十里排枢纽C匝道现浇箱梁张拉计算书

1、十里排枢纽 C 匝道桥预应力现浇箱梁张拉计算书十里排枢纽 C 匝道桥预应力现浇箱梁张拉计算书一、预应力材料要求及设计参数要点C 匝道现浇箱 梁张拉用预应力钢 绞线采 用符合预应力混 凝土 用钢绞线 (GB/T5224-2003)标准的 s15.2 ，其公称直径为 15.2mm，公称截面积 140mm2，抗拉强 度标准值 f pk1860MPa，张拉控制应力 con0.75f pk=1395MP，单股张拉控制力 P 195.3KN。即：腹板束 M15-17 张拉控制力为： 3320.1KN，顶板束 BM15-5张拉控制力为： 976.5KN。钢绞线理论弹性模量 Ep1.95 105MPa，松弛系

2、数级， 0.3 。本桥第一联现浇箱梁的预应力钢绞线腹板采用17s15.2mm，腹板需用总长度为3200.8m；顶板采用 5 s15.2mm需用长度 114.91m，合计总重 60.543t 。锚具采用 YM15 17,计44套，BM15-5和BM15-5PT，各 12套。 YM15L-17连接器 64套，P型锚 16套。 波纹管采用 内90mm的金属波纹管，共需 3112.9m，扁管 9025mm采用金属波纹管， 需 108.1m。预应力钢绞线锚下控制张拉力应为： con 0.75f pk1395Mpa。单股钢绞线控制张 拉力为 195.3kN,17 股钢绞线控制张拉力为 338.8t ，顶板

3、束单股张拉控制力 19.93t 。二、张拉控制顺序及程序依据设计图纸，本桥箱梁砼浇筑主要分为两部分，第一部分为第一联，梁高 1.5 米，一次性浇筑完成；第二部分为第二联，梁高 2.0 米，分五次浇筑完成。当第一联砼 强度达到设计强度的 90%且其龄期不小于 10 天后方可进行第一联预应力钢束张拉。钢 束张拉时，采用两端张拉，左右腹板上应对称均匀进行。张拉封锚压浆完毕并封端后， 施工第二联箱梁， 纵向预应力钢束节段间采用连接器连接， 按照浇筑顺序分段依次进行 第二联箱梁预应力钢束张拉以及封锚压浆。最后进行5#钢束的施工， 5#钢束采用两端张拉。张拉时采用张拉力和伸长量进行双控， 第一联两端同时进

4、行张拉， 伸长量校核； 第 二联 1#、2#、 3#、4#腹板钢束单端张拉，伸长量校核， 5#钢束两端同时张拉，伸长量 校核。张拉控制应力 con 0.75f pk1395Mpa，亦即：腹板束 YM15-17 张拉控制力为 338.8t ，顶板束单股张拉控制力 19.93t 。预应力筋按技术规范和设计图纸进行张拉，张拉程序为0初应力(张拉力为 0.1十里排枢纽 C 匝道桥预应力现浇箱梁张拉计算书倍设计张拉力 P）持荷 2min 量测延伸量 0 20%K张拉至设计吨位 P持荷 5min 量测延伸量 1顶楔回油量测延伸量 2 。第一联箱梁每侧腹板上各六束（左侧 1 号腹板为 N1、N2、N3、N1

5、a、N2a、N3a，右 侧 2 号腹板亦为 N1a、 N2a、 N3a、 N1、 N2、 N3）钢绞线，顶板共有 6 束钢绞线，其中 1# 墩顶部位置 3 束、2#墩顶部位置 3 束。具体两次腹板钢束的张拉顺序为： N2 N3N1， N2aN3aN1a。顶板扁束在腹板钢束张拉完成后，由箱梁两侧向中间采用单端交替张 拉。第二联箱梁每侧腹板上各八束（左侧 1 号腹板为 N1、N2、N3、N4、N1a、N2a、N3a、 N4a，右侧 2 号腹板亦为 N1a、N2a、N3a、N4a、N1、 N2、N3 、N4）钢绞线，底板共有 2 束钢绞线，位于第七跨 1 号、2 号腹板靠近梁体箱室侧。具体两次腹板钢

6、束的张拉顺序 为： N2N3 N4N1，N2aN3aN4a N1a。底板扁束在全联箱梁浇筑张拉完毕后进 行张拉，施工时预留张拉人孔。三、腹板钢绞线下料长度计算钢绞线的下料长度按公式 LL0（ L1L2L3L4）确定。其中：L0孔道长度 ,L 1工作锚长度 ,L 2千斤顶长度 （按 0.4m 计）,L 3 工具锚长 度,L 4预留量， L1L2L3L4长度和按 0.6m 计。具体下料长度按设计图中所列箱梁尺寸参数表中的各悬臂端部、根部、底板边缘、 中腹板中心底缘的左右侧长度进行详细计算出各腹板的长度， 再根据各腹板长度分别计 算出每束钢绞线的张拉端至锚固端长度，张拉端工作长度可按 0.8m 计（

7、详见钢束下料 长度明细表）。钢绞线下料时用砂轮锯锯断，不得采用电弧切割。并将端头包裹铁丝扎 牢以防止钢绞线散头。C匝道预应力现浇箱梁钢束单束下料长度明细表（设计）下料长度钢束号内外（mm）侧内侧（ N）外侧（ W）第一联 箱梁27454678296N37453178281顶板束9575- 2 -十里排枢纽 C 匝道桥预应力现浇箱梁张拉计算书C 匝道预应力现浇箱梁钢束单束下料长度明细表（设计） 续表下料长度钢束号内外（mm）侧内侧（ N）外侧（ W）第二联 箱梁N1135130139530N2135010139400N3135010139400N413487013926

8、0底板束4439044640四、预应力钢束张拉设备及注意事项1、张拉设备腹板预应力张拉采用两台 YDC4000A型液压千斤顶，编号分别为1#（出厂编号40055）、2#（出厂编号 40056），校准方程分别为： Y=0.0131X+1.2 和 Y=0.0131X0.4 ； 油泵型号为： ZB22-500 ，压力表器号分别为： 10.12.20.535 和 10.12.20.565 。顶板预应力张拉采用两台 YDC25t液压千斤顶，编号分别为 1#、2#，校准方程分别 为：Y=0.2109X+0.8 和 Y=0.2017X0.5 ；油泵型号为： ZB22-500，压力表器号分别为： 07.01.

9、04.5416 和 05.09.9163 。2、张拉注意事项张拉须做到分级均匀加载和卸载。 张拉采用张拉力与引伸量双控制的方法， 张拉到 K 时，测量伸长量，检验是否与计算相符，如在规定范围内（不超过 6%），则进行锚 固。在张拉第一片腹板时对管道摩阻损失及锚口摩阻损失实际测定， 测定方法按 公路 桥涵施工技术规范（JTJ041-2000）附录 G-9 中测定步骤进行。 根据实测结果对张拉控 制应力作适当调整（确定超张拉百分比） ，确保有效应力值。五、预应力钢束张拉计算依据公路桥涵施工技术规范1、计算公式JTJ0412000）可得预应力筋的理论伸长量和平均张拉力的计算公式为：理论伸长值：L（

10、PpL）/ （Ap Ep）其中，平均张拉力：Pp1（kL）/ （kL ）十里排枢纽 C 匝道桥预应力现浇箱梁张拉计算书式中： L预应力理论伸长值；Pp预应力筋的平均张拉力；预应力筋张拉端的张拉力； L 从张拉端至计算截面孔道长度； Ap 预应力筋截面面积 mm2 ，取 Ap140mm2； Ep预应力筋的弹性模量，实测值 Ep2.0 105MPa(201GP)； 从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线夹角之和， rad ； 预应力筋与孔道壁的摩擦系数，顶板、腹板金属波纹管取 0.25 。 k孔道每米局部偏差对摩擦系数 .取 0.0015 。2、第一联箱梁腹板张拉控制力和理论伸长量计算 第一联箱梁钢束

11、设计要求两端对称张拉。 依据设计图纸， 第一联箱梁腹板钢绞线成 对称布设， 计算钢束理论伸长量及张拉控制力时， 只需计算单端张拉端至第一联钢束中 点部位的数据，钢束另一张拉端至中点数据与已计算端相等。以张拉端(0#端横梁)为起点，从张拉端向第一联箱梁预应力钢束中点分段进行计算。 为了统一对应图纸和计算 方便，以线路平面曲线线形分为 1#(曲线内侧腹板)和 2#腹板(曲线外侧腹板) ，1# 腹板钢束从箱梁顶面向下依次记作 N11、 N12、 N13, 2#腹板钢束从箱梁顶面向下依次 记作 N21、 N22、 N23，其余以此类推。同一侧的两束 N11、N12、N13、N21、N22、N23 只计

12、算单束即可。以 N11 钢束为例进行计算如下：(1) 腹板钢束分段长度计算钢绞线端头至张拉端直线长度为 0.80m，千斤顶内钢束长度 0.60m(包括工具锚及 工作锚垫板厚度)。1) 张拉端到圆曲线 1 起点直线段长度：L1( 5.299-0 ) /cos3.046 5.306m2) 曲中为的圆曲线 1 的长度： L 23.043 20/180 1.062m3) 圆曲线 1终点到圆曲线 2 起点间直线段长度：L 3( 1006.861-6.361 )/ cos0 =10.005m4) 曲中为的圆曲线 2 的长度： L 44.801 20/180 1.676m5) 圆曲线 2终点到圆曲线 3 起

13、点间直线段长度：L 5(21.369-18.04 )/cos4.808 3.341m- 4 -十里排枢纽 C 匝道桥预应力现浇箱梁张拉计算书6) 曲中为的圆曲线 3 的长度： L 64.801 20/180 1.676m7) 圆曲线 3终点到圆曲线 4 起点间直线段长度：L 7( 25.605-23.043 )/ cos0 =2.562m8) 曲中为的圆曲线 4 的长度： L 83.434 20/180 1.199m9) 圆曲线 4终点到圆曲线 5 起点间直线段长度：L 9(32.606-26.803 )/cos3.432 5.813m10) 曲中为的圆曲线 5 的长度： L 10 3.434

14、 20/180 1.199m11) 圆曲线 5 终点到 N11 钢束中点间直线段长度：L 11( 36.392-33.804 )/cos0 =2.588m则 N11钢束总长度为： (0.8+L1+L2+ +L11)*2=74.454 m(2) 腹板钢束张拉力计算(以单股计算)N11钢束各分段长度的张拉力计算如下：1) 直线段起点张拉力为： 118600.75 140/1000195.3kN 直线段平均张拉力为：Pp1195.3(1(0.00155.3060.250)/ (0.00155.3060.0.25 0) 194.5kN2) 曲线段起点张拉力 2直线段平均张拉力 Pp1 ， 曲线段平均张

15、拉力为：Pp2194.5 ( 1 ( 0.0015 1.062 0.25 0.0531104 ) / ( 0.0015 1.062 0.25 0.0531104)193.1kN3) 直线段起点张拉力 3曲线段平均张拉力 Pp2 ， 直线段平均张拉力为：Pp3193.1(1(0.001510.0050.250)/(0.001510.0050.250)191.7kN4) 曲线段起点张拉力 4直线段平均张拉力 Pp3 ， 曲线段平均张拉力为： ( 0.0015 1.676 0.25 0.0837933 )Pp4 191.7 ( 1 ( 0.0015 1.676 0.25 0.0837933 ) /

16、( 0.0015 1.676 0.25 0.0837933)189.5kN5) 直线段起点张拉力 5曲线段平均张拉力 Pp4 ，- 5 -十里排枢纽 C 匝道桥预应力现浇箱梁张拉计算书直线段平均张拉力为：Pp5189.5(1(0.00153.3310.250)/ (0.00153.3310.250)189.0kN6) 曲线段起点张拉力 6直线段平均张拉力 Pp3 ， 曲线段平均张拉力为： ( 0.0015 1.676 0.25 0.0837933 )Pp6 189.0 ( 1 ( 0.0015 1.676 0.25 0.0837933 ) / ( 0.0015 1.676 0.25 0.083

17、7933)186.8kN7) 直线段起点张拉力 7曲线段平均张拉力 Pp4 ， 直线段平均张拉力为：( 0.0015 2.562 0.25 0)Pp7186.8(1(0.00152.5620.250)/ (0.00152.5620.250)186.4kN8) 曲线段起点张拉力 8直线段平均张拉力 Pp3 ， 曲线段平均张拉力为： ( 0.0015 1.199 0.25 0.0599346 )Pp8 186.4 ( 1 ( 0.0015 1.199 0.25 0.0599346 ) / ( 0.0015 1.199 0.25 0.0599346)184.8kN9) 直线段起点张拉力 9曲线段平均

18、张拉力 Pp4 ， 直线段平均张拉力为：Pp9 184.8 ( 1 ( 0.0015 5.813 0.25 0.0598997 ) / ( 0.0015 5.813 0.25 0.0598997 ) 182.6kN10) 曲线段起点张拉力 10直线段平均张拉力 Pp3 ， 曲线段平均张拉力为： ( 0.0015 1.199 0.17 0.0599346 )Pp10 182.6 ( 1 ( 0.0015 1.199 0.17 0.0599346 ) / ( 0.0015 1.199 0.17 0.0599346)181.1kN11) 直线段起点张拉力 11曲线段平均张拉力 Pp4 ， 直线段平均

19、张拉力为：Pp11181.1 (1(0.00152.5880.250)/ ( 0.0015 2.588 0.25 0)180.7kN则，单端张拉力计算值为，- 6 -十里排枢纽 C 匝道桥预应力现浇箱梁张拉计算书N11钢束为 17 股钢绞线，则端张拉力为：117195.3kN173320.1kN（3）腹板钢束理论伸长量计算N11钢束各分段长度的伸长值计算如下：1）直线段伸长值：L1（Pp1L1）/ （ApEp）194.5103N5306mm（/ 140mm22.0 105MPa）36.858mm2）曲线段伸长值：L2（Pp2L2）/ （ApEp）193.1103N1062mm（/ 140mm2

20、2.0 105 MPa）7.324mm3）直线段伸长值：L3（Pp3L3）/（ApEp）191.7103N10005mm（/ 140mm22.0 105 MPa）68.499mm4）曲线段伸长值：L4（Pp4L4）/ （ApEp）189.5103N1676mm（/ 140mm22.0 105 MPa）11.343mm5）直线段伸长值： L5（Pp5L5）/（ApEp）189.0103N3331mm（/ 140mm22.0 105 MPa）22.484mm6）曲线段伸长值：L6（Pp6L6）/ （ApEp）186.8103N1676mm（/ 140mm22.0 105 MPa）11.181mm7

21、）直线段伸长值： L7（Pp7L7）/（ApEp）186.4103N2562mm（/ 140mm22.0 105 MPa）17.056mm8）曲线段伸长值：L8（Pp8L8）/ （ApEp）184.8103N1199mm（/ 140mm22.0 105 MPa）7.913mm9) 直线段伸长值：十里排枢纽 C 匝道桥预应力现浇箱梁张拉计算书L9（Pp9L9）/（ApEp）182.6103N5813mm（/ 140mm22.0 105 MPa）37.909mm10）曲线段伸长值：L10（Pp10L10）/（ApEp）181.1103N1199mm（/ 140mm22.0105 MPa）7.755

22、mm11）直线段伸长值：L11（Pp11L11）/（ApEp）180.7103N2588mm（/ 140mm2 2.0 105 MPa）16.702mm则，N11钢束总伸长量为： 2Li 2*245.024=490.045mm3、第一联箱梁顶板及第二联箱梁底板 N5钢束张拉控制力和理论伸长量计算 第一联箱梁顶板钢束 1#、2#墩顶各 6 束，共计 12 束，因每束钢束布设方式相同， 故只需计算其中一束即可，其余相同。以张拉端（人孔洞）为起点，从张拉端向锚固端 按分段进行计算。第二联箱梁底板 N5 钢束计算方法同 N11 钢束。具体计算数据见对应计算表。腹板张拉时根据 1#千斤顶校准方程 Y=0.0131X+1.2，2#千斤顶校准方程 Y=0.0131 X +0.4 ，分别计算千斤顶油表读数。第一联箱梁顶板及第二联箱梁底板 N5钢束，根据千 斤顶校准方程 Y=0.2109X+0.8，2#千斤顶校准方程 Y=0.2017 X +0.5 ，可计算得各钢束 在每级加荷时张拉应力值对应的油表读数六、其它各钢束的预应力张拉计算同样的方法计算第一联箱梁 N12、N13、N21、 N22、 N23 及第二联箱梁各预应力钢 束的分段长度， 根据曲线要素分别计算张拉端应力值计对应的伸长量。 计算时根据设计 文件中箱梁尺寸参数表中的各悬臂端部、 根部、底板边缘、