后张法预应力钢绞线张拉伸长值计算方法

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1、后张法预应力钢绞线张拉伸长值计算方法全永福中铁十五局集团第一工程有限公司摘要：结合韶山铁路跨线桥预应力连续箱梁后张法预应力钢绞线张拉伸长值的计算,对现行公路桥涵施工技术规范中预应力钢绞线理论伸长值计算方法进行了理解和补充,并对后张法预应力钢绞线两端张拉和单端张拉进行了示例计算,详细介绍了张拉时钢绞线实际伸长值的测量方法，为预应力钢绞线施工人员提供参考。关键词：预应力钢绞线；伸长值；计算方法随着预应力施工技术的日渐成熟，大跨度公路、铁路、市政桥梁上部构造越来越多地使用后张法预应力混凝土箱梁。后张法预应力钢绞线张拉采

2、用应力控制，以钢绞线伸长值进行校核，实际伸长值与理论伸长值的差值应符合小于6%的要求。由于预应力钢绞线张拉是预应力混凝土工程的关键技术，对控制预应力混凝土工程质量和安全起着至关重要的作用，因此后张法预应力钢绞线张拉理论伸长值和实际伸长值的计算就显得尤为重要。1预应力钢绞线理论伸长值计算公式及说明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，导致钢绞线张拉时，锚下控制应力沿着管壁向梁跨中逐渐减小，因而每一段的钢绞线的伸长值也是不相同的。《公

3、路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000)中关于预应筋理论伸长值的计算按照以下公式：ΔL=PpL/ApEp公式（1）Pp=P（1-e-（kx+µθ））/（kx+µθ）公式（2）式中：ΔL—预应力筋的理论伸长值（mm）；　　Pp—预应力筋平均张拉力（N）；　　L—预应力筋的长度（mm）；　　Ap—预应力筋的截面面积（mm2）；　　Ep—预应力筋的弹性模量（N/mm2）；　　P—预应力筋张拉端张拉力（N）；　　θ—从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和（rad）；　　x—从张拉端至计算截面的孔道长度（m）；

4、　　k—孔道每束局部偏差对摩擦的影响系数；　　μ—预应力筋与孔道壁之间的摩擦系数。公式说明：当预应力钢绞线布设为一条直线时，Pp=P，即预应力钢绞线的平均张拉力等于预应力筋张拉端张拉力，将P=0.75Rby×Ap代入公式（1），就可以直接计算出预应力钢绞线的理论伸长值。但在实际工程中，预应力钢绞线布设为一条直线的情况很少见，一般均为直线+圆曲线+直线的形式。当预应力钢绞线布设为直线+圆曲线+直线时，即钢绞线布设是由直线段和圆曲线段间隔组成，钢绞线的理论伸长值计算时直线段和圆曲线段分段进行计算，然后将各段伸长值累加

5、即可。将钢绞线分段计算时，每分段的起点张拉力，即为前段的终点张拉力，且分段x等于L，每段的终点力与起点力的关系如下式：　　Pz=Pqe-(KX+μθ)公式（3）　　Pz—分段终点力（N）　　Pq—分段的起点力（N）分段计算时，靠近张拉端第一段起点力等于张拉端张拉力，即Pq=P，其他各段的起点力和终点力可以根据公式（3）从张拉端开始向钢绞线中心或是锚固端进行计算。圆曲线段需计算夹角θ，θ为各曲线段的切线夹角和，根据两角两边分别垂直两角互补这一原理，夹角θ等于该圆曲线的圆心角。当圆曲线段两端直线段一段在水平方向另一端

6、不在水平方向时，夹角θ等于不在水平方向的直线段与水平方向的夹角。2钢绞线理论伸长值计算示例下面以韶山铁路跨线桥现浇箱梁钢绞线的伸长值计算为例，进一步说明钢绞线理论伸长量的计算方法。韶山高速公路K11+672韶山铁路跨线桥，双幅桥，桥梁总宽26米，全长97.5米。上部构造采用26.5+38.0+25.5米预应力混凝土连续箱梁，箱梁设计为纵横双向预应力体系，纵横向均采用12-7φ5（φs15.2ｍｍ）无锡中冶钢缆有限公司低松弛预应力钢绞线，公称抗拉设计强度Rby=1860Mpa，单根截面面积面积Ap=140mm，弹性

7、模量Ep=1.95×105Mpa，张拉控制应力为0.75Rby=1395Mpa，张拉力P=1395×140×12=2343.6KN。根据设计文件，预应力管道采用铁皮镀锌波纹管，管道摩阻系数μ=0.2，管道偏差系数k=0.0015。纵向预应力钢绞线N1、N2、N3、N4、N5、N6、N7采用两端张拉，中横梁横向预应力钢绞线N1、N2采用单端张拉。分别以纵向预应力钢绞线N6和横向预应力钢绞线N1为例计算钢绞线理论伸长值。　　　　表1N6钢绞线坐标及曲线要素表点号ABCDEFG坐标x(cm)1580.2153.3449

8、5.08836.78909.88975.0坐标y(cm)24.516.512121216.524.5夹角θ000.122000.1220圆弧半径R(cm)————600————600——圆弧长L(cm)————73.2————73.2——　　根据N6钢绞线坐标及曲线要素表，N6钢绞线各段理论伸长值如下：1．AB段伸长值：P=0.75×1860×140×12=2343600