梁场ｍ小箱梁预应力张拉计算书-(）————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期:河恵莞高速公路龙川至紫荆TＪ1合同段(-K０+0００~Ｋ6＋800）2#梁场25米小箱梁预应力张拉计算书计算:复核:审核:核工业华南建设工程集团有限公司河恵莞高速公路龙川至紫荆TJ1合同段项目经理部二〇一七年九月十日1#梁场25米小箱梁后张法预应力钢绞线张拉伸长值计算桥梁预应力施工时，采用张拉应力和伸长值双控,实际伸长值与理论伸长值误差不得超过6%，所以伸长值的计算就相当重要，结合实际施工过程，通过对后张法现浇预应力小箱梁预应力钢绞线张拉伸长值的计算,适用于现场施工的伸长值计算方法。
一、工程概况本标共３98片梁，其中２#梁场主要预制25m小箱梁共1６8片;1＃梁场预制40mT梁计2３０片。
１#预制场位于主线Ｋ5+8０0 处,为线内梁场。
二、张拉工艺要求预应力的张拉应在混凝土强度达到强度设计值的85%以后方可进行，张拉时施加预应力应采用张拉力与引伸量双控。
预制梁内正弯矩钢束锚下张拉控制应力为0.７５ｐｋ f =1860*0.75=1395Mｐａ，预应力张拉时还需考虑钢束与锚圈口之间的摩擦损失，锚口摩阻损失采用厂家及施工单位常年积累的数据按3％考虑,即钢束锚外张拉控制应力为13９５ Mpａ,当预应力钢束张拉达到设计张拉力时,实际引伸量值与理论引伸量值的误差应控制在±6％以内。
实际引伸量值扣除钢束的非弹性变形影响。
钢束引伸量一览表单位:mｍN1 N2 Ｎ3 N４N5174 173 1７2 172 173主梁预应力钢束采用两端同时张拉,以对称于构件截面的中轴线、上下左右均衡为原则,同时考虑不使构件的上、下缘混凝土应力超过容许值。
主梁正弯矩钢束张拉顺序为N1→N3→N2→Ｎ5→N4。
预应力施工应采用自动智能控制张拉系统。
预应力筋张拉后，孔道应及早压浆,一般应在24小时内灌浆完毕。
三、后张法预应力钢绞线材料规定预应力体系:预应力砼箱梁预应力钢束采用Φs15.２钢绞线，采用高强度低松驰７丝捻制的预应力钢绞线,公称直径为15.２0mｍ，公称面积140mm2，标准强度fpｋ=18６0Mpa，弹性模量Ep=1.95×1０5MPａ,1０00ｈ后应力松驰率不大于3%，其技术性能符合中华人民共和国国家标准（ＧB／Ｔ５２24-2003)《预应力筋用钢绞线》的规定。
锚具：预制箱梁正弯矩钢束采用YＭ１5-4、YM15-5圆形锚具及其配套的配件,锚具及其配套的配件必须采用工厂定型产品，并符合JT/T ３29—２010《公路桥梁预应力钢绞线用锚具、夹具和连接器》的要求。
预应力管道：采用预埋圆形金属波纹管成孔, 圆形金属波纹管符合JＧ２25－2007《预应力混凝土用金属波纹管》的要求。
1、预应力钢绞线①应按有关规定对每批钢绞线抽检强度、弹性模量、截面积、延伸量和硬度，对不合格产品严禁使用,同时应就实测的弹性模量和截面积对计算引伸量作修正。
2、锚具和垫板毛刺者应予退货，不准使用。
③所有锚具均应采用整体式锚头，不允许采用分离式锚头。
３、预应力质量的控制①混凝土强度大于或等于8５％的设计强度（龄期７天以上①应抽样检查夹片硬度。
②应逐个检查垫板喇叭管内有无毛刺,对有)时才允许进行预应力张拉。
②预应力的张拉班组必须固定,且应在有经验的预应力张拉工长的指下进行,不允许临时工承担此项工作。
③张拉顺序：先张拉腹板钢束由上到下，两侧对称张拉,然后张拉顶、底板长束，由两侧向中间对称张拉，再张拉顶、底板短束,由两侧向中间对称张拉。
每次张拉应有完整的原始张拉记录，且应在监理在场的情况下进行。
方锚预应力必须采用整束张拉。
④预应力采用张拉力与引伸量双控，引伸量误差应在±6%范围,每一截面的断丝率不得大于该截面总钢丝数的1%,且不允许整根钢绞线拉断。
断丝是指锚具与锚具间或锚具与死锚端部之间,钢丝在张拉时或锚固时破断。
图中所给引伸量未计钢束工作长度部分引伸量，施工时应特别注意。
⑤千斤顶在下列情况下应重新标定:a．已使用三个月；b.张拉次数超过施工规范规定的次数;⑥千斤顶和油泵必须配套标定和配套使用;⑦张拉前应检查千斤顶内摩阻是否符合有关规定要求，否则应停止使用。
⑧严禁钢铰线作电焊机导线用，且钢铰线的放置应远离电焊地区。
⑨预应力管道应在张拉后２４小时内压浆,要求管道压浆密实,水灰比不大于0.4,不允许掺氯盐、铝粉，可掺减水剂，其掺量由试验决定,为减少收缩,可掺入专用膨涨剂。
压浆砼标号不低于C40（7０mmx70mmx70mｍ立方体试件，标准养护2８d测得的抗压强度不低于C４0）。
压浆质量应作抽检。
四、根据施工方法确定计算参数：预应力管道成孔方法采用金属螺旋管成孔，查下表确定K、μ取值: 表１孔道成型方式K值μ值钢丝束、钢绞线螺纹钢筋预埋金属波纹管0.００1５0.2０~0．2５0.50注:摘自《公路桥涵施工技术规范》（JTG/ＴＦ50－20１1）附录Ｇ1根据钢绞线试验结果取得钢绞线实际弹性模量Ep（一般为１.9~2.04×105Ｍpa)五、后张法钢绞线理论伸长值计算后张法预应力钢绞线在张拉过程中，主要受到以下两方面的因素影响:一是管道弯曲影响引起的摩擦力,二是管道偏差影响引起的摩擦力；两项因素导致钢绞线张拉时,锚下控制应力沿着管壁向跨中逐渐减小，因而每一段的钢绞线的伸长值也是不相同的。
1、计算公式:《公路桥梁施工技术规范》(JTＧ/T F5０-201１)中关于预应筋伸长值ΔＬ的计算按照以下公式（1）：ΔL＝Pp×L Ap×EpΔL—各分段预应力筋的理论伸长值(mm)；Ｐp—各分段预应力筋的平均张拉力(N)；L—预应力筋的分段长度(mｍ）；Aｐ—预应力筋的截面面积(ｍm2）；Eｐ—预应力筋的弹性模量(Mｐa)；《公路桥梁施工技术规范》(JＴＧ/T F50-20１1）附录G1中规定了Pp的计算公式(2):Pp＝P×（１－e－(kx+μθ))kx+μθP—预应力筋张拉端的张拉力,将钢绞线分段计算后,为每分段的起点张拉力,即为前段的终点张拉力（Ｎ)；θ—从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和，分段后为每分段中每段曲线段的切线夹角（rad）;x—从张拉端至计算截面的孔道长度，分段后为每个分段长度或为公式1中L 值；k—孔道每束局部偏差对摩擦的影响系数(1／ｍ)，管道内全长均应考虑该影响;μ—预应力筋与孔道壁之间的磨擦系数,只在管道弯曲部分考虑该系数的影响。
2、划分计算分段:整束钢绞线在进行分段计算时，首先是分段（见图1）:2.1波纹管内长度:计算时要考虑μ、θ，计算一段的起点和终点力。
每一段的终点力就是下一段的起点力,例如靠近张拉端第一段BC的终点C点力即为第二段CD的起点力，每段的终点力与起点力的关系如下式:Pz=Ｐq×e-(ＫX＋μθ)（公式3)Pz—分段终点力(Ｎ)Pq—分段的起点力(N)θ、x、k、μ—意义同上各段的起终点力可以根据公式3从张拉端开始进行逐步的计算。
箱梁横向钢束构造图(图1），纵向钢绞线Ｎ1、Ｎ2、N3、N4、Ｎ5钢束大样图(图2):图１图２3、张拉要求（１)张拉采用两端对称张拉，采用应力控制方法张拉，并以伸长值进行校核。
量测伸长值时应考虑锚具及构件的压缩影响。
控制张拉应力σk=0.7５Rbｙ=１395Ｍpａ。
如果张拉应力达到控制张拉应力时,伸长量仍不能满足要求，应停止张拉,查找分析原因。
(２）张拉前应清理好锚具与梁体接触面，使其表面垂直于钢绞线。
(3)按设计规定的编号及张拉顺序进行。
张拉程序为：0→初应力（ 0.1σk)→0．20σk→0.5０σk→σcon(持荷5ｍin)锚固。
根据设计图纸及规范和实测数据，已知以下参数（表1）:表1项目名称取值标准强度ｆpx １８6０Ｍｐａ张拉控制应力σk１395 Mpa（=１860 Mｐａ＊７5%)钢绞线面积Ag 140mm2弹性模量Ｅg 1.95×１０5Mpa管道摩阻系数μ0.25管道偏差系数k ０.00１5张拉端的张拉力195.３KN(＝１395MPa*1４0mm2)根据钢绞线要素（图２和表1),采用分段计算理论伸长量。
可以计算出各分段长度,根据公式计算出伸长量,N1、Ｎ２、N３、Ｎ4、N5采用计算一半钢绞线的伸长值然后乘以二的方法,见表２;表2编号项目BC CDＮ１长度x(m）９.6８4 2.646 弧度θ(ｒad) 0.0873 0N2长度x（m）8．078 4.2４6 弧度θ(ｒad）0.０873 0N3长度ｘ（ｍ) 6.471 5.8４7 弧度θ（raｄ) 0.0８73 0N4长度x(m）４．8６5 7.447 弧度θ(rad）０.08７3 0N5长度x(m） 2.386 ９.9１5 弧度θ（raｄ）0.035 0根据锚下（张拉)控制力为Δk=0.7５ fpｋ=13９５Mpa及锚圈口摩阻损失(一般规定不大于3%，也可根据《公路桥梁施工技术规范》(ＪTG/T Ｆ５0-201１)附录G２测得，这里计算取3%）计算千斤顶张拉力Ｐ=1３95×14０=１9５300N （每根);根据表２中参数计算当ｋ=０．0015,μ=0.２５各段伸长量: 表3分段ｘ（mm) θ（ｒad）ｋｘ+μθe－（kｘ+μθ) 终点力Pｚ△LN1BC9６84 0．08730．０３6３51０.９６４301７6 １9５３00 ６8.０CＤ2６4６00．０03969 0.996 18.9当ｋ=０.0015,μ=0.25总伸长量ΔL＝（6８．0＋1８.9)*2=１73．8mmN ２ＢC８０78 0．０8730.０３3942 0.9666２757 195300.0 56.8CD424６00.００6369 0.99３65124 19４０60.０30．2当k=０.001５，μ＝０.2总伸长量ΔL＝(56.8＋３0.3)*2＝17４．2mmN3ＢC６47１０．０８730.03１5３2 0.96895995 1９５３０0．0 4５.６CＤ5847 0０．00８7７1 0.99126735 193594．0 ４1.６当k=０．０01５，μ＝0.2总伸长量ΔＬ＝(４5.6＋４1.6）*2=174.4mmN ４BＣ48６4 ０.08730.02９121 0.97129８93 195３0０．0 ３4.3CＤ7447 00.0111７10.988８９116 193１30．5 ５2．9 当k=０.0015,μ=0．2总伸长量ΔL＝(３４.3+52.9）*2＝1７4.4mｍＮBC 2３8６0．０35 0.025404 0.97４9１5195３０0.0 16．９5 ９７ＣD9915 00.０14873０.98523７0６1９2416.9 ７0．４当k＝0.0015,μ=０．2总伸长量ΔL＝(17＋70.4)*2=174.８mｍ六、千斤顶张拉力与对应油表读数计算25米小箱梁后张法预应力钢绞线千斤顶使用四套设备,千斤顶编号:１5０92４０1 油压表编号:20157８2５线性回归方程: P ＝ 0.0334X－０.0507（X为力值,单位：ＫＮ) (ＭPａ)千斤顶编号:15092402 油压表编号:2０15770７线性回归方程： P ＝ 0.0３32X+0.4４９6(X为力值，单位:KN) (MPａ）千斤顶编号：15092403 油压表编号:20１5７82１线性回归方程: Ｐ = 0.０334Ｘ＋０.1３１0(X为力值,单位：KN）(MPa）千斤顶编号:１509２404 油压表编号:20１57826 线性回归方程： P = ０.03３５X＋0.5２93(X为力值,单位:KN）(MPa)油顶与压力表配套校验，确定张拉力与油表读数间的关系曲线,检验用的试验机或测力计的精度等级不低于+2%。