预应力张拉计算与施工.doc

预应力张拉计算与施工案例 预应力张拉计算与施工 简介刘家坪中桥预应力体系采用四孔5j15.24夹片锚，预应力钢束为高强度松弛钢绞线，标准强度为=1860Mpa，公算面积为140mm2。操作操程一、预应力筋的张拉准备工作：1、张拉前检查孔道是否堵塞：检查锚垫板是否与预应力筋垂直，张拉力作用线与预应力的轴线是否重合一致；检查锚具与锚垫板是否紧密结合，清除锚垫板上的杂物；空心板混凝土的强度是否达到设计强度的90%以上（即36Mpa以上）2、计算预应力筋张拉应力值及理论长度：1）N15j15.24计算控制应力：k=0.75=0.751860=1395Mpa控制张拉力：P=13951405=976.5KN（无超张拉）初应力：根据规范初应力为张拉控制应力的10%15%，（施工规范P129），在此取0.1k。k初=0.11395=139.5Mpa初始张拉力：P初=139.51405=97.65KN钢绞线延伸量计算式中：预应力筋的平均张拉力（N）L：预应力筋的实际长度（mm）Ap：预应力筋的截面面积（mm2）Ep：预应力筋的弹性模量（N/mm2）Mpa式中：P：预应力筋的张拉力k：每米孔道局部偏差对摩阻影响的系数x：从张拉端至计算截面的孔道长度。：预应力筋与孔道壁之间的摩阻系数。：从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角。钢绞线延伸量采取分段计算叠加，详细计算（见附表1）：我部采用的是自锚式千斤顶（长度40cm），钢绞线回缩量取2.6mm，真回=测回2.6真延=0.143真回2）N25j15.24计算控制应力k=0.75=0.751860=1395Mpa控制张拉力：P=13951405=976.5KN（无超张拉）初应力：k初=0.11395=139.5Mpa初始张拉力：P初=139.51405=97.65KN钢绞线延伸量计算（见附表1）我部采用的是自锚式千斤顶（长度40cm），钢绞线回缩量取2.6mm，真回=测回2.6真延=0.143真回3、张拉机具压力表上的读数值P=514018600.75=976.5KN根据附在后面的检验证书，根据荷载所在区间进行直线内插可得初应力、控制应力对应的油表读数，（见附表2）我部已具备的张拉设备都已经技术监督部门认可，并配备专业的操作人员。3、张拉：预应力张拉时，按顺序对称、分批、分阶段张拉，以防过大偏心压力导致空心板出现阶段较大的侧弯现象。预应力张拉采用双控的方法，钢铰线张拉控制应力采用186075%，以伸长值进行校核，实际伸长值与理论伸长值的偏差不超过6%。滑丝、断丝若超过规定，进行更换，如不能更换，可提高其它束的控制拉力，但最大张拉力不超过千斤顶的额定能力，也不超过80%con。在张拉控制应力稳定状态下进行锚固，并保留尾索24小时以观测回缩值。切害锚具外的预应力筋用高速切割机切割，切割预留3cm。张拉如发生异常，应立即停止，待原因查明后方可继续张拉。二、压浆：1、压浆前的准备工作：1）割切锚外钢丝：应用切割机切割，严禁用烧割方式切割。预应力筋割切后的余留长度不得少于3cm。2）封锚：锚具外面的预应力筋间隙应用环氧树脂胶浆或棉花和水泥浆堵塞，以免冒浆而损失灌闪压力。封锚应留排气孔。3）洗孔道：孔道在压浆前应用压力水冲洗，以排气孔内粉渣等杂物，保证孔涎畅通，保持孔道润滑，而使水泥浆与孔壁的结合良好。在冲洗过程中，如发现有冒水、漏水现象，则应及时堵塞漏洞；当发现有串孔现象，又不易处理时，应判明串孔数量，在压浆几个串孔同时压注，或者某一孔道压浆后，立刻对相邻孔道用高压水彻底冲洗。2、水泥浆的拌制1）、水泥浆的主要技术条件：（1）、水泥：宜采用硅酸盐水泥或普通水泥；采用矿碴水泥时，应加强检验，防止材性不稳定，水泥的标号不宜低于P.O42.5号。（2）、强度：不低于设计强度40Mpa。（3）、泌水性：最大不超过3%，拌和后3h泌水率宜控制在2%，24h后泌水应全部被浆吸收。（4）、流动性：在流动性测定仪上进行试验，水泥浆片仪器内流出时间不超过6S。（5）、膨胀率：水泥浆中（通过试验）查渗入适当膨胀剂如铝粉等，铝粉等，侣粉的掺入量约为水泥用量的0.01%，水泥浆掺入膨胀后的自由膨胀应小于10%。（6）、收缩率：不大于2%。2）、水泥浆的拌和：先下水再下水泥，拌和时间不少于1分钟，灰浆过筛后存放于储浆桶内，此时桶内灰浆仍要低速搅拌，并经常保持足够的数量以保证每根管道的压浆能一次连续完成，水泥浆自调制到压入管道的间隔时间不得超过40分钟。3、压浆：压浆时应按孔道自下而上的顺序压浆，压浆时应缓慢、均匀的进行，不得中断，并应将所有最高点排气孔依次一一放开和关闭，使孔道内排气畅通。较集中和邻近的孔道，宜尽量先连续压浆完成，不能连续压浆时，后压浆的孔道应在压前用压力水冲洗通畅，压浆进程中及压浆后48h内。结构砼的温度不得低于5oC，否则应采取保温措施。当气温高于35oC时，压浆宜在夜间进行。浆的稠度控制，用标准稠度筒测试，一般控制在15秒至20秒之间。预应力筋张拉伸长量测算的探讨 李刚叶博军 宁宏伟 （海南海通公路工程咨询监理公司 海口市 570203）（中国一冶 武汉市 430081） 摘要：本文对预应力张拉应变控制中预应力筋的伸长量测算进行了探讨，提出了包括规范推荐法在内的多种测算方法。对各种方法的原理及选用作出了较全面的分析。 关键词：伸长量测算规范法比例法 为确保预应力筋在构件中的受力达到设计状态，在建立预应力的施工中采用了张拉应力与张拉伸长量两项重要指标的双重控制措施。对于应力控制可以在考虑试验确定的摩阻因素后，通过经标定的油压表读数来把握，因而应力指标的控制显得较为直观。应变控制则需要通过多次量测伸长值，对读数值实时分析经计算求得。事实上应变控制不仅是对应力控制的检校，同时还直接反映预应力筋材质的负荷状态，因此，在张拉阶段即准确掌握预应力筋实际伸长量就显得尤为重要。 笔者试图通过在预应力施工及监理中的一点体会来探讨如何较准确地测算预应力筋的张拉伸长量，从而为准确地实现“双控”提供依据。 一.理解“规范推算法”，借用相邻阶段推算值。 按公路桥涵施工技术规范（JTJ0412000）的张拉程序进行预应力施工，预应力筋的伸长以作用至初应力时为界，分两个阶段，一是预应力筋受力作用至初应力以前即已产生的伸长，二是初应力至终应力锚固阶段发生的伸长。后一阶段的伸长量直接取终应力锚固时测值与初应力测值的读数差即可。重点是前一阶段，我们即要理解初应力作用下预应力筋已经发生了应变，更要掌握因为有这一阶段伸长而如何去准确的测算预应力筋实际发生的所有伸长量。 我们知道，施加应力前，预应力筋处于尚未舒展的松曲状态，此时不能作为钢束伸长量的起测点，而钢束恰好被作用至绷紧状态的应力较小且不易掌握，因此公路桥涵施工技术规范（JTJ0412000）12.8.3款及条文说明要求预应力筋伸长值的测算是从初应力开始量测，并推荐了考虑初应力下预应力筋伸长量的通常近似方法，即用与初应力相邻的应力等量增加阶段的伸长量代替初应力下预应力筋的伸长量。预应力筋实际伸长量L=L1+L2计算。 L1从初应力至最大张拉应力间的实际伸长值（mm）； L2初应力以下推算伸长值，采用相邻级的伸长值（mm）。 此法巧妙的避开了去分解初应力下预应力筋受力拉伸变形的过程，只需在张拉程序中加上量测两倍初应力时的伸长值读数这一工序。 现以某工程预应力箱梁编号为T5的钢铰线整束张拉为例。两端张拉，采用OVM（现HVM）体系施加预应力，该钢束计算长度L=33.09m，理论伸长值L=210mm。张拉程序为00.1con0.2con1.0con锚固。以千斤顶活塞行程作为量测对象，准确记录各测值（单位：mm）分别见下表。 张拉程序 钢束编号0.1con0.2con1.0con锚固规范法计算伸长量比例法计算伸长量 T5-1南端2540138128204200 北端142310191 T5-2南端23428475215216 北端1012162152 根据以上测值，如不考虑初应力下钢铰线的伸长，则计算得钢束伸长量分别为180mm，194mm，已超出6%允许范围，而用相邻阶段伸长值推算初应力下钢束伸长则计算得T5实际伸长分别为204mm，215mm，符合规范允许偏差，而T5钢束的张拉过程正常、锚固良好又印证了规范推算法计算实际伸长值的准确性。通过多个工程项目的预应力先张、后张实践，如工形梁、T形梁、箱梁等可总结出“规范推算法”具有普遍实用性，此法可为预应力施工提供可靠的数据保证。 二.洞察测值异常现象，回避“规范法”。 仍以某工程编号为T8的钢束后张施工为例，钢束计算长度L=57.11m，理论伸长值L=361mm，因千斤顶行程仅200mm，预应力分两次进行，100.1con0.2con0.5con ;20.5con1.0con锚固。正常张拉并记录伸长量测值（单位：mm）如下表。 张拉程序 钢束编号0.1con0.2con0.5con10con锚固规范法计算伸长量比例法计算伸长量备注 第一次末第二次初 T8-1南端17355288576360321规范法计算错误 北端255813615119110 T8-2南端216312914140131379333 北端8225566657 在充分理解规范法中考虑初应力下伸长值的原理后，可知，初应力以下预应力筋的伸长必然小于初应力时量测的读数，按此程序张拉，钢束实际伸长量必须满足大于最大应力测值与初应力测值差而小于终应力锚固时的测值读数（如上例第一次张拉应满足：T8-1，146L188，T8-2，155L184）。分析上表数据可看出上述两束预应力筋在初应力至两倍初应力之间的伸长量竟大于初应力时钢束的伸长测值。若以次推算初应力下钢束伸长量显然不符合逻辑，并导致计算的钢束伸长量大于最大应力锚固后直接测算的伸长读数值的错误。 若未能观察出上述细节则易造成对伸长量控制的失误，如上例会误以为伸长量符合设计和规范要求，而事实上，上两例钢束在准确判断其伸长值不足后，对其锚固端开仓处理，果然发现端头钢束发生了突变。因此工程技术人员特别是监理人员应理解原理后对数值进行慎重分析、慎重处理。上述情况应属少例，遇此情况时伸长量计算方法下面推介。 三.批量生产，施工质量稳定时试用“比例计算法”。 实际张拉过程中不少人根据钢铰线材质均匀，在屈服强度以内弹性变形的特性，利用初应力至最大应力阶段变形伸长量占全部伸长量比例的方法计算预应力筋伸长量，即将起讫阶段量测伸长量除以本阶段施加应力占全部施加应力的比值。预应力筋实际伸长量L=L1/k计算。 K计算时选取的应力区间占锚固应力的比值。如从0.1con 张拉至1.03con时锚固，则k取0.93。 张拉程序中应用此法可免去量测两倍应力时伸长值这一环节，张拉过程稍有简化。如上例T5钢束取L=L1/0.9即可计算得伸长值分别为200mm、216mm，与“规范法”计算值相差4mm、1mm，差值仅占理论伸长值210mm的1.9%、0.5%，这个偏差远小于规范伸长率允许偏差6%。 我们可以大胆利用比例法与规范法结果之间很好的吻合性，对于规模生产，孔道制作安装、预应力构件成型质量稳定，张拉过程正常的工形、T形梁等构件，在有与规范对照作为依据的条件下，与监理工程师达成一致后可尝试使用“比例计算法”。 有了对比例法计算的认识，上例T8钢束伸长值用规范法计算出现逻辑错误的问题便可以得到解决。考虑到两倍初应力前钢束变形伸长均不在正常情况，此时宜取两倍初应力至最大应力间的伸长来推算锚固应力下钢束的实际伸长，对于T8即用（L0。5-L0。2）/0.6作为第一行程时的钢束实际伸长。采用比例法计算结果见上表。 四.直接计算初应力下伸长值的