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1、梁板预应力筋张拉伸长量计算及偏差分析科技信息.公路与管理0scⅢNCE&TEcHN0LOGYM0RMATION2OO9年第2l期梁板预应力筋张拉伸长量计算及偏差分析谭立剑杨清焰(杭州市交通工程集团有限公司浙江杭州310000)【摘要】本文针对实际桥梁施工案例,详细阐述了预应力筋张拉应力伸长量的理论依据及计算过程,并对引起伸长量实测值与理论计算值偏差的原因进行了分析.【关键词】预应力筋;张拉施工;伸长量;偏差0.前言预应力混凝土结构,以其良好的受力性能被广泛运用于桥梁建设中.在预应力筋的张拉施工中,为了保证
2、施工质量,规范要求除了用应力控制外,还需用伸长值进行校核,使实际伸长值与理论伸长值差控制在±6%以内,故预应力筋张拉伸长量计算是预应力筋张拉施工前的一项重要工作.本文针对实际桥梁施工案例,详细阐述了预应力筋张拉应力伸长量的理论依据及计算过程,并对引起仲长量实测值与理论计算值偏差的原因进行了分析.1.工程概况诸永高速公路金华段(东阳)S1O3合同段北江大桥全长330m,上部结构采用13×25m简支变连续预应力混凝土箱梁(2联),其中梁板纵向预应力束采用抗拉强度标准值=l860Mpa,’Pj15_24型高强度低松弛钢
3、绞线配YM15—4YM15—5型锚具.预应力管道均采用BTL型金属波纹管.张拉采用YDC15o0穿心式千斤顶及配套油泵进行张拉施工.按施工图纸要求.当混凝土强度达到设计强度的9O%以上,且龄期不少于1O天,方可进行张拉,由于设计图纸不要求进行l05%的超张拉,故张拉程序为:O一初应力一100%o旦÷锚固张拉操作时,应按设计要求采用张拉吨位和伸长量进行双项控制,钢束l5—4型每束张拉力781.2KN,而15—5型每束张拉力为976.5KN.张拉时还需在梁两端编好张拉顺序号并标在梁面上.2.伸长量计算2.1理论依据
4、北江大桥梁板预应力筋采用两端对称张拉,因此只需计算从张拉点到对称点的伸长量即可.计算伸长值的第一步,首先要确定预应力筋的工作长度和线型段落的划分.后张法钢筋的线型一般均是既有直线.又含曲线,由于不同线形区间的平均应力会有很大差异,因此需要分段进行伸长值计算,然后再累加.值得一提的是,在计算工作长度时,一定要考虑位于张拉千斤顶中的那部分预应力筋尺寸,这部分的伸长值对工作长度小于2Om时的情况影响尤为明显.根据施工规范,△L=△IJ1+△L2+……△Ln;其中△L为预应力钢材工作长度L的理论伸长值.对于各区段的伸长值
5、△”,其计算式为:p.T△L=÷三(1)Ap+托p式中:P一预应力筋的平均张拉力,N;L一预应力筋的的长度,mm;A一预应力筋截面面积,mm;E一预应力筋弹性模量,N/mm.关于平均张拉力的计算公式,根据规范介绍为:一(kx0)p—P(1一e.),,,p—kL+ue式中:P一预应力筋平均张拉力,N;P一预应力筋张拉力端张拉力,N;x一从张拉端至计算截面的孔道长度,m;0一从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和,对于圆曲线.为该段的圆心角,rad;如果孔道在竖平面和水平面内同时弯曲时.则H为双向弯曲夹角之矢量
6、和.k一孔道每m局部偏差对摩擦的影响系数:LL一预应力筋与孔道壁的摩擦系数.计算理论伸长量的关键在于确定钢绞线各区段的长度,以及各中参数.2.2实例计算北江大桥25米箱梁1号索参数如下:该钢索计算段落依次为工作长度65cm,直线段长6l2.83cm,弧长349.O7cm,直线264.6cm_f跨径中心线),圆弧切线夹角为5度,孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数k取0.0015,预应力筋与孔道的摩擦系数取0.25,预应力筋的截面面积A:56O(mm),预应力筋的弹性模量E=1950oO(N/mm’.第一直线段平均张拉
7、应力P=P=7812o0N,理论伸长量P.Tf云;第二圆弧线段平均张拉应力=旦=770727-897N;理论伸长量P.T虬言4.637mm;第三直线段平均张拉应力P=:二=770727.897N;理论伸长量P.I云}&mm;△L:△Ll+△IJ2+△L3=47.775+24.637+18.675=91.087mm3.偏差分析在工程实践中,我们经常遇到张拉伸长值偏大或偏小等情况,当实测伸长值超过《公路桥涵施工技术规范》及设计规定时,应暂停张拉,现场工程师应进行全面详细的调查分析,按现场实测数据等重新进行计算
8、和处理,使其调整到规范允许范围内再继续张拉.伸长值应从张拉设备,材料及施工过程两方面原因去分析:3.1由于张拉设备及材料本身等方面引起的偏差:a)波纹管与钢绞线实际孔道摩擦系数是否与设计一致
9、b)钢绞线退扭的影响:不同捻向的钢绞线连接在一起或”长线法”采用钢绞线单根张拉均可导致旋转退扭现象(张拉延伸增大);c)钢绞线实际弹性模量是否与理论弹性模量存在偏差,钢绞线弹性模量一
