G3012喀什至疏勒段公路工程项目KS-1标段
（K0+000～K22+000）
30m预制箱梁张拉计算方案
编制：
审核：
审批：
中铁二十三局集团有限公司
G3012喀什至疏勒段公路项目KS-1标
项目经理部
二0一六年五月
目录
一、基础数据.............................................................................................................................. - 2 -
二、预应力钢束张拉力计算...................................................................................................... - 2 -
三、压力表读数计算.................................................................................................................. - 3 -
四、理论伸长量的复核计算...................................................................................................... - 6 -
五、张拉施工要点及注意事项.................................................................................................. - 8 -
30米预制箱梁张拉计算方案
一、基础数据
本标段30米预制箱梁预应力钢束共有N1、N2、N3、N4各2束，设计锚下张拉控制应力：σcon=1860×0.75=1395MP a。
按设计要求箱梁砼强度达到设计强度的90%后方可张拉，并采用两端对称张拉，张拉程序为：0 初应力σcon（持荷2min）锚固，张拉顺序为N1、N3、N2、N4。
二、预应力钢束张拉力计算
1、经咨询设计单位，因设计图中张拉控制应力已经考虑了预应力损失，故张拉力按公式:F n=σcon×A×n进行计算，如下：中跨箱梁N1钢束锚下张拉力：
F1=σcon×A×n=1395 MP a×140㎜2×5 =976.5KN
其中：A为每根预应力钢绞线的截面积；
n为同时张拉的预应力钢绞线的根数；
F为钢绞线锚下张拉力。
其余钢束张拉力计算同N1，各钢束张拉力如下表：
中跨30米箱梁预应力钢束张拉力计算明细表（表一）
边跨30米箱梁预应力钢束张拉力计算明细表（表二）
三、压力表读数计算
本桥采用150吨千斤顶进行张拉，经校验：
编号为1#千斤顶对应的压力表编号为2766,2786，校准方程分别为P=0.031F-0.10862, P=0.0307F-0.20642。
故中跨箱梁N1钢束采用1#千斤顶张拉时的压力表度数分别为：1）压力表编号为2766：
P1=0.031P-0.10862=0.031×976.5-0.10862=30.16 MP a
2）压力表编号为2786：
P2=0.0307F-0.20642=0.0307×976.5-0.20642=29.77MP a 编号为2#千斤顶对应的压力表编号为1962,2784，校准方程分别
为P=0.0309F-0.10358, P=0.0314F-0.14642。
其余钢束压力表读书计算同N1，压力表度数详见下表：预应力钢束100%бk张拉力所对应的压力表度数明细表
(中跨30米箱梁)（表三）
预应力钢束10%бk张拉力所对应的压力表度数明细表
(中跨30米箱梁)（表四）
预应力钢束20%бk张拉力所对应的压力表度数明细表
(中跨30米箱梁)（表五）
预应力钢束100%бk张拉力所对应的压力表度数明细表(边跨30米箱梁)（表六）
预应力钢束10%бk张拉力所对应的压力表度数明细表
(边跨30米箱梁)（表七）
预应力钢束20%бk张拉力所对应的压力表度数明细表
(边跨30米箱梁)（表八）
四、理论伸长量的复核计算
1、预应力钢束的平均张拉力计算
因本标段内的箱梁梁长变化较大，故采用设计图纸中的标准梁长进行钢绞线平均张拉力的计算，首先要计算出钢束的锚下张拉力，然后采用如下公式计算钢束的平均的张拉力：
预应力平均张拉力计算公式及参数：
式中：Pp=P［1- e-(kx+uθ)］/( kx+uθ)
P p-----预应力筋平均张拉力（N）；
P-----预应力筋张拉端张拉力（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擦的影响系数，取0.0015；
μ------预应力筋与孔道壁的摩擦系数，取0.23
故30米中跨箱梁的平均张拉力计算如下：
由设计图纸可知：
K=0.0015，μ=0.23，e=2.718281828,X取14.6m；
N1、N2、N3钢束θ为5°，弧度为0.0872，N4钢束θ为1.4°，弧度为0.0244。
30米中跨箱梁平均张拉力计算表
2、理论伸长量的计算
1、预应力筋的理论伸长值计算公式及参数：
∆L=P p L/（A p E p）
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------预应力的截面面积；
E p------预应力筋的弹性模量，取1.95×105；
经计算中跨30米箱梁：N1预应力钢绞线的长度L为30.59米，N2预应力钢绞线的长度L为30.62米，N3预应力钢绞线的长度L为30.65米，N,4预应力钢绞线的长度L为30.39米。
标准梁长中跨箱梁理论伸长量计算表
设计图纸中跨的钢束伸长量分别为：N1钢束为208mm，N2钢束为208mm，N3钢束为207mm，N4钢束为209mm实际计算理论伸长量比设计值大6mm左右，主要原因为在实际张拉中由于千斤顶、限位板的长度增加了钢绞线的长度，经实际量测单侧千斤顶、限位板的长度为40cm，故现场量测钢束伸长量采用实际计算理论伸长量。
按规范要求，现场实际量测的伸长量与理论伸长量的误差硬控制在6%范围之内，故30米中跨箱梁钢束的伸长量取值范围分别为：N1钢束：201.16mm～226.8mm
N2钢束：201.16mm～226.8mm
N3钢束：200.2mm～225.8mm
N4钢束：202.13mm～227.9mm
注：30米边跨箱梁钢束伸长量同中跨箱梁数据。
3、实际伸长量为两端张拉伸长量之和，计算方法如下：
实际伸长量△L=△L1+△L2
式中：△L1——初应力10%бk至100%бk之间的实测伸长值（mm）；
△L2——初应力以下的推算伸长值，可采用相邻级的伸长值，采用从10%бk～20%бk之间的实测伸长值作为ΔL2值；
五、张拉施工要点及注意事项
1、预应力钢束张拉必须以张拉力为主，伸长量校核的双控指标进行控制，伸长量波动范围为理论伸长量的±6%。
每束钢绞线断丝或滑移不多于1根，每个断面断丝之和不超过该断面钢丝总数的1%。
2、施工现场实际张拉程序为：①张拉到初应力10%δk，并量测伸
长值L1，并做好记录。
②张拉到20%δk，并量测伸长值L2，并做好记录，③直接张拉到100%δk，并量测伸长值L k并做好记录，则实际伸长量为：
△L=△L1+△L2=（L k- L1）+（L2- L1）
3、张拉现场要配备油泵操作人员4人，安装千斤顶及量测伸长量人员2~3人，现场记录人员2人。
4、张拉两端现场要配备对讲机，要统一口令，做到每个张拉程序要一致，同步。
5、在张拉过程中严禁操作人员及闲杂人等站在张拉端的正面。
6、项目部工程部将安排专业工程师全程控制，现场人员必须做好张拉原始记录，表格附后。