1 蓑 j 一 L 2 2 0 0 L 8 47 L f l 0 8 6 L 5 31 8 3 2 0 0 3 2 0 0 5 3 1 8 I 1 0 8 6 L 8 47 L 2 2 0 0 图 4 中横 梁预 应力钢束立面布置图 下面仅对单端张拉的预应力钢束 N 1 N 2理论伸长 量进行计算 由于 N 1 N 2 对称布置 仅需计算 N 1 钢束 1 预应力钢束 N 1分段计算 图如图 5所示 整 个钢束分直线段和曲线段 共 3段 箱梁中心线 酢 长 星 一 瞄 粱 底 缘 线 l J 421 7 l 04 5 0 图 5 中横 梁预应力钢束分段计算图 2 表 7为预应力钢柬理论伸长量分段计算 表 7 N 1各分段理论伸 长量计算 3 工作长度 8 0 0 mm 理论伸长量计算如下 p ALa 作长度 A l p 兰 E p 5 6 m m 4 预应力 筋 的理论 伸 长量 A L A B B c 0 P 工 作 长 度 3 4 2 0 4 1 1 0 0 5 6 1 4 3 9 mm 3 结 语 本文主要讨论了预应力理论伸长量的计算方法 无论是两端张拉还是单端张拉 分段计算方法得出的 理论伸 长量是 比较 精确 的 实 际施工 时 可将 实 际 伸 长量与之相比较 判断预应力钢束张拉是否正常 影 响预应 力筋 的 实际伸 长值 与理论 伸 长值偏 差 的 原 因很 多 主要 由以下几 点 1 预应力筋 的弹性模量 施工 中应根据实 际 材 料弹性 模量 取值 2 k值 即孑 L 道每米局部偏差对摩擦 的影 响系 数 与孔道定位准确程度及孔道成型方法及孔道空 间线性 有关 3 值 即预应力筋与孔道壁的摩擦 系数 与 波纹管本身质量 锈蚀 程度密切相关 锈蚀较重 施 工不 当造成 的波纹管 变形 移 位等 都使 得孔 道 内 的 摩 擦 系数增 大 施工时 若理论计算值与现场实测伸长值差值 超 过施 工规 范允 许 的 6 则应 立 即停 止 张拉 找 出 原 因 并正 确指 导施 工 参