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1、后张法预应力钢绞线张拉锚下应力的准确控制2011年第1期SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATIONO建筑与工程0科技信息后张法预应力钢绞线张拉锚下应力的准确控制朱光业(中铁十四局集团有限公司青岛工程分公司山东青岛266061)【摘要】桥梁预应力施工时,采用张拉应力和伸长值双控,实际伸长值与理论伸长值误差不得超过6%.所以伸长值的计算及锚下应力的控制就相当重要.本文结合实际施工过程,通过对后张法预应力预制箱梁中预应力钢绞线伸长值的计算及实际操作中锚下应力的准确控制.总结出一套较适用于现场施工的使锚下应力准确达到设计应力的方
2、法.【关键词】后张法;预应力钢绞线;锚下应力;控制.1工程概况国道109线东察高速第三标段阿布亥沟大桥位于阿布亥沟与达嘎沟与东查干呼素沟交汇处下游,桥梁与河流交角为6O.,半幅桥宽13.0m,全长406.6m.阿布亥沟大桥为2O孔一2O米装配式部分预应力砼箱梁桥,柱式桥墩,肋式桥台,钻孔灌注桩基础.2结构设计形式2O米预应力箱梁采用单箱单室斜腹板断面.梁高1.2m,混凝土设计强度等级为C50.纵向预应力束N1,N2,N3分别采用低松弛钢绞线配OVM15—3型,OVM15—4型和OVM15—3型锚具.钢束N1,N2,N3采用两端张拉.预应力钢束采
3、用ASTMA416—270级低松弛钢绞线.其抗拉标准强度为Rby=1860MPa,锚下张拉控制力为k=O.75Rby=1395MPa.3后张法钢绞线理论伸长值计算公式说明及计算示例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.《公路桥梁施工技术规范}(JVJ041—2000忡关于预应筋伸长值的计算按照以下公式:A~=PxLx[(1一e一(KL+0))/(KL+0)】/(Ayx
4、E(1)式中:△r一各分段预应力筋的理论伸长值(mm);P——各分段预应力筋张拉端的张拉力,将钢绞线分段计算后.为每分段的起点张拉力,即为前段的终点张拉力(N):I一预应力筋的分段长度(rrIIT1);Ay——预应力筋的截面面积(mm);Eg——预应力筋的弹性模量(MPa);0——从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和,分段后为每分段中各曲线段的切线夹角和(rad):x——从张拉端至计算截面的孔道长度,整个分段计算时x等于L(m):k——L道每米局部偏差对摩擦的影响系数(1/m),管道弯曲及直线部分全长均考虑该影响:II一预应力筋与L道壁
5、之间的磨擦系数,只在管道弯曲部分考虑该系数的影响.从公式(1)可以看出,钢绞线的弹性模量Eg是决定计算值的重要因素,它的取值是否正确,对计算预应力筋伸长值的影响较大.Eg的理论值为Eg=(1.9～1.95)xl05MPa,而将钢绞线进行检测试验,弹性模量则常出现Eg:(1.96～2.04)×105MPa的结果,这是由于实际的钢绞线的直径都偏粗,而进行试验时并未用真实的钢绞线面积进行计算.采用的是偏小的理论值代入公式进行计算,根据公式Eg=pxl/(AyxAL1可知,若Av偏小,则得到了偏大的值,虽然Eg并非真实值,但将其与钢绞线理论面积相乘所计
6、算出的△L却是符合实际的,所以要按实测值Eg进行计算.公式(1)中的k和"是后张法钢绞线伸长量计算中的两个重要的参数,这两个值的大小取决于多方面的因素:管道的成型方式,力筋的类型,表面特征是光滑的还是有波纹的,表面是否有锈斑,波纹管的布设是否正确,偏差大小,弯道位置及角度等等,各个因素在施工中的变动很大.还有很288多是不可能预先确定的,因此.摩擦系数的大小很大程度上取决于施工的精确程度.在工程实施中,最好对孔道磨擦系数进行测定,并对施工中影响磨擦系数的方面进行认真的检查,如波纹管的三维位置是否正确等等,以确保摩擦系数的大小基本一致.进行分段计
7、算时,靠近张拉端第一段的终点力即为第二段的起点力,每段的终点力与起点力的关系如下式:Pz=Pq~e一(KX+e)式中:Pz——分段终点力(N)Pq——分段的起点力(N)0,x,k,——意义同上其他各段的起终点力可以从张拉端开始进行逐步的计算.下面以预制箱粱中跨钢绞线的伸长量计算为例,进一步说明伸长量的计算方法.纵向钢绞线钢束根据设计图纸及规范和实测数据,已知以下参数(表1):表1计算参数项目名称取值张拉控制应力1395MPa.钢绞线面积Ag140m弹性模量Eg1.96x105MPa管道摩阻系数"O.23管道偏差系数k0.0015根据钢绞线曲线要
8、素,可以计算出各分段长度,根据公式计算出伸长量,纵向钢束N1,N2,N3纵向布置为对称结构,因此采用计算一半钢绞线的伸长值然后乘以二的方法,如表2,表
