桥梁预应力构件下料长度计算方法的探讨

桥梁预应力构件下料长度计算方法的探讨 摘要 桥梁施工中需要用到大量的预应力构件，但是对于预应力构件中的预应力钢筋，在施工中涉及到钢筋的下料问题是一个难点，本文针对构件中的钢筋下料长度进行了研究。 关键词 桥梁；预应力；钢筋 中图分类号 TU 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2011)101-0136-01 我国近年来兴建了大量的特大桥梁，其中预应力钢筋混凝土的桥梁占了很大的比重。在预应力构件的制作过程中，预应力钢筋的下料长度需要计算确定，如果计算中出现偏差，会导致钢筋的浪费。 本文针对这一问题，对预应力钢筋的下料长度进行理论分析，并结合具体实例，给出了解决的办法。 1 理论分析 预应力筋的下料长度应由计算确定。计算时应考虑结构的孔道长度、锚夹具厚度、千斤顶长度、焊接接头或镦头的预留量、冷拉伸长率、弹性回缩值、张拉伸长值等。 1）当预应力筋两端采用螺丝端杆锚具（如图1a所示）时，其成品全长L1（包括：螺丝端杆在内冷拉后的全长）： L1=l+2l2 式中：l构件孔道长度； l2螺丝端杆伸出构件外的长度，按下式计算： 张拉端：l2=2H+h+5（mm）； 锚固端：l2=H+h+10（mm）； 其中H为螺母高度；h为垫板厚度。 预应力筋钢筋部分的成品长度L0：L0=L1-2l1 式中：l1螺丝端杆长度。 预应力筋钢筋部分的下料长度： 式中：钢筋冷拉拉长率（由试验确定）； 钢筋冷拉弹性回缩率（由试验确定）； l0每个对焊接头的压缩长度，根据对焊时所需要的闪光留 量和顶锻留量而定； n对焊接头的数量（包括：钢筋与螺丝端杆的对焊接头）。 2）当预应力筋一端用螺丝端杆，另一端用帮条（或镦头）锚具时，如图1b所示。 L1=l+l2+l3 L0=L1-l1 式中：l3镦头或帮条锚具长度（包括：垫板厚度h）。 （a）两端用螺丝端杆锚具；（b）一端用螺丝端杆锚具 1-螺丝端杆；2-预应力钢筋；3-对焊接头；4-垫板；5-螺母； 6-帮条锚具；7-混凝土构件 图1 粗钢筋下料长度计算示意图 为保证质量，冷拉宜采用控制应力的方法。若在一批钢筋中冷拉率分散性较大时，应尽可能把冷拉率相近的钢筋对焊在一起，以保证钢筋冷拉应力的均匀性。 2 工程实例 2.1 工程实例1 某大型桥梁施工现场需要预制27m预应力钢筋混凝土箱型截面梁，有4根预应力筋，孔道长度26800mm，预应力采用冷拉HRB400钢筋28（615mm2），张拉采用超张拉01.03con方法，实测冷拉率为4.6%，冷拉回弹率0.4%。两端采用长320mm的镙丝端杆锚具，外露长度为120mm。张拉控制应力为425N/mm2，用YL60千斤顶张拉，该千斤顶活塞面积为16200mm2。 计算实际的预应力筋下料长度（现场钢筋有长9m的钢筋，对焊接头压缩长度为30mm），YL60千斤顶理论油表读数（不考虑应力损失因素）如何确定。 通过对工程实际分析，结合理论的公式得到： 预应力钢筋的成品全长：26800212027040mm； 预应力筋冷拉后全长：27040232026400mm； 需三根钢筋对焊，对焊接头数n4 下料长度26400/（1+0.046-0.004）43025456mm 千斤顶油表读数P=4251.03615/16200=16.62N/mm2 2.2 工程实例2 某桥梁预制厂需要生产21m预应力钢筋混凝土T型梁，其孔道长为20.80m，预应力筋为冷拉HRB400钢筋，直径为22mm，每根长度为8m，实测冷拉率r=4%，弹性回缩率=0.4%，张拉应力为0.85fpyk。螺丝端杆长为320mm，帮条长为50mm，垫板厚为15mm。计算： 两端用螺丝端杆锚具锚固时预应力筋的下料长度，一端用螺丝端杆，另一端为帮条锚具时预应力筋的下料长度，预应力筋的张拉力为多少。 通过对工程实际分析，结合理论的公式得到： 螺丝端杆锚具，两端同时张拉，螺母厚度取36mm，垫板厚度取16mm，则螺丝端杆伸出构件外的长度l2=2H+h+5=236+16+5=93mm；对焊接头个数n=2+2=4；每个对焊接头的压缩量=22mm，则预应力筋下料长度 L=（l-2l1+2l2）/（1+r-）+n=19727（mm） 帮条长为50mm，垫板厚15mm，则预应力筋的成品长度： L1=l+l2+l3=20800+93+（50+15）=20958（mm） 预应力筋（不含螺丝端杆锚具）冷拉后长度： L0=L1-l1=20958-320=20638（mm） L=L0/(1+r-)+n=20638/（1+0.04-0.004）+422=20009（mm） 预应力筋的张拉力： FP=con?AP=0.855003.14/4222=161475（N）=161.475（kN） 3 结论 本文针对桥梁预制过程中的