1、淺談30m小箱梁后張法預應力張拉計算 與應力控制摘要 預應力筋張拉是預應力箱梁預制的控制環(huán)節(jié)，通常采用預應力筋的張拉應力和伸長量雙控的方法來進行控制校核，在實際工作中首先需要通過張拉計算出張拉應力下對應預應力筋的理論伸長量從而在施工中與實際伸長量比較來指導施工，本文結(jié)合工程實際，介紹分段進行預應力張拉計算，同時介紹預應力張拉控制要點。關(guān)鍵詞 張拉應力 伸長量 計算 張拉應力控制1 工程概況（1）跨徑30m的預應力混凝土簡支連續(xù)箱梁，梁體高度1.6m,寬度2.4m,采用C50混凝土，（2）鋼絞線規(guī)格：采用高強低松馳鋼絞線s15.2規(guī)格，標準強度Rby=1860Mpa，公稱截面面積140mm2，彈

2、性模量根據(jù)檢測報告取Ep1.95105Mpa。鋼束編號從上到下依次為N1、N2、N3、N4，其中： 中跨梁：N1為5s15.2，N2、N3、N4為4s15.2； 邊跨梁：N1、N2、N3為5s15.2，N4為4s15.2； (3) 根據(jù)施工設計圖鋼絞線張拉控制應力按75%控制，即con=186075%=1395Mpa，單股鋼絞線張拉噸位為：P1395140195.3KN，5股鋼絞線張拉噸位為：F195.35976.5KN，4股鋼絞線張拉噸位為：F195.34781.2KN，采用兩端張拉，夾片錨固。 (4) 箱梁砼強度達到90%以上時方可施張，張拉順序N1、N3、N2、N4鋼束。(5) 根據(jù)規(guī)范

3、要求結(jié)合現(xiàn)場施工經(jīng)驗，為了有效控制張拉過程中出現(xiàn)異常情況，分級進行張拉：015%（測延伸量）30%（測延伸量）100%（測延伸量并核對）（持荷2分鐘，以消除夾片錨固回縮的預應力損失）錨固（觀測回縮）。2 油壓表讀數(shù)計算(1)根據(jù)千斤頂?shù)募夹g(shù)性能參數(shù)，結(jié)合計量測試研究院檢定證書檢定結(jié)果所提供的線性方程，計算實際張拉時的壓力表示值Pu： 前端：千斤頂型號：YCYP150型 編號：003 油壓表編號：11.617.10.1012 后端：千斤頂型號：YCYP150型 編號：906066 油壓表編號：09.7.2.651 (2) 鋼束為5股鋼絞線張拉至15控制應力時油壓表讀數(shù)計算： 前端油壓表讀數(shù)： P

4、u=0.032540F+0.38=0.032540146.5+0.38=5.2Mpa 后端油壓表讀數(shù)： Pu=0.032690F-0.15=0.032690146.5-0.15=4.6Mpa 張拉至30控制應力時油壓表讀數(shù)計算： 前端油壓表讀數(shù)： Pu=0.032540F+0.38=0.032540292.95+0.38=9.9Mpa 后端油壓表讀數(shù)：Pu=0.032690F-0.15=0.032690292.95-0.15=9.4 Mpa 張拉至100控制應力時油壓表讀數(shù)計算： 前端油壓表讀數(shù)： Pu=0.032540F+0.38=0.032540976.5+0.38=32.2Mpa 后端油

5、壓表讀數(shù)： Pu=0.032690F-0.15=0.032690976.5-0.15=31.8 Mpa(3) 鋼束為4股鋼絞線張拉至15控制應力時油壓表讀數(shù)計算： 前端油壓表讀數(shù)： Pu=0.032540F+0.38=0.032540117.18+0.38=4.2Mpa 后端油壓表讀數(shù)： Pu=0.032690F-0.15=0.032690117.18-0.15=3.7Mpa 張拉至30控制應力時油壓表讀數(shù)計算： 前端油壓表讀數(shù)： Pu=0.032540F+0.38=0.032540390.6+0.38=13.1Mpa 后端油壓表讀數(shù)： Pu=0.032690F-0.15=0.03269039

6、0.6-0.15=12.6Mpa 張拉至100控制應力時油壓表讀數(shù)計算： 前端油壓表讀數(shù)： Pu=0.032540F+0.38=0.032540781.2+0.38=25.4Mpa 后端油壓表讀數(shù)： Pu=0.032690F-0.15=0.032690781.2-0.15=25.8Mpa3 伸長量計算(1) 預應力筋的理論伸長L（mm）按下式計算：L=式中：Pp-預力筋的平均張拉力為（N），直線筋取張拉端的拉力，兩端張拉的曲線筋，計算方法見曲線段預應力筋平均張拉力：L=預應力筋的長度（mm）Ap=預應力筋的截面面積（mm2）：取140Ap=預應力筋的彈性模量（N/mm2）。取EP=1.9510

7、5Mpa曲線段預應力筋平均張拉力按下式計算：Pp=P（1-e-（kx+）/（k x +）式中：Pp-預應力筋平均張拉力（N）；P-預應力筋張拉端的張拉力（N）；x-從張拉端至計算截面的孔道長度（m）；-從張拉端至計算截面曲線孔道部分切線的夾角之和（rad）;k-孔道每米局部偏差對磨擦的影響系數(shù),取0.0015；-預應力筋與孔道管壁的磨擦系數(shù)，取0.22注：預應力筋為直線時Pp=P圖7.2-1 （2） 伸長量采用分段終點力計算方法：例如AB段，A端的力為P（A），則B端的力為P(B)=2P(A) （1-e-（kx+）/（k x +）-P(A)； 分段伸長量計算L方法：例如AB段，A端的力為P（A

8、），B端的力為P（B），則AB端的分段伸長量計算L（P(A)+ P（B）/(EpAp2N)，其中N為鋼絞線的根數(shù)?，F(xiàn)已一片箱梁（邊跨）中N1鋼束為例計算伸長量：如圖7.2-1所示N1 第一段AB=8.219m 第二段BC=5/1804500=3.926m 第三段CD=2.663m =5ON1 第一段 張拉端張拉力P=186014050.75=976.5（KN）=0x=30.916/2-0.65-2.663-3.926=8.219(m)kx+=0.0123285e-(kx+)=0.9877472Pp=976.5(1-0.9877472)/0.01232852-976.5=964.31(KN)L1

9、=(964.31+976.5)/210008.219)/(1401.955105)=58.4mmN1 第二段=5/180=0.8727(rad)x=3.926(m)kx+=0.0250844e-(kx+)=0.9752262Pp=964.312(1-0.9752262)/0.0250844-964.31=940.12(KN)L2=(964.31+940.12)/210003.926)/(14051.95105)=27.4mmN1第三段 =0x=2.263(m)kx+=0.0039945e-(kx+)=0.9960139Pp=940.122(1-0.9960139)/ 0.0039945-940

10、.12=936.18(KN)L3=(936.18+940.12)10002.663)/(14051.95105)=18.3mmN1理論伸長量為（L1+L2+L3）2=208mm 4 張拉控制預應力筋采用應力控制方法張拉時，應以伸長量進行校核實際伸長量與理論伸長量的差值應符合設計要求，設計無規(guī)定時，實際伸長量與理論伸長值的差值應控制在6%以內(nèi)，否則應暫停張拉，查明原因并采取措施予以調(diào)整后，方可繼續(xù)張拉。預應力筋張拉時，應先調(diào)整到初應力，該初應力為張拉控制應力con的15%，伸長量從初應力時開始測量。預應力筋的實際伸長值除量測的伸長之外，必須加上初應力以下的推算伸長值。5 結(jié)束語規(guī)范往往介紹不夠詳

11、細，只給出結(jié)論，給實際理解和應用帶來很大困難。本文推導出理論伸長值精確逐段計算公式和簡明計算公式，并對伸長值計算注意事項進行了較深入的分析，為精確計算伸長值，在后張法構(gòu)件施工時，首先要做好基本數(shù)據(jù)的測定和基本參數(shù)的選取工作，并考慮各種因素，計算符合實際的伸長值，實際量測值要做到與計算值相對應，并做到規(guī)范正確，就可以保證雙控的實施。5 參考文獻1預應力混凝土用鋼絞線(GB/T52242003). 中國標準出版社出版發(fā)行2公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范(JTG F50-2011) 人民交通出版社.北京.20113 JTG D60-2004公路橋涵設計通用規(guī)范S ，北京，人民交通出版社，2004.4 JTG6

12、2-2004 公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范S.北京人民交通出版社.2004附：1、箱梁張拉力與油表讀數(shù)換算表。2、箱梁鋼絞線理論伸長值計算表30m小箱梁張拉油表讀數(shù)計算表跨徑部位鋼束編號千斤頂編號油表編號回歸方程油表讀數(shù)15.00%30.00%100.00%30米邊 跨 梁N1 5束00311.617.10.1012P=0.032540XF+0.38張拉力(KN)146.5292.95976.5讀數(shù)(Mpa)5.29.932.1690606609.7.2.651P=0.032690XF-0.15張拉力(KN)146.5292.95976.5讀數(shù)(Mpa)4.69.431.8N2 5

13、束00311.617.10.1012P=0032540XF+0.38張拉力(KN)146.5292.95976.5讀數(shù)(Mpa)5.29.932.1690606609.7.2.651P=0.032690XF-0.15張拉力(KN)146.5292.95976.5讀數(shù)(Mpa)4.69.431.8N3 5束00311.617.10.1012P=0.032540XF+0.38張拉力(KN)146.5292.95976.5讀數(shù)(Mpa)5.29.932.1690606609.7.2.651P=0.032690XF-0.15張拉力(KN)146.5292.95976.5讀數(shù)(Mpa)4.69.431.

14、8N4 4束00311.617.10.1012P=0.032540XF+0.38張拉力(KN)117.18234.36781.2讀數(shù)(Mpa)4.2825.890606609.7.2.651P=0.032690XF-0.15張拉力(KN)117.18234.36781.2讀數(shù)(Mpa)3.77.525.430米中 跨 梁N1 5束00311.617.10.1012P=0.032540XF+0.38張拉力(KN)146.5292.95976.5讀數(shù)(Mpa)5.29.932.1690606609.7.2.651P=0.032690XF-0.15張拉力(KN)146.5292.95976.5讀數(shù)(

15、Mpa)4.69.431.8N2 4束00311.617.10.1012P=0.032540XF+0.38張拉力(KN)117.18234.36781.2讀數(shù)(Mpa)4.2825.890606609.7.2.651P=0.032690XF-0.15張拉力(KN)117.18234.36781.2讀數(shù)(Mpa)3.77.525.4N3 4束00311.617.10.1012P=0.032540XF+0.38張拉力(KN)117.18234.36781.2讀數(shù)(Mpa)4.2825.890606609.7.2.651P=0.032690XF-0.15張拉力(KN)117.18234.36781.

16、2讀數(shù)(Mpa)3.77.525.4N4 4束00311.617.10.1012P=0.032540XF+0.38張拉力(KN)117.18234.36781.2讀數(shù)(Mpa)4.2825.890606609.7.2.651P=0.032690XF-0.15張拉力(KN)117.18234.36781.2讀數(shù)(Mpa)3.77.525.430m小箱梁鋼絞線理論伸長值計算表跨徑部位鋼束編號分段xkkx+e-(kx+)EpApPp1總伸長量備注(m)(rad)（N/mm2)(mm2)(KN)(mm)L(mm)30米邊跨梁N1 (5股）AB8.2190.001500.220.0123285 0.98

17、77484 195000700964.31 58.4 208 BC3.9260.00150.087270.220.0250884 0.9752262 195000700940.12 27.4 CD2.6630.001500.220.0039945 0.9960139 195000700936.18 18.3 N2 (5股）AB6.6240.001500.220.0099360 0.9901142 195000700966.63 47.1 208 BC3.9260.00150.087270.220.0250884 0.9752262 195000700942.38 27.5 CD4.2630.0

18、01500.220.0063945 0.9936266 195000700936.18 29.3 N3 (5股）AB5.0290.001500.220.0075435 0.9924857 195000700968.95 35.8 207 BC3.9260.00150.087270.220.0250884 0.9752262 195000700944.65 27.5 CD5.8630.001500.220.0087945 0.9912450 195000700936.17 40.4 N4 (4股）AB1.0170.00150 0.220.0015255 0.9984758 19500056077

19、9.85 7.3 208 BC0.7330.00150.02440.220.0064675 0.9935540 195000560774.65 5.2 CD13.0010.001500.220.0195015 0.9806894 195000560759.49 91.3 1、分段終點力計算方法：例如AB段，A端的力為P（A），則B端的力為P（B）2P(A)（1-e-kx+）/（kx+）-P(A) 2、分段伸長量計算L方法：例如AB段，A端的力為P（A），B端的力為P（B），則AB端的分段伸長量計算L（P(A)+ P（B）)/(EpApN)，其中N為鋼絞線的根數(shù)。30m小箱梁鋼絞線理論伸長值計算

20、表跨徑部位鋼束編號分段xkkx+e-(kx+)EpApPp1總伸長量備注(m)(rad)（N/mm2)(mm2)(KN)(mm)L(mm)30米中跨梁N1 (5股）AB9.9690.001500.220.0149535 0.9851593 195000700961.77 70.8 208 BC3.9260.00150.087270.220.0250884 0.9752262 195000700937.65 27.3 CD0.8850.001500.220.0013275 0.9986735 195000700936.21 6.1 N2 (4股）AB8.3630.001500.220.0125445 0.9875351 195000560771.28 59