钢绞线理论伸长值计算

PAGEPAGE1预应力钢绞线理论伸长值计算[摘要]预应力钢绞线理论伸长值的计算是预应力钢绞线张拉施工的重要步骤,是校核钢绞线应力控制张拉时理论伸长值和实际伸长值差值的基础数据，本文通过实例指出了预应力钢绞线理论伸长值计算的详细步骤。[关键词]预应力钢绞线理论伸长值。一、前言预应力技术在的应用,大大提高了结构自身的承载能力,结构自身重量也随之改变,节约了大量钢材，取得了一定的经济和社会效益。同时,预应力技术在结构的使用性能和寿命上起着举足轻重的作用,所以预应力的控制尤为重要。在施工过程中,为了保证施工质量,预应力张拉要求采用双控,即应力控制为主,伸长量控制为辅,计算伸长值与实际测量伸长值的差值应控制在±6%范围内,因此伸长量的计算显得十分重要。二、工程概况沪昆客专江西段XX标项目制梁场位于江西省XX市，所生产梁体为后张法32/24米预应力混凝土简支箱梁，现以32米梁型N1号钢绞线为例说明钢绞线的理论伸长值计算。三、计算公式曲线预应力筋的理论张拉伸长值△LT按以下公式计算：△LT=Pp*L/ApEpPp=P*(1-e-(kx+μθ))/(kx+μθ)式中：P——预应力筋的张拉力；Ap——预应力筋的截面面积；Ep——预应力筋的弹性模量；L——从张拉端至固定端的孔道长度（m）；K——每米孔道局部偏差摩擦影响系数；u——预应力筋与孔道壁之间的摩擦系数；θ——从张拉端至固定端曲线孔道部分切线的总夹角（rad）x——从张拉端至计算截面的孔道长度公式中的k和μ是后张法钢绞线伸长量计算中的两个重要的参数，这两个值的的大小取决于多方面的因素：管道的成型方式、力筋的类型、表面特征是光滑的还是有波纹的、表面是否有锈斑，波纹管的布设是否正确，偏差大小，弯道位置及角度等等，各个因素在施工中的变动很大，还有很多是不可能预先确定的，因此，摩擦系数的大小很大程度上取决于施工的精确程度。在工程实施中，我们对孔道磨擦系数进行测定，并对施工中影响磨擦系数的方面进行认真的检查，如波纹管的三维位置是否正确等等，以确保摩擦系数的大小基本一致。进行分段计算时，靠近张拉端第一段的终点力即为第二段的起点力，每段的终点力与起点力的关系如下式：Pz=Pqe-(KX+μθ)Pz—分段终点力Pq—分段的起点力θ、x、k、μ—意义同上其他各段的起终点力可以从张拉端开始进行逐步的计算。四、实例计算4.1现以N1号预应力筋为例进行计算。由管道摩阻试验确定u=0.5694，K=0.00136，锚口及喇叭口损失设计按控制应力的5.3%计算，锚外控制应力设计为1339.2MPa。设计采用12束钢绞线，Ap=140mm2。由公式可以看出钢绞线的弹性模量Ep与伸长值成反比，现取钢绞线弹性模量Ep=1.95×105MPa进行计算。预应力筋（1/2）布置如下图所示：A-B段计算如下：L1=3160/cos4°=3167.72mmk=0.00136x=3.1677u=0.5694θ=0P1=1339.2*140*12*（1-0.053）=2130613.63N△L1=Pp*L/ApEp=P1*(1-e-(kx+μθ))/(kx+μθ)*L1/ApEp=20.56mmB-C段计算如下：L2=15000*4/360*2*3.1415926=1047.2mmk=0.00136x=1.0472u=0.5694θ=4/360*2*3.1415926=0.0698P2=P1*e-(kx+μθ)=2130613.63*e-0.0043=2121454.54N△L2=Pp*L/ApEp=P2*(1-e-(kx+μθ))/(kx+μθ)*L2/ApEp=6.64mmC-D段计算如下：L3=11704mmk=0.00136x=11.704u=0.5694θ=0P3=P2*e-(kx+μθ)=2121454.54*e-0.0412=2035875.91N△L3=Pp*L/ApEp=P3*(1-e-(kx+μθ))/(kx+μθ)*L3/ApEp=72.16mmL=(△L1+△L2+△L3)*2=(20.56+6.64+72.16)*2=198.72mm4.2由于N1号钢绞线位于箱梁底板中心位置，故只有竖直角度而没有水平角度，其余钢绞线均存在竖直角度与水平角度，分段计算时应综合考虑竖直角度与水平角度。伸长值计算与N1号钢绞线计算相同。五、结束语钢绞线的分段原则是将整根钢绞线根据设计线形分成曲线连续段及直线连续段，而不能将直线段及曲线段分在同一段内。预应力筋的伸长量计算方法有多种，常用的平均力法及简化计算法在很多工程施工中也能够满足精度要求，通过测量千斤顶活塞伸出量再进行换算的方法也可以用于实际施工中，这里仅是将现行规范中精确计算法及施工中误差较小的一种测量方法作了简单的介绍。在实际施工过程中要密切注意各种数值的变化,认真核对实际伸长值数据,在计算工作长度时,还要考虑千斤顶及锚