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钢绞线张拉应力应变计算

丹江特大桥K162+957;K163+405箱梁,设计采用标准强度fpk=1860Mpa的高强低松弛钢绞线,公称直径Ф15.2mm,公称面积Ag=139mm²;弹性模量Eg=1.95×105Mpa。

为保证施工符合设计要求,施工中采用油压表读数和钢绞线拉伸量测定值双控。

理论伸长量计算采用《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2002附表G-8预应力钢绞线理论伸长值及平均张拉力计算公式。

一、计算公式及参数:1、预应力平均张拉力计算公式及参数:式中:P p—预应力筋平均张拉力(N)P—预应力筋张拉端的张拉力(N)X—从张拉端至计算截面的孔道长度(m)θ—从张拉端至计算截面的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檫的影响系数,取0.0015μ—预应力筋与孔道壁的摩檫系数,取0.252、预应力筋的理论伸长值计算公式及参数:式中:P p—预应力筋平均张拉力(N)L—预应力筋的长度(mm)A p—预应力筋的截面面积(mm2),取139 mm2E p—预应力筋的弹性模量(N/ mm2),取1.95×105 N/ mm2二、伸长量计算:1、N1束一端的伸长量:单根钢绞线张拉的张拉力P=0.75×1860×139=193905NX直=11.322m;X曲=1.018mθ=4×π/180=0.0698radk X曲+μθ=0.0015×1.018+0.25×0.0698=0.019P p=193905×(1-e-0.019)/0.019=192074NΔL曲= P p L/(A p E p)=192074×1.018/(139×1.95×105)=7.2mmΔL直= PL/(A p E p)=193905×11.322/(139×1.95×105)=81mm(ΔL曲+ΔL直)*2=(7.2mm+81mm)*2=176.4mm与设计比较(176.4-172)/172=2.56%2、N4束一端的伸长量:单根钢绞线张拉的张拉力P=0.75×1860×139=193905NX直= 4.709m;X曲=7.601mθ=4×π/180=0.1571radk X曲+μθ=0.0015×7.601+0.25×0.1571=0.0507P p=193905×(1-e-0.0507)/0.0507=189071NΔL曲= P p L/(A p E p)=189071×7.601/(139×1.95×105)=53mmΔL直= PL/(A p E p)=193905×4.709/(139×1.95×105)=33.7mm (ΔL曲+ΔL直)*2=(53mm+33.7mm)*2=173.4mm与设计比较(173.4-171)/171=1.4%同理,N2,N3束钢绞线计算结果详见附表。

第二章张拉时理论伸长量计算一、计算参数:1、K—孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数:取0.00152、μ—预应力筋与孔道壁的摩擦系数:取0.253、A p—预应力筋的实测截面面积:139 mm24、E p—预应力筋实测弹性模量:1.95×105 N/ mm25、锚下控制应力:σk=0.75R y b=0.75×1860=1395 N/ mm27、单根钢绞线张拉端的张拉控制力:P=σk A p=193905N8、千斤顶计算长度:35cm9、工具锚长度:5cm二、张拉时理论伸长量计算:以N1束钢绞线为例:N1束一端的伸长量:P=0.75×1860×139=193905NX直=11.322m;X曲=1.018mL直=11.322+(0.35+0.05)=11.722mL曲=1.018mθ曲=4°×π/180=0.0698radk X曲+μθ=0.0015×1.018+0.25×0.0698=0.019P p=193905×(1-e-0.019)/0.019=192074NΔL曲= P p L曲/(A p E p)=192074×1.018/(139×1.95×105)=7.2mmΔL直= P p L直/(A p E p)=192074×11.722/(139×1.95×105)=83.1mm(ΔL曲+ΔL直)×2=(7.2mm+83.1mm)×2=180.6mm同理,N2, N3,N4束一端的伸长量见附表。

第三章千斤顶张拉力与对应油表读数计算一、钢绞线的张拉控制应力:8根钢绞线束:P1=5×σk A p=969.525kN; P2=4×σk A p=775.620kN二、0120号千斤顶张拉、3585号油表时:千斤顶回归方程:P=-0.5350+0.03499F式中:P——油压表读数(MP a)F——千斤顶拉力(KN)P=P1时,(1)15%σcon=145.429kN时:P=-0.5350+0.03499F =-0.5350+0.03499×145.429 =4.55MP a(3)30%σcon=290.858kN时:P=-0.35+0.01035F=-0.5350+0.03499×290.858=9.6MP a(4)100%σcon= 969.525kN时:P=-0.5350+0.03499F =-0.5350+0.03499×969.525=33.4MP aP=P2时,(1)15%σcon=116.343kN时:P=-0.5350+0.03499F =-0.5350+0.03499×116.343=3.5MP a (3)30%σcon=232.686kN时:P=-0.35+0.01035F=-0.5350+0.03499×232.686=7.6MP a (4)100%σcon= 775.620kN时:P=-0.5350+0.03499F =-0.5350+0.03499×775.620=26.6MP a 三、0120号千斤顶张拉、4013号油表时:千斤顶回归方程:P=-0.6623+0.03466F:式中: P——油压表读数(MP a)F——千斤顶拉力(KN)P=P1时,(1)15%σcon=145.429kN时:P=-0.6623+0.03466F =-0.6623+0.03466×145.429 =4.4MP a (3)30%σcon=290.858kN时:P=-0.6623+0.03466F=-0.6623+0.03466×290.858=9.4MP a (4)100%σcon= 969.525kN时:P=-0.6623+0.03466F =-0.6623+0.03466×969.525=32.9MP a P=P2时,(1)15%σcon=116.343kN时:P=-0.6623+0.03466F =-0.6623+0.03466×116.343=3.4MP a (3)30%σcon=232.686kN时:P=-0.6623+0.03466F=-0.6623+0.03466×232.686=7.4MP a (4)100%σcon= 775.620kN时:P=-0.6623+0.03466F =-0.6623+0.03466×775.620=26.2MP a 四、同理,求得其余各千斤顶及配套油表读数见附表。

箱梁施工应力计算一、工程概况K135+199.445分离立交桥位于郓城互通区内,横跨338省道,交角为90°,跨径为22-28-22m,全长72m。

该桥基础形式为钻孔灌注桩,共30颗,桥台钻孔桩直径1.2m,长38m,桥墩钻孔桩直径1.5m,右幅钻孔桩桩长47m,左幅钻孔桩桩长48m。

桥墩、桥台桩顶皆设有承台,桥台为肋式台,桥墩为立柱,立柱直径1.3m。

上部构造为现浇连续箱梁,左幅箱梁宽13.5m,为三室结构,右幅箱梁宽17.0m,为4室结构。

箱梁高1.4m,梁室高0.98m,底板厚0.2m,顶板厚0.22m,腹板宽0.45m。

箱梁采用C50混凝土,共1381.56m3。

二、现浇箱梁施工方案现浇箱梁支架采用满堂式碗扣支架,搭设满堂支架时,封闭338省道交通,从3#台路基进行改道,确保满堂支架施工的安全。

碗扣支架上搭设纵横方木,箱梁底模板及侧模板采用厚1.5cm的高强度竹胶板,箱室内模采用木模板。

箱梁砼浇筑采用二次浇筑法,第一次浇筑至腹板与翼缘板连接处,第二次浇筑顶板,待箱梁砼强度达到100%时进行预应力张拉。

Ⅰ、地基处理1、地基处理338省道两侧排水沟回填处理将排水沟内松散浮土和淤泥挖除干净,然后按照50cm一层分层回填山皮石,回填高度略低于省道路面高度,用压路机分层碾压至无沉降为止。

然后填筑40cm厚6%灰土,分两层回填,压实度达到93%以上,回填土顶面与省道路面齐平,并做出2%—4%的横坡,以利于排水。

2、桥梁范围内路基地表处理用平地机及推土机清除地表,并将地表整平。

然后用铧犁翻松30cm厚表面土层,掺入10%生石灰粉,用旋耕犁拌和均匀,待含水量合适实,压路机碾压密实,压实度达到90%以上。

然后再填筑30cm 厚10%灰土,并做出2%—4%横坡,压实度达到93%以上,以高出地面不受雨水浸泡影响。

3、排水沟挖设在10%灰土处理过的地基范围四周挖设50×50cm的排水沟,排水沟与路线右侧的省道两侧的自然排水沟连通,将雨水引进排水沟,防止雨水浸泡地基,避免碗扣支架产生不均匀沉降。

Ⅱ、支架搭设K135+199.445分离立交桥现浇箱梁为单幅3跨整体施工,支撑方式采用满堂式碗扣支架。

碗扣支架采用WDJ式支架,架杆外径4.8cm,壁厚0.35cm,内径4.1cm.支架顺桥向纵向间距0.9m,横隔板处纵向间距0.6m,横桥向横向间距梁底为0.9m,翼缘板底为1.2m,纵横水平杆竖向间距1.2m。

考虑支架的整体稳定性,在纵横向布置斜向钢管剪力撑。

1、测量放样测量人员用全站仪放样出箱梁在地基上的竖向投影线,并用白灰撒上标志线,现场技术员根据投影线定出单幅箱梁的中心线,同样用白灰线做上标记。

根据中心线向两侧对称布设碗扣支架。

2、布设立杆垫块根据立杆位置布设立杆垫板,垫板采用5cm木板,使立杆处于垫板中心,垫板放置平整、牢固,底部无悬空现象。

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