后張法預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉理論伸長值的計算及現(xiàn)場控制

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1、后張法預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉理論伸長值的計算及現(xiàn)場控制：預(yù)應(yīng)力鋼絞線施工時，采用張拉應(yīng)力和伸長值雙控，實(shí)際伸長值與理論伸長值的差值應(yīng)控制在6%以內(nèi)，預(yù)應(yīng)力施工是一項(xiàng)技術(shù)性很強(qiáng)的工作，預(yù)應(yīng)力筋張拉是預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵工序，施工質(zhì)量關(guān)系到橋梁運(yùn)行的安全和交通人員安全，因此必須嚴(yán)謹(jǐn)對待整個施工控制過程。本文通過實(shí)際施工過程，總結(jié)出一套預(yù)制箱梁后張法預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉伸長值的計算方法及現(xiàn)場測量?！　￡P(guān)鍵詞：后張法；箱梁；預(yù)應(yīng)力鋼絞線；理論伸長值；測量控制；?！　U757.1+4　　1、工程概況　　CJTJ-I標(biāo)段施家村大橋左、右幅孔跨布置為：（4×20）+（4×20）+（4×20）m，

2、起止樁號：K1+365.0～K1+611.0全長246.0m，位于2×12.25m的分離式路基段內(nèi)，橋?qū)?×12.25m。上部結(jié)構(gòu)采用裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁；下部橋墩采用雙柱式墩，橋臺采用肋板式；基礎(chǔ)采用樁孔樁?！　?、箱梁設(shè)計結(jié)構(gòu)形式　　施家村大橋箱梁梁高1.2m，混凝土設(shè)計強(qiáng)度標(biāo)號為C50，預(yù)應(yīng)力鋼束采用高強(qiáng)度低松弛鋼絞線，其標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度fpk=1860Mpa，設(shè)計錨下張拉控制力為0.75fpk=1395Mpa?？v向預(yù)應(yīng)力鋼束配合M15A-3、M15A-4型錨具，負(fù)彎矩區(qū)鋼絞線配合BM15-4、BM15-5型錨具。　　3、后張法預(yù)應(yīng)力鋼絞線理論伸長值計算公式　　《公路橋涵

3、施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ041-2000）中關(guān)于預(yù)應(yīng)力筋的理論伸長值△L（mm）可按此公式進(jìn)行計算：　　△L=PPL/APEP（公式1）　　針對預(yù)應(yīng)力筋的平均張拉力PP的計算方法見附錄公式如下：　　PP=P（1-e-（kx+uθ））/kx+uθ（公式2）　　式中：△L－各分段預(yù)應(yīng)力筋的理論伸長值（mm）；　　P－各分段預(yù)應(yīng)力筋的平均張拉力（KN）；　　L－各預(yù)應(yīng)力筋的分段長度（mm）；　　AP－預(yù)應(yīng)力筋的截面面積（mm2）；　　EP－預(yù)應(yīng)力筋的彈性模量（Mpa）；　　P－預(yù)應(yīng)力筋張拉端的張拉力（KN）；　　X－從張拉端至計算截面的孔道長度（m）；　　θ－從張拉端至計算截面曲線孔

4、道部分切線的夾角之和（rad）；　　k－孔道每米局部偏差對摩擦的影響系數(shù)（可查附錄）；　　u－預(yù)應(yīng)力筋與孔道壁的摩擦系數(shù)（可查附錄）?！　『髲埛A(yù)應(yīng)力鋼絞線在張拉過程中主要考慮受兩方面因素的影響：①、預(yù)應(yīng)力管道彎曲影響引起的摩擦力；②、預(yù)應(yīng)力管道偏差引起的摩擦力。由于摩擦力的影響，導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力鋼絞線在張拉時，錨下張拉控制力沿預(yù)應(yīng)力管道的方向由張拉端向跨中方向遞減，由此造成曲線段鋼絞線在張拉時每段的伸長值也不相同。　　從公式（1）可以看出，鋼絞線的彈性模量EP的取值大小，對預(yù)應(yīng)力筋的理論伸長值的計算影響較大。而通過“預(yù)應(yīng)力鋼絞線力學(xué)性能試驗(yàn)報告”得出的鋼絞線實(shí)測抗拉彈性模量Ep一

5、般在1.96～2.04Gpa之間（本文取試驗(yàn)數(shù)據(jù)中最小值201.8Gpa），比鋼絞線理論彈性模量Ep=1.95Gpa偏大，這是由于鋼絞線實(shí)際的截面面積不是絕對的都等于140mm2，而進(jìn)行試驗(yàn)時并未用真實(shí)的截面面積來計算。根據(jù)公式（1）轉(zhuǎn)化出Ep=PL/（Ap△L）由此公式可知，若Ap值偏小，則可以得出一個偏大的Ep，值，雖然這個值并非真實(shí)值，但將其與鋼絞線理論面積(140mm2)相乘計算出的△L卻是最符合實(shí)際的，所以Ep要按試驗(yàn)報告中的實(shí)測值進(jìn)行計算?！　墓剑?）可以看出，k和u是鋼絞線伸長值計算中2個重要因素，其大小取決于多方面的因素：孔道成型方式、預(yù)應(yīng)力筋的類型、波紋

6、管的不設(shè)偏差、彎道位置及轉(zhuǎn)彎的角度偏差、預(yù)應(yīng)力筋表面銹蝕程度等等，各個因素在施工中變動很大，還有一些無法預(yù)知的因素，因此摩擦系數(shù)的大小很大程度上取決于施工中的精準(zhǔn)程度。在工程施工中，孔道摩阻損失可以根據(jù)《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ041-2000）附錄G-9中的方法進(jìn)行測定。在計算理論伸長值時k、u取值根據(jù)《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ041-2000）附錄G-8選取?！　?、分段計算示例　　工作長度：工具錨到工作錨之間的長度，此段計算時不考慮k、u、θ，計算力為A點(diǎn)力，采用公式（1）直接進(jìn)行計算，Pp=千斤頂張拉力?！　〔y管內(nèi)長度：分段計算，計算時考慮k、u、θ，每

7、一段的終點(diǎn)力即為下一段的起點(diǎn)力，每段的終點(diǎn)力與起點(diǎn)力之間的關(guān)系如下：　　Pz=Pqe-（kx+uθ）（公式3）　　Pz－分段終點(diǎn)力（N）　　Pq－分段起點(diǎn)力（N）　　k、u、θ、x意義同上　　各段的起點(diǎn)力可以根據(jù)公式（3）從張拉端逐步進(jìn)行計算，再根據(jù)公式（2）計算出每一段平均張拉力Pp，將計算的Pp代入公式（1）分別計算出每一段的伸長值△L（mm），每段伸長值相加得出最終全長鋼絞線理論伸長值?！　‖F(xiàn)以施家村大橋中跨梁N1鋼絞線束為例，進(jìn)一步詳細(xì)介紹鋼絞線理論伸長值的計算方法?！　∠淞篘1鋼束布置圖如下圖