1、 25m 预制箱梁预应力张拉计算书25m 箱梁预应力张拉计算书 1、 工程概况杏树凹大桥左线桥中心桩号为 ZK9+875，上部构造采用 1625m预制预应力混凝土小箱梁，先简支后连续。全桥分 4联，桥长 406m， ，右线中心桩号为YK9+782.5，上部构造采用 1525m预制预应力混凝土小箱梁，先简支后连续。全桥分 4联，桥长 381m。本桥左线位于 R-3600左偏圆曲线上，右线位于 R-3400左偏圆曲线上。每跨横桥面由 4片预制安装小箱梁构成。25m 预制箱梁为单箱单室构造，箱梁高度为 140厘米, 跨中断面腹板、底板厚度为 18厘米,支点断面腹板、底板厚度为 25厘米,顶板一般厚度
2、为 18厘米,箱梁底宽为 100厘米,中梁翼缘顶宽为 240厘米,边梁翼缘顶宽为 284.5厘米。本桥共有 C50预应力混凝土箱梁 124片。各梁的预应力筋分布情况如下表所示：腹板 N1、N2 底板 N3、N4 顶板 T1 顶板 T2箱梁名称数量(片) 波纹管 钢绞线 波纹管 钢绞线 波纹管 钢绞线 波纹管 钢绞线中跨中梁 30 内 55 4 s15.2 内 50 3 s15.2 内90*255 s15.2 内70*254 s15.2中跨边梁 30 内 55 4 s15.2 内 50 3 s15.2 内90*255 s15.2 内70*254 s15.2边跨中梁 32 内 55 4 s15.2
3、 内 55 4 s15.2 内90*255 s15.2 内70*254 s15.2边跨边梁 32 内 55 4 s15.2 内 55 4 s15.2 内90*255 s15.2 内70*254 s15.2预应力筋均为纵向，分布在底板、腹板及顶板，其中底板 4束，腹板 4束，顶板 5束，对称于梁横断方向中线布置。预应力钢绞线采用抗拉强度标准值fpk=1860 MP、公称直径 d=15.2mm的低松驰高强度，其力学性能符合预应力25m 预制箱梁预应力张拉计算书混凝土用钢绞线 （GB/T5224-2003）的规定，公称截面积 Ap=139mm2，弹性模量Ep=1.95*105 MPa，松驰系数:0.
4、3。试验检测的钢绞线弹性模量 Ep=1.95*105 MPa。预应力管道采用金属波纹管，腹板及底板为圆孔，所配锚具为 M15-3及M15-4，顶板为长圆孔，所配锚具为 BM15-4及 BM15-5。2、 后张法钢绞线理论伸长值计算公式及参数后张法预应力钢绞线在张拉过程中，主要受到两方面的因素影响：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。2.1、力学指标及计算参数预应力筋力学性能指标及相关计算参数如下：弹性模量：Ep=1.91*10 5 MPa标准强度：f pk =1860MPa张
5、拉控制应力：con=0.75f pk =1395MPa钢绞线松驰系数：0.3孔道偏差系数：=0.0015孔道摩阻系数：=0.15锚具变形及钢束回缩每端按 6mm计2.2、理论伸长值的计算根据公路桥梁施工技术规范(JTJ 041-2000)，关于预应筋伸长值的计算按如下公式进行：（公式 1）=式中：L各分段预应力筋的理论伸长值（mm） ；Pp预应力筋的平均张拉力（N） ；L预应力筋的长度（mm） ；Ap预应力筋的截面面积（mm 2） ；Ep预应力筋的弹性模量（Mpa） 。25m 预制箱梁预应力张拉计算书预应力筋的平均张拉力 Pp按如下公式计算：（公式 2）=(1(+）+上式中：P预应力筋张拉端的
6、张拉力（KN） ；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，整个分段计算时 x等于 L（m） ；k孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数（1/m） ， ；预应力筋与孔道壁之间的磨擦系数。上式中的 k值在管道弯曲及直线部分全长均应考虑该影响， 值只在管道弯曲部分考虑该系数的影响。预应力张拉端的张拉力 P值按如下公式计算：（公式 3）= 11000上式中：P预应力筋的张拉力（KN） ；con预应力筋的张拉控制力（MPa） ；Ap每根预应力筋的截面面积（mm 2） ；n同时张拉预应力筋的根数；b超张拉系数，不超张拉时为 1.0。2.3、实际伸长值的量测及计算
7、预应力筋在张拉之前，要先调整到初应力 0，一般取控制应力 con 的10%15%） ，本桥取 10%，即 0=0.1con=139.5MPa，张拉到初应力后再开始张拉和量测伸长值。实测伸长值除张拉时量测的伸长值外，还应加上初应力时的推算伸长值，实际伸长值总量L 的计算公式如下：（公式 4） L= L1+ L2-上式中：L 1从初应力至最大张拉力间的实测伸长值（mm） ；L 2初应力 0时推算伸长值（mm） ；C混凝土构件在张拉过程中的弹性压缩值（mm） ，一般情况下可忽略不计。上式中L 2按下式计算：25m 预制箱梁预应力张拉计算书（公式 5） L2=0式中各符号的含义与上述相同。3、 设计对
8、预应力工艺的有关要求3.1、对混凝土强度、龄期的要求箱梁混凝土强度达到设计强度的 85%，且混凝土龄期不小于 7d时，方可张拉预应力钢束。3.2、对张拉力的要求预制梁内正弯矩钢束及墩顶连续段处的负弯矩钢束均采用两端同时张拉，锚下控制力为 0.75 fpk =1395MPa。施加的预应力采用张拉力与伸长值双控。3.3、对伸长值的要求当预应力张拉到设计张拉力时，实际伸长值与理论伸长值的误差应控制在6%以内，实际伸长值应扣除钢束的非弹性变形的影响，各钢束伸长值（两端之和）详下表：钢束理论伸长值一览表（设计图） 单位：mm项 目 N1 N2 N3 N4 T1 T2中 跨 173 173 173 172
9、边 跨 174 173 173 173 50 1003.4、对压浆工艺的要求孔道压浆采用智能真空辅助压浆，孔道压浆采用 M50水泥浆，要求压浆饱满。水泥浆强度达到 40MPa时，箱梁方可吊装。4、 后张法预应力钢绞线理论伸长值的计算本桥箱梁预应力筋既有平弯又有竖弯，直线段与曲线段交错分布，故进行分段计算，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：（公式 6）=(+）（公式 7）=+上式中：Pp分段的平均张拉力（KN） ；25m 预制箱梁预应力张拉计算书Pz分段的终点张拉力（KN） ；Pq分段的起点张拉力（KN） ；其余符号的意义同上。其它各段的起终点力可以从
10、张拉端开始进行逐步的计算。中跨及边跨各钢束仅计算半边钢绞线的伸长量，中跨按计算的伸长量乘以 2为总的伸长量，边跨按计算的半边的伸长量加中跨半边的伸长量为总的伸长量。顶板束为直线，不需分段计算。计算钢束的伸长量时还应考虑千斤顶的计算长度及工具锚的长度，张拉端还应考虑千斤顶及工具锚的长度。千斤顶的计算长度为 0.345m，工具锚的长度为 0.05m。一根钢绞线张拉端的张拉力：= 11000=1395*139*1*0.001*1=193.905KN预制箱梁区分中跨及边跨及不同的钢束分段进行理论伸长量的计算，中跨的两端伸长量按半边梁乘 2计，边跨的两端伸长量按非连续端半边梁加中跨半边梁计，其计算表见附
11、表 1“25m预制箱梁预应力筋理论伸长量计算表” ，计算结果如下表：钢束理论伸长值一览表（计算结果） 单位：mm项 目 N1 N2 N3 N4 T1 T2中 跨 179 179 178 178边 跨 179 179 178 1785、 千斤顶张拉力与对应油表读数的计算5.1、钢绞线张拉控制应力的计算根据设计图提供的数据，张拉控制应力 con=0.75*R yb =1395MPa，截面积Ap=139mm2，低松驰预应力筋不考虑超张拉，则按“公式 3”计算得各预应力张拉端的张拉力 P值如下表所示：预应力张拉端的张拉力 单位：KN钢束规格 1 s15.2 4 s15.2 3 s15.225m 预制箱
12、梁预应力张拉计算书锚下张拉力 193.905 775.620 581.7155.2、油表检测结果本工程使用的油压千斤顶的型号为 YDC1500，是预应力穿心式通用万能型千斤顶，与 M15型锚具配套使用，其公称张拉力 1684KN，张拉行程 200mm。千斤顶共 2套，编号分别为 130428、130429，130428#千斤顶配套使用的油压表编号为 413050603，130429#千斤顶配套使用的油压表编号为 413050604。油表的检测结果如下表：130428#千斤顶油表检测结果压力值 F(KN) 油表读数 P(MPa)回归方程计算的油表读数(MPa)油表偏差(%)0 - - -166
13、5.0 5.1005 0.1005325 10.0 10.0772 0.0772474 15.0 14.7409 -0.2591643 20.0 20.0306 0.0306813 25.0 25.3516 0.3516953 30.0 29.7336 -0.26641124 35.0 35.0859 0.08591285 40.0 40.1252 0.12521435 45.0 44.8202 -0.1798回归方程：P=0.0313F-0.0953 相关系数：r=0.9999130429#千斤顶油表检测结果压力值 F(KN) 油表读数 P(MPa)回归方程计算的油表读数(MPa)油表偏差(
14、%)0 - - -162 5.0 4.9058 -0.0942324 10.0 10.0574 0.0574486 15.0 15.209 0.209644 20.0 20.2334 0.233425m 预制箱梁预应力张拉计算书792 25.0 24.9398 -0.0602953 30.0 30.0596 0.05961106 35.0 34.925 -0.0751255 40.0 39.6632 -0.33681422 45.0 44.9738 -0.0262回归方程：P=0.0318F-0.2458 相关系数：r=0.99995.3、油表读数的计算按不同的钢束区分使用不同的油压千斤顶按回
15、归方程式分别计算10%con、20%con、100%con 的油表读数， ，计算结果如下表：130428#千斤顶张拉时各阶段的油表读数 单位：MPa10%con 20%con 100%con钢束规格力值(KN) 读数 力值(KN) 读数 力值(KN) 读数4 s15.2 77.562 2.33 155.124 4.76 775.620 24.183 s15.2 58.172 1.73 116.343 3.55 581.715 18.11130429#千斤顶张拉时各阶段的油表读数 单位：MPa10%con 20%con 100%con钢束规格力值(KN) 读数 力值(KN) 读数 力值(KN)
16、读数4 s15.2 77.562 2.22 155.124 4.69 775.620 24.423 s15.2 58.172 1.60 116.343 3.45 581.715 18.256、 实际伸长值的计算及量测6.1、实际伸长值的计算预应力筋张拉前，应先调整到初应力，即 10%con，再开始张拉和量测伸长值，初应力时的伸长值是推算值。实测伸长值的计算详“公式 4”，初应力时的伸长值推算按“公式 5”计算，不考虑混凝土构件在张拉过程中的弹性压缩值。初应力 0=10% con=139.5MPa，预应力筋长度 L值区分非连续端及连续端取值，即区分中跨及边跨的半边梁取值，Ep=1.95*10 5
17、 MPa。则计算结果如下表：钢束初应力伸长值表(一端) 单位：mm25m 预制箱梁预应力张拉计算书项 目 N1 N2 N3 N4 T1 T2中 跨 9.07 9.09 9.10 9.01边 跨 9.10 9.10 9.09 9.08本桥的初应力时的推算伸长值也可取 10%20% 的伸长值，两个值可相互复核。6.2、实际伸长值的量测实际伸长值的量测方法多种多样，目前使用较多的是直接测量张拉端千斤顶活塞伸出量的方法，但这样的测量方法存在一定的误差。因为工具锚端夹片张拉前经张拉操作人员用钢管敲紧后，在张拉到 10%k 时因钢绞线受力，夹片会向内滑动，这样通过测量千斤顶的伸长量而得到的伸长量比钢绞线的实际伸长值长 12mm。从 10%k 张拉到 100%k 时，钢绞线的夹片又有 23mm的滑动，按最小值滑动量计算单端钢绞线的伸长量就有 34mm 的误差，两侧同时张拉时共计有约 68mm 的误差（误差值的大小取决于工具锚夹片打紧程度） 。因此用测量千斤活塞的方法一般测出来的值都是偏大的。因此，对于钢束实际伸长值的测量，应采用量测钢绞线绝对伸长值的方法，而不使用量测千斤顶活塞伸出量的方法。故本桥伸长量的测量方法是使用一个标尺固定在钢绞线上，不论经过几个行程，均以此来量测分级钢绞线的长度，累计的结果就是初应力与终应力之间的实测伸长值。
