跨S317系杆拱钢束张拉计算书

中铁四局集团德大铁路综合标段项目经理部二分部 跨省道S317大桥预应力伸长计算书新建德龙烟铁路德大标段工程（DK133+384.407跨省道317大桥）1-64m钢管混凝土系杆拱预应力筋伸长量计算书计算： 复核： 审核： 审批： 监理工程师： 申报单位：中铁四局集团第一工程有限公司 德大铁路综合标段项目经理部二分部申报日期：二一二年七月四号一、设计资料结构为钢管混凝土系杆拱结构，主梁采用箱形截面，计算跨径为64米，梁长65.5米。预应力采用符合GB/T5224-2003标准生产的低松弛级钢绞线，单根钢绞线直径为j15.2mm，钢绞线截面积A=140mm2，钢绞线强度等级Rby=1860Mpa，弹性模量Ey=1.95105MPa。梁段混凝土强度及弹性模量达到设计值后，组织张拉预应力钢束，钢束采用对称、双控张拉，钢绞线每端工作长度为75cm，纵向锚下控制应力为0.67fpk；横向锚下控制应力为0.70fpk；竖向锚下控制应力为0.8 fpk，张拉参考引伸量为3.47mm/m。张拉顺序为：先横向再纵向、最后拱脚竖向；先腹板束、后底板束、再顶板束，从外到内、上下、左右对称均衡进行。1-64m钢管混凝土系杆拱预应力参数钢束编号钢绞线规格钢束总引伸量（cm）下料长度钢绞线数量截面面积（mm）（cm）（cm）（m束n股）（mm2）N1j15.2394.866.7811572100N2j15.2394.666.8331572100N3j15.2392.866.7281572100N4j15.2392.666.7821572100N5j15.2393.466.7461572100N6j15.2392.666.7821572100N7j15.2395.066.7051271680横向N1j15.250.09.41377980二、预应力计算的有关数据1、根据质量监督检查所出具的千斤顶标定检验报告：120707#（27t）千斤顶，压力表编号116814，回归关系式： P=0.40323+0.21440R，压力表精度0.4；0128#（60t）千斤顶，压力表编号11.8.317，回归关系式： P=0.27771+0.08590R，压力表精度0.4；1#(400t)千斤顶，压力表编号YY0200300，回归关系式： P=0.66048+0.01260R，压力表精度0.4；2#（400t）千斤顶，压力表编号116814，回归关系式：P=0.20274+0.01262R，压力表精度0.4；3#(400t)千斤顶，压力表编号116822，回归关系式： P=-0.92859+0.01263R，压力表精度0.4；4#(400t)千斤顶，压力表编号11.8.317，回归关系式： P=0.10897+0.01471R，压力表精度0.4。2、根据桥梁施工技术规范预应力钢绞线张拉理论伸长量计算公式：L=PPL/APEP和预应力平均张拉力计算公式：PP=P（1-e-（kx+ ）/（kx+ ），其中：PP预应力钢绞线平均张拉力（N），L 预应力钢绞线的长度（mm），AP预应力钢绞线的截面面积（mm2），EP预应力钢绞线的弹性模量（N/ mm2），P 预应力钢绞线张拉端的张拉力（N），X 从张拉端至计算截面的孔道长度（m），从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和（rad），K 孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数，本次计算取0.002，预应力钢绞线与孔道壁的摩擦系数，本次计算取0.24。三、钢绞线的张拉控制应力计算1、单根锚下张拉控制应力：梁体纵向预应力钢束(N1N7)；P=0.671860140/1000=174.47KN；横向预应力钢束；P=0.701860140/1000=182.28KN。2、根据桥梁施工技术规范要求，控制张拉应力不得超过钢绞线屈服强度的80%，因此本次计算按设计图纸规定锚下控制张拉应力为：梁体纵向预应力钢束(N1N7)；k =0.67Rby =0.671860=1246.2 MPa；横向预应力钢束；k =0.70Rby =0.701860=1302 MPa。3、初张拉应力：梁体纵向预应力钢束(N1N7)；0.1k=10%1246.2 =124.62MPa；横向预应力钢束；0.1k=10%1302=130.2MPa。四、应力张拉操作程序初张拉至0.1k（准确测量伸长量），然后张拉至0.2k（准确测量伸长量），再一次张拉直接到位k，持荷2分钟后锚固，不再采用超张拉工艺。五、张拉应力、油表读数、伸长量计算（一）端横梁横向预应力束 (N1)：由设计图纸资料可知，以上每根预应力均为7束组成，张拉控制力为：R=0.70fpkA15=0.70186014071000=1275.96 KN、初张拉10%k时，R=0.11275.96=127.6KN初应力油表修正值：采用4#（400t）千斤顶，11.8.317号油表修正值为： 实际油表读数P=0.10897+0.01471127.6=1.99MPa、张拉20%k时，R=0.21275.96=255.2KN张拉20%应力油表修正值：采用4#（400t）千斤顶，11.8.317号油表修正值为： 实际油表读数P=0.10897+0.01471255.2=3.86MPa、终张拉100%k时，R=1.01275.96=1275.96 KN控制应力油表修正值：采用4#（400t）千斤顶，11.8.317号油表修正值为： 实际油表读数P=0.10897+0.014711275.96=18.88MPa（二）纵向预应力束、腹板束及底板束(N1N4、N5N6)：由设计图纸资料可知，以上每根预应力均为15束组成，张拉控制力为：R=0.67fpkA15=0.671860140151000=2617.02 KN、初张拉10%k时，R=0.12617.02=261.70 KN初应力油表修正值：a、采用1#（400t）千斤顶，YY0200300号油表修正值为： 实际油表读数P=0.66048+0.01260261.70=3.96MPab、采用2#（400t）千斤顶，116814号油表修正值为： 实际油表读数P=0.20274+0.01262261.70=3.517MPac、采用3#（400t）千斤顶，116822号油表修正值为： 实际油表读数P=-0.92859+0.01263261.70=2.38MPad、采用4#（400t）千斤顶，11.8.317号油表修正值为： 实际油表读数P=0.10897+0.01471261.70=3.96MPa、张拉20%k时，R=0.22617.02=523.40 KN张拉20%应力油表修正值：a、采用1#（400t）千斤顶，YY0200300号油表修正值为： 实际油表读数P=0.66048+0.01260523.40=7.26MPab、采用2#（400t）千斤顶，116814号油表修正值为： 实际油表读数P=0.20274+0.01262523.40=6.81MPac、采用3#（400t）千斤顶，116822号油表修正值为： 实际油表读数P=-0.92859+0.01263523.40=5.68MPad、采用4#（400t）千斤顶，11.8.317号油表修正值为： 实际油表读数P=0.10897+0.01471523.40=7.81MPa、终张拉100%k时，R=1.02617.02=2617.02 KN控制应力油表修正值：a、采用1#（400t）千斤顶，YY0200300号油表修正值为： 实际油表读数P=0.66048+0.012602617.02=33.63MPab、采用2#（400t）千斤顶，116814号油表修正值为： 实际油表读数P=0.20274+0.012622617.02=33.23MPac、采用3#（400t）千斤顶，116822号油表修正值为： 实际油表读数P=-0.92859+0.012632617.02=33.12MPad、采用4#（400t）千斤顶，11.8.317号油表修正值为： 实际油表读数P=0.10897+0.014712617.02=38.61MPa、顶板预应力钢束(N7)：由设计图纸资料可知，N7钢束每根为12束组成，张拉控制力为：R=0.67fpkA12=0.671860140121000=2093.62 KN、初张拉10%k时，R=0.12093.62=209.36 KN初应力油表修正值：a、采用1#（400t）千斤顶，YY0200300号油表修正值为： 实际油表读数P=0.66048+0.01260209.36 =3.30MPab、采用2#（400t）千斤顶，116814号油表修正值为： 实际油表读数P=0.20274+0.01262209.36 =2.84MPac、采用3#（400t）千斤顶，116822号油表修正值为： 实际油表读数P=-0.92859+0.01263209.36 =1.72MPad、采用4#（400t）千斤顶，11.8.317号油表修正值为： 实际油表读数P=0.10897+0.01471209.36 =3.19MPa、张拉20%k时，R=0.22093.62=418.72 KN张拉20%应力油表修正值：a、采用1#（400t）千斤顶，YY0200300号油表修正值为： 实际油表读数P=0.66048+0.01260418.72 =5.94MPab、采用2#（400t）千斤顶，116814号油表修正值为： 实际油表读数P=0.20274+0.01262418.72=5.49MPac、采用3#（400t）千斤顶，116822号油表修正值为： 实际油表读数P=-0.92859+0.01263418.72=4.36MPad、采用4#（400t）千斤顶，11.8.317号油表修正值为： 实际油表读数P=0.10897+0.01471418.72=6.27MPa、终张拉100%k时，R=1.02093.62=2093.62 KN控制应力油表修正值：a、采用1#（400t）千斤顶，YY0200300号油表修正值为： 实际油表读数P=0.66048+0.012602093.62 =27.04MPab、采用2#（400t）千斤顶，116814号油表修正值为： 实际油表读数P=0.20274+0.012622093.62 =26.62MPac、采用3#（400t）千斤顶，116822号油表修正值为： 实际油表读数P=-0.92859+0.012632093.62 =25.51MPad、采用4#（400t）千斤顶，11.8.317号油表修正值为： 实际油表读数P=0.10897+0.014712093.62 =30.91MPa（三）竖向精扎螺纹钢束：由设计图纸资料可知，25竖向精扎螺纹钢束张拉控制力为：R=0.8fpkA=0.883012.51000=325.94KN、初张拉10%k时，R=0.1325.94=32.59 KN初应力油表修正值：采用0128#（60t）千斤顶，11.8.317号油表修正值为： 实际油表读数P=0.27771+0.0859032.59=3.08MPa、终张拉100%k时，R=1.0325.94=325.94 KN控制应力油表修正值：采采用0128#（60t）千斤顶，11.8.317号油表修正值为： 实际油表读数P=0.27771+0.08590325.94=28.28MPa综合以上计算可知，各类预应力钢束张拉千斤顶理论计算对应的油表读数如下表所示：跨S317桥系杆拱梁张拉参数表钢束编号千斤顶编号油表编号锚下张拉控制力（KN）油表读数（MPa）10%20%100%10%20%100%横向 N1120707(25t)116814127.60 255.19 1275.961.99 3.86 18.88 纵向腹、底板N1N61#(400t)YY0200300261.70 523.40 2617.023.96 7.26 33.63 2#(400t)116814261.70 523.40 2617.023.51 6.81 33.23 3#(400t)116822261.70 523.40 2617.022.38 5.68 32.12 4#(400t)11.8.317261.70 523.40 2617.023.96 7.81 38.61 纵向顶板N71#(400t)YY0200300209.36 418.72 2093.623.30 5.94 27.04 2#(400t)116814209.36 418.72 2093.622.84 5.49 26.62 3#(400t)116822209.36 418.72 2093.621.72 4.36 25.51 4#(400t)11.8.317209.36 418.72 2093.623.19 6.27 30.91 竖向精扎螺纹钢0128#(60t)11681432.59 65.19 325.943.08 5.88 28.28 但是现场实际施工中，由于管道壁存在摩阻力作用，导致控制应力损失，按照规范要求，对现场采取超张拉3%控制力，以弥补张拉控制力，计算原理同上，超张拉理论油表读数如下表所示：跨S317桥系杆拱梁张拉参数表(考虑3%超张拉)钢束编号千斤顶编号油表编号锚下张拉控制力（KN）油表读数（MPa）10%20%100%10%20%100%横向 N1120707(25t)116814131.42 262.85 1314.24 2.04 3.98 19.44 纵向腹、底板N1N61#(400t)YY0200300269.55 539.11 2695.53 4.06 7.45 34.62 2#(400t)116814269.55 539.11 2695.53 3.60 7.01 34.22 3#(400t)116822269.55 539.11 2695.53 2.48 5.88 33.12 4#(400t)11.8.317269.55 539.11 2695.53 4.07 8.04 39.76 纵向顶板N71#(400t)YY0200300215.64 431.29 2156.43 3.38 6.09 27.83 2#(400t)116814215.64 431.29 2156.43 2.92 5.65 27.42 3#(400t)116822215.64 431.29 2156.43 1.79 4.52 26.31 4#(400t)11.8.317215.64 431.29 2