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1、第16卷 第3期石家庄铁道学院学报Vol116No132003年9月 JOURNALOFSHIJIAZHUANGRAILWAYINSTITUTESep12003后张预应力分批张拉法12李献忠, 姜稚清(11石家庄铁道学院力学与科学工程系,河北石家庄 050043;21石家庄铁道学院院长办公室,河北石家庄 050043)摘要:介绍了在后张预应力工程中当钢铰线束线较多时的分批张拉法。在伸长值的计算中分析了预应力的损失情况。本方法为预应力施工和构件各部分受力分析提供一种可行的方法。关键词:后张预应力;分批张拉;伸长值中图分类号:TU37811 文献标识码:A 文章编号:10
2、0623226(2003)0320024203预应力钢铰线具有强度高、锚固方便、施工效率高等特点,因而普遍用于各种预应力体系中。随着预应力技术的发展,预应力混凝土有向强度高、预应力大的方向发展的趋势,从而在后张法设计中往往采用多束钢铰线来预加应力。钢铰线束穿入孔道中松紧程度常常不一样。为解决这个问题,一般施工中采取的措施是:在正式张拉前采用单根张拉力10%大小的力逐根预紧。即使这样,孔道中的钢铰线松紧程度仍可能不一致,对于大吨位的钢铰线,施工单位配备的设备能力往往不足。为解决这一问题,提出了分批张拉法。1 分批张拉工艺和注意事项分批张拉施工中,可在穿束前对钢铰线束进行编号,
3、或在张拉前在一端用千斤顶拉动钢铰线束来判断两端头对应的束号。根据对应的束号将钢铰线束进行分批,然后逐批张拉。分批张拉的钢铰线,一方面,前批张拉的预应力束的叠压力会对后批张拉的线束产生附加的磨擦阻力而引起预应力损失。另一方面,后张拉的预应力束对混凝土构件产生压力,使构件发生压缩变形,从而又造成前批张拉的预应力损失,所以张拉的分批数不宜太多。在实际操作中也可以采取一些措施来减少预应力损失,如:分束时让先批张拉的束数比后批张拉的束数多;当钢绞线在孔道位置能理顺时,采取先上后下的顺序来张拉(即先张拉受压的钢铰线)。2 用传递法计算各部分预应力和伸长值预应力张拉一般采用“双控法”进行
4、控制,即应力和应变(伸长值)双控制,预应力钢铰线束的弹性伸长值一方面反映了张拉力控制的大小,另一方面反映出孔道摩擦力是否与设计预期值相符。为确定各点预应[2]力值是否达到设计要求提供依据。钢铰线截面张拉力计算式为-kx-LHpx=pcon·e(1)式中,k为孔道(öm)局部偏差系数;x为至计算截面的孔道长度(如图1所示);H为两点切线的夹角;L为预应力筋与孔道壁磨擦系数。根据上式采用传递法计算钢铰线分批张拉的理论伸长值,每束钢铰线分段计算张拉力和伸长值。在前 收稿日期:2003201210作者简介:李献忠 男 1977年11月出生 硕士研究生©1995-2004Tsing
5、huaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.第3期 李献忠等:后张预应力分批张拉法 25批张拉应力计算的基础上,计算后批张拉的钢铰线的张拉力和伸长值,计算中考虑附加摩擦阻力引起的预应力损失。该计算方法的优点有:能准确计算不同线型组合孔道的预应力情况;便于分析组合材料的构件和分块组装的大型预应力结构;可准确分析预应力构件各部分受力;计算过程简明易行。设孔道曲线方程为y=f(x),先根据孔道线型图1 计算简图(同一线型也可分为若干段)和构件材料分布对孔道进行分段。将第i批张拉的钢铰线
6、束第j计算段记为$xij,则其伸长值计算如下(1)$xij两端点的切线夹角为:$Hij=arctanf′(xj)-arctanf′(xj+$xj)(2)式中,xj,$xj为第j计算段x坐标及坐标增量。qhqh(2)第j计算段前端张拉力pij与第j计算段后端张拉力pi(j-1)相等,即pij=pi(j-1)。[3](3)在$xij内考虑dx微段的摩擦阻力损失有(如图2所示)图2 摩擦阻力损失示意图i-1dpij=-Lpij+L∑nkpkjdH(3)k=1式中,ni为第i批张拉的束数,L为钢铰束间的摩擦系数,一般取某一计算段时使线型和构件材料相同,所以同一计算段内摩擦系数变化不
7、大,在计算中取其平均值为L,令i-1i-1qNi-1=∑nkpk≈j∑nkpkj(4)k=1k=1则(3)式写为dpij=-L(pij+Ni-1)dH。两边积分得$xij内某点张拉力值-L$Hpij=Ae-Ni-1。(5)q-L$H-L$H考虑$H时边界条件得pij=pije+Ni-1e-Ni-1,进一步考虑长度效应引起的损失,式(5)写为:q-L$H-kx-L$Hpij=pije+Ni-1e-Ni-1(6)hq-L$H-k$x-L$H式中,x为$xijijijij内某一点至$xij前端的钢绞线长度,显然pij=p
