浅析后张法预应力筋张拉理论伸长值修正计算方法.pdf

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1、浅析后张法预应力筋张拉理论伸长值修正计算方法李炎军1李康21．江苏开通建设工程有限公司2．上海交通建设总承包有限公司摘要：本文重点将后张法中预应力筋两端张拉按单一竖直面线形对称、非对称和空间复合曲线几个方面进行了张拉理论伸长值修正计算方法的分析，得出了能准确合理计算伸长值的方法。关键词：后张法；两端张拉；对称；非对称；复合曲线；伸长值计算本文作者通过在崇启通道向化互通桥梁和向化跨线桥以及徐州东三环高架快速路现浇箱梁预应力混凝土工程施工，发现预应力工程施工中预应力筋的张拉是施工质量控制的关键技术环节。《公路桥涵施工技术

2、规范》(JTGTF50—2011)中明确规定，预应力筋采用应力控制方法张拉时，应以伸长值进行校核。因此，伸长值的计算正确与否也对质量控制起到重要作用。施工图纸中给出的理论伸长量是根据常规数据计算出来的结果，在实际应用中，需要采用实测的预应力筋的弹性模量和截面积对理论伸长量进行修正计算。预应力施工中先张法的预应力筋一般均采用直线，伸长值计算较为简便，后张法的预应力筋往往是直线和曲线混合的形式，所以在这里主要分析后张法的预应力筋伸长值修正计算。后张法施工中有单端张拉和两端张拉，而单端张拉与两端张拉分段计算的方式一致，因此

3、本文将按后张法中两端张拉的预应力筋分布的几种形式分别进行伸长值计算的分析阐述。1两端线形对称张拉预应力筋理论伸长值的计算后张法两端张拉中预应力筋对称布置较为普遍，当预应力筋对称布置时，从中点向两端的线形与参数均一致，因此在计算伸长值仅需计算一半的长度，整束的伸长量值即为单端的2倍。根据《公路桥涵施工技术规范))(JTGTF50—2011)关于预应力筋理论伸长值的计算公式如下：DL=P。fiE，A，①式中PP⋯预应力筋平均张拉力(N)，直线筋取张拉端张拉力，曲线段计算方法见②式L一预应力筋长度mm)E，一预应力筋实测弹

4、性模量N／ram2AP一预应力筋实测截面面积(mm2)Pp=P[I—e啦“”]／(kx+p．O)②式中P⋯一预应力筋张拉端张拉力(N)x一一从张拉端至计算截面的孔道长度m)O一一从张拉端至计算截面的孔道部分切线的夹角之和(rad)¨一一预应力筋与孔道壁的摩擦系数k一一孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数。对于后张法预应力筋计算时，预应力筋一般均为直线与曲线的混合，由于不同的线形区段的平均应力不同，因此伸长值需分段计算后进行累加。DL=DLl+DL2+⋯+DL⑧为计算每一段的伸长值，需要计算得到分段后每一分段的起点的张拉力

5、值，从张拉端开始，张拉端张拉力减去该段预应力筋与孔道之间的摩擦引起的损失即可得该段终点的张拉力值，而前段终点值即为下一段起点的张拉力值。孔道摩擦损失可按下述公式计算：盯。=仉。【卜e-(kx+㈣]④式中仉⋯一孔道摩擦损失盯。一一张拉预应力筋时的锚下控制应力每一段终点的张拉控制应力叮。=盯。。一盯。=o-蛳一仃。。『1一e佃㈣1=盯c0。e恤删。根据张拉控制应力与张拉力的关系式可以得出：Pi=Pe啦⋯⑤式中P。为前一段终点即下一分段起点的张拉力。根据公式①②③⑤可以计算出各分段的伸长值以及整段的累计伸长值。2015．1

6、01j92两端线形非对称张拉预应力筋理论伸长值的计算实际施工中，由于桥跨长度的调整和线形设计需要，经常会遇到两端张拉预应力筋设置为非对称线形。在这种情况下计算伸长值就不能简单的从中间一分为二，在两张拉端张拉力相同的情况下，虽然两端线形不一致，但是在中间段总会有一个点使得两端逐渐递减的张拉力值在此相等，这个点是力的平衡点。因此在进行非对称线形张拉伸长值计算时必须要找到这个点后才能分别从两端按上述所列公式进行计算。由于该点一定是位于整段预应力筋中间的某一个分段，所以我们将此段两端的张拉力分别称P左、P右，平衡点将此段分成

7、的两段预应力筋长度和对应切线角之和也为x左、x右和0左、0右，代入公式⑤可得：P平=P左e—m1左+邮右’=P右e—m1右+邮右’由x左+x右=x，0左+0右=0，O=)【，R(R为曲线半径，若为直线则无R值，0为0)可以进行进一步简化得到：此段若为曲线：X左=(LN(PJP右)+kx+ix0／R)／(2k+2ix／R)；直线段：x左=(LN(P左／P右)+kx)／(2k)。X右=X—X左。(注：LN()为取给定值的自然对数函数)根据上述公式求出预应力筋长度，按对称线形中的公式可以分别求出两端的伸长值，相加即可得总的

8、伸长值。3复合曲线预应力筋理论伸长值的计算由于桥梁结构线形设计的需要，有些预应力筋可能在线形布置上为空间复合曲线特征，这要求我们在计算伸长值时必须要考虑竖向曲线的同时还要兼顾平面曲线。由公式⑤可以看出，计算的影响因素为k．x、队0值，其中X、斗为定值，而k值作为孔道定位对摩擦的影响系数在确认时较为困难，且存在许多不确定因素的干扰和影响，所以一般