桥梁施工中预应力钢绞线伸长量计算

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1、桥梁施工中预应力钢绞线伸长量计算摘要：预应力筋张拉是预应力混凝土结构的关键工序，预应力钢绞线施工时，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％。本文以混凝土预应力钢绞线常采用的金属螺旋管成孔方法为例，对此两项先决条件的计算和控制进行论述。关键词：预应力钢绞线；伸长量；张拉应力Abstract:Thetensionofprestressedtendonisthekeyprocessofprestressedconcretestructures,prestressedsteelstrand,thedoublecontrolsofstretchingstressandelon

2、gationvalue,actualelongationvalueerrorofnotmorethan6%andthetheoreticelongation.Basedonthemetalspiralprestressedconcretestrandusedpipepore-formingmethodasanexample,thetwoprerequisitesofthecalculationandcontrolarediscussed.Keywords:prestressedsteelstrand；elongation；tensilestress中图分类号：J522.3文献标识码：A文章编

3、号：2095-2104（2012）7预应力施工是桥梁施工中一项技术性很强的工作，预应力筋张拉是预应力混凝土结构的关键工序，施工质量关系到桥梁的安全和人身安全，必须慎重对待。预应力施工时孔道成型方法主要有：金属螺旋管、胶管抽芯、钢管抽芯、充气充水胶管抽芯等方法。本文以混凝土预应力钢绞线（PCstrand、1×7公称直径15,24mm，fpk＝1860Mpa，270级高强底松弛），常采用的金属螺旋管成孔方法为例，对张拉应力和伸长值两项先决条件的计算和控制进行论述。1施工准备1.1熟悉图纸拿到施工图纸应先查阅施工说明中关于预应力钢绞线的规格，一般预应力钢束采用ASTMA416-270级低松弛钢绞线

4、，其标准强度为fpk＝1860Mpa，1×7公称直径15,24mm，锚下控制力为Δk=0.75fpkMpa。1.2确定计算参数预应力管道成孔方法采用金属螺旋管成孔，查表1确定K、μ取值：表1根据钢绞线试验结果取得钢绞线实际弹性模量Ep（一般为1.9～2.04×105Mpa）2理论伸长量计算7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；两项因素导致钢绞线张拉时，锚下控制应力沿着管壁向跨中逐渐减小，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》中关于预应筋伸长值ΔL的计算按照以下公式：ΔL—各分段预应

5、力筋的理论伸长值（mm）；Pp—各分段预应力筋的平均张拉力（N）；L—预应力筋的分段长度（mm）；Ap—预应力筋的截面面积（mm2）；Ep—预应力筋的弹性模量（Mpa）；从公式可以看出，钢绞线的弹性模量Ep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。所以钢绞线在使用前必须进行检测试验，弹性模量则常出现Ep’=（1.96～2.04）×105Mpa的结果，这是由于实际的钢绞线的截面积并不是绝对的140mm2，而进行试验时并未用真实的钢绞线截面积进行计算，根据公式可知，若Ap有偏差，则得到了一个Ep’值，虽然Ep’并非真实值，但将其与钢绞线理论面积相乘所计算出的ΔL却

6、是符合实际的，所以要按实测值Ep’进行计算。7k和μ是后张法钢绞线伸长量计算中的两个重要的参数，其大小取决于多方面的因素：管道的成型方式、预应力筋的类型、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，弯道位置及角度是否正确，成型管道内是否漏浆等等，各个因素在施工中的变动很大，还有很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。实际计算可根据上表选取参数。3划分计算分段整束钢绞线在进行分段计算时，首

7、先是分段（见图1）：3.1工作长度工具锚到工作锚之间的长度，图1中工作段AB长度＝L，计算时不考虑μ、θ，计算力为点力，采用公式1直接进行计算，Pp＝千斤顶张拉力；3.2波纹管内长度计算时要考虑μ、θ，计算一段的起点和终点力。每一段的终点力就是下一段的起点力，例如靠近张拉端第一段BC的终点C点力即为第二段CD的起点力，每段的终点力与起点力的关系如下式：Pz=Pq×e-(KX+μθ)Pz—分段终点力（N）；Pq