(最新)后张法预应力钢绞线张拉伸长值的计算.doc
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(最新)后张法预应力钢绞线张拉伸长值的计算.doc
后张法预应力钢绞线张拉伸长值的计算(一)结构设计形式第五联现浇预应力箱梁采用单箱三室直腹板断面,梁高1.6m,混凝土设计标号为C50。纵向预应力束采用低松弛钢绞线配OVM15-15型锚具和OVM15-15L型连接器,钢绞线N1、N2、N3、N7、N8、N9采用单端张拉,N4、N5、N6采用双端张拉,横向预应力束采用低松弛钢绞线配OVM15-15型锚具和OVM15-15P型固定P锚,钢绞线N1、N2采用单端张拉。(二)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(JTJ 041-2000)中关于预应筋伸长值的计算按照以下公式:L=(1)Pp=(2)式中:L各分段预应力筋的理论伸长值(mm);Pp各分段预应力筋的平均张拉力,注意不等于各分段的起点力与终点力的平均值(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);P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);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孔道每束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应考虑该影响;预应力筋与孔道壁之间的磨擦系数,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。Ep的理论值为Ep=(1.91.95)×105Mpa,而将钢绞线进行检测试验,弹性模量则常出现Ep=(1.962.04)×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Ep=可知,若Ap偏小,则得到了偏大的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L却是符合实际的,所以要按实测值Ep进行计算。公式(2)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=Pqe-(KX+)(3)Pz分段终点力(N)Pq分段的起点力(N)、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。下面以现浇箱梁22-23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N4、N5、N6,横向横隔梁钢绞线N1、N2钢束大样图(图1)及N4坐标表如下(表1):表1钢束编号N4(半幅)导线点号ABCFEFG坐标x(cm)344236924192442584264926992y(cm)1251471478080147147转交°(逆时针为正)5.0291-5.0291-5.88515.88515.8851-5.8851-5.8851圆弧半径R(cm)300030003000300030003000圆弧长LR(cm)263.3308.1308.1308.1308.1308.1切线长T(cm)131.7154.2154.2154.2154.254.2外矢距E(cm)2.944444根据设计图纸及规范和实测数据,已知以下参数(表2):表2项目名称取值张拉控制应力k1395 Mpa钢绞线面积Ag140 mm2弹性模量Eg2.02×105Mpa管道摩阻系数0.25管道偏差系数k0.0015张拉端的张拉力195.3KN根据钢绞线要素(图1和表1),可以计算出各分段长度,根据公式计算出伸长量,N4、N5、N6采用计算一半钢绞线的伸长值然后乘以二的方法,见表3;横隔梁钢绞线N1、N2采用钢绞线全长计算的方法,见表4:表3钢绞线编号分段L(m)(rad)KX+e-(KX+)Pq(KN)Pz(KN)Pp(KN)L(mm)总伸长量(cm)N4ab2.1920 0.003288 0.996717 195.3194.66194.9815.1143.15bc2.6330.087774 0.025893 0.974439 194.66189.68192.1617.89cd21410 0.003212 0.996793 189.68189.07189.3814.34de3.0810.102714 0.030300 0.970154 189.07183.43186.2320.29ef3.450 0.005175 0.994838 183.43182.48182.9622.32fg3.0810.102714 0.030300 0.970154 182.48177.03179.7419.58gh6.9160 0.010374 0.989680 177.03175.2176.1143.07hi3.0810.102714 0.030300 0.970154 175.2169.97172.5718.8ij3.450 0.005175 0.994838 169.97169.09169.5320.68jk3.0810.102714 0.030300 0.970154 169.09164.04166.5518.14kl0.9580 0.001437 0.998564 164.04163.8163.925.55N5ab3.3160 0.004974 0.995038 195.3194.33194.8222.8442.89bc2.3890.119429 0.033441 0.967112 194.33187.94191.1216.15cd0.7760 0.001164 0.998837 187.94187.72187.835.15de2.0540.102714 0.028760 0.971650 187.72182.4185.0513.44ef4.4790 0.006719 0.993304 182.4181.18181.7928.79fg2.0540.102714 0.028760 0.971650 181.18176.04178.612.97gh9.9440 0.014916 0.985195 176.04173.43174.7361.44hi2.050.102714 0.028754 0.971655 173.43168.51170.9612.39ij4.4790 0.006719 0.993304 168.51167.38167.9526.6jk2.050.102714 0.028754 0.971655 167.38162.6416511.96kl0.4720 0.000708 0.999292 162.64162.52162.582.71N6ab28.360 0.042537 0.958355 195.3187.17191.2191.7343.97bc1.2830.085505 0.023301 0.976968 187.17182.86185.018.39cd0.9470 0.001421 0.998580 182.86182.6182.736.12de1.2830.085505 0.023301 0.976968 182.6178.39180.498.19ef0.8580 0.001287 0.998714 178.39178.16178.275.41表4钢绞线编号分段L(m)(rad)KX+e-(KX+)Pq(KN)Pz(KN)Pp(KN)L(mm)总伸长量(cm)横隔梁N1、N2ab3.49500.0052430.994771195.3194.28194.7924.077.87bc1.060.1325580.0347300.96566194.28187.65190.957.16cd4.14600.0062190.993800187.65186.49187.0727.43de2.480.3100580.0812350.921977186.49171.94179.1215.71ef0.71600.0010740.998927171.94171.76171.854.35(四)张拉时钢绞线实际伸长量的测量方法钢绞线实际伸长量的测量方法有多种多样,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,笔者认为这样的测量方法存在一定的误差,这是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,张拉到20%k时,夹片又会继续向内滑动,这样通过测量千斤顶的伸长量而得到的10%20%k的伸长量比钢绞线的实际伸长值长12mm,若以10%20%k的伸长量作为0%10%k的伸长量,哪么在0%20%k的张拉控制段内,钢绞线的伸长量就有23mm的误差。从20%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)。对于单项张拉的N1、N2横隔梁钢铰线的理论伸长量按7.87cm计算,4mm的测量误差为5.1%,已接近达到±6%的理论值与实测值的允许的偏差值。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,建议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,后者测得的伸长值须考虑工具锚处钢束回缩及夹片滑移等影响,尤其是在钢绞线较长,必须进行分级张拉时,更为繁琐,若直接通过测量千顶活塞的伸出量,则误差累计更大。推存的测量方法如图二所示,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。图2(五)结束语理论伸长值计算中,钢绞线N4、N5、N6采取的是两端张拉,所以在进行伸长量计算时是计算一半钢绞线的伸长值然后乘以二的方法;橫隔梁钢绞线N1、N2是单端张拉则要进行全长计算;而对于非对称结构,在计算钢绞线的伸长值时,计算原则是从两侧向中间分段计算,至跨中某一点时钢绞线的受力基本相等即可,而不是简单的分中计算。钢绞线的分段原则是将整根钢绞线根据设计线形分成曲线连续段及直线连续段,而不能将直线段及曲线段分在同一段内。预应力筋的伸长量计算方法有多种,常用的平均力法及简化计算法在很多工程施工中也能够满足精度要求,通过测量千斤顶活塞伸出量再进行换算的方法也可以用于实际施工中,这里我们仅是将现行规范中精确计算法及施工中误差较小的一种测量方法作了简单的介绍,希望能起到抛砖引玉的作用。由于我们水平有限,不足之处,尚请批评指正。参考文献1、叶见曙,袁国干。结构设计原理M。北京:人民交通出版社,1996. 233-235.2、范立础。预应力混凝土连续梁桥M。北京:人民交通出版社,1999. 31-33.3、中华人民共和国行业标准:公路桥涵施工技术规范(JTJ041后张法20米空心板梁张拉计算书 $1理论依据及材料设备一、 钢束理论伸长值计算公式 (1) =P×1-e-(kL+)/(kL+)其中: 预应力钢束理论伸长值,cm; 预应力钢束的平均张拉力,N;P 预应钢束张拉端的张拉力,N;L从张拉端至计算截面孔道长度,(应考虑千斤顶工作长度及设计图纸对不同梁板在曲线段的参数X值。)Ay预应力钢束截面面积,mm2;Eg预应力钢束弹性模量,MPa;从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和,rad;K孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数;预应力钢束与孔道壁的摩擦系数;二、材料与设备(一) 材料:主要是钢线,其标准必须是设计提出的ASTM416-90,标准强度 ,j15.24mm。每批材料均要送检,要有试验检验证书,其结果要达到设计标准。(二) 设备设备主要是千斤顶油表,根据设计图纸要求,选用OVM15系列锚具,和YCW250B型选千斤顶,以及配套的ZB2X2/500型电动油泵。2、选用油表。根据20米空心板梁设计图纸要求,该类梁板有三种钢束,分别由4、5、6股钢绞线构成,各种钢束最大控制张拉力分别为781.2KN、976.5KN、1171.8KN。YCW250型千斤顶活塞面积A=483602,按最大控制张拉力F=1171800N计算,其油表读数Q=F/A=1171800N/483602=24.23Mpa故油表选用1.6级,选用量程为(1.32倍)×24.32=31.548.46(Mpa)最大量程为60Mpa。使用前千斤顶与油压表配套送有资质单位丁标定,经昆明理工大建筑学院标定结果:千斤顶编号:20575,油压表编号:2395,千斤顶工作长度0.4m。回归方程为 y = 0.0214X-0.6739千斤顶编号:20574,油压表编号:807,千斤顶工作长度0.4m。回归方程为 y =0.0215X-0.47472、钢束理论伸长值计算以=0°边跨(边板、中板)为实例,计算钢束理论伸长量。计算参数:钢绞线弹性模量Ep=1.95×105 Mpa,钢绞线截面积A=1402,金属螺旋管道系数:K=0.0015,=0.20.25,取0.225钢绞线极限应力: ,一、 根据钢绞线最大控制张拉力:P1=0.75×Rib×A=0.75×1860×140=195300N。一、 边跨边板(一)、N1钢束理论抻长值。 根据图纸,将梁板钢束一半分为三段(L1、L2、L3),分别计算伸长量。N1钢束由5股钢绞线组成,最大控制张拉力,P=P1×5=195300×5=976500N。千斤顶工作长度0.4米。1、 L1为直线段:L1=1.01+0.4=1.41m,=0°平均张拉力: =P×1-e-(K L1+)/ (K L1+)=P×1-e- K L1/ K L1=976500×1-e-(0.0015×1.41)/(0.0015×1.41)=975468 NL1= = =10.08mm2、L2为抛物线段:一、 N1钢束理论伸长值L1=4.189m,= L2/R=4.189/24=0.17454 rad 或=10°×/180°=0.17453 rad一、 L2起点力等于终点力 2=P2×1- e-(K L2+)/ (K L2+) =974436×1- e-(0.0015×4.189×0.17454)/ (0.0015×4.189+0.225×0.17454) =952574N L2= = =29.23 3、L3为直线段:L3=4.541m,=0°L3起点张拉力:P3=2× 2- P2=2×952574-974436=930712N平均张拉力: 3=P3×1-e-K L3/ K L3 =930712×1-e-(0.0015×4.541)/(0.0015×4.541)=927550N 3×L3 927550×4540 L3= = =30.85梁钢板束一端90%的引伸量为: 3L=90%×L i =0.9×(L1+L2+L3) i=1 =0.9×(10.08+29.23+30.85)=63.14。设计值62.5。(三) N2钢束理论伸长值N2钢束为直线,由6股钢绞线组成;故=0°,L=19.46+0.80=20.26米,最大控制张拉力P=P1×6=195300×6=1171800N,A6=140×6=8402;千斤顶工作长度0.4×2=0.8m。N2钢束理论伸长值L:平均张拉力: =P×1-e-(K L+)/ (K L+)= P×1-e- KL/ K L =1171800×1-e-(0.0015×20.26)/(0.0015×20.26)=1154174N 1×L 1154174×20260 L3= = =142.76二、边跨中板(一)N1钢束理论伸长值N1钢束由4股钢绞线构成,设计总长L=19.48m,弹性模量Ep=195000Mpa,最大控制张拉力P=195300×4=781200N,A4=A×4=140×4=5602,千斤顶工作长度为0.4m。根据设计图纸将一半钢束分为三段(L1、L2、L3)分别计算引伸量。1、L1为直线段,L1=1.056+0.4=1.456 m,=0°平均张拉力: =P×1-e-K L1/ K L1= 781200×1-e-( 0.0015×1.456)/ (0.0015×1.456) =7803484N 1×L1 780348×1456 L1= = =10.42、L2为抛物曲线段:L2=4.189 m,=10°×/180°=0.17453rad, L2起点张拉力P2= 2×1-e-(K L2+)/ (K L2+) =779496×1-e-( 0.0015×4.189+0.225×0.17453)/ (0.0015×4.189+0.225×0.17453) =762008N 2×L2 762008×4189 L1= = =29.2323、L3为直线段:=0°,L3=4.495+0.47=4.965m。L3起点张拉力P3=2× 2-P2=2×762008-779496=744520N。平均张拉力: 3=P3×1-e-K L3/ K L3 =741755N 3×L3 741755×4965 L1= = =33.73 3 钢束一端伸长量的90%。L=90%×L i =0.9×(1.04+29.23+33.73)=66.0 i=1 ,设计值为62.5。(二) N2钢束理论伸长值N2钢束由6股钢绞线构成,为直线,=0°,L=19.46+0.8=20.26m。A6=140×6=8402,最大控制张拉力P= P1×6=195300×6=1171800N。平均张拉力: =P×1-e-K L/ K L =1171800×1-e-( 0.0015×20.26)/ (0.0015×20.26) =1154174N ×L 1154174×20260 L1= = =142.76钢束一半一端90%的引伸量L1=90%×L/2=0.9×142.76/2=64.2。设计值为63.7。 同理可以计算0°角中跨边板(N1、N2)及中板(N1、N2)的理论伸长值。以及各种角度梁板钢束理论伸长值。$2、控制张拉力油表读数计算一、 张拉设备标定结果张拉设备 千斤顶编号 油压表编号 回归方程 相关系数 备注 20575 2395 0.999948 x控制张拉力KN 20574 807 0.999954 油 油压表读数MPa二、控制张拉力与油表读数对照表张拉控制力 设备编号 10%Pk 25%Pk 50%Pk 100%Pk 105%Pk 备注9股Pk=1757.7KN 175.77 439.43 878.85 1757.7 1845.59 读数MPa 3.5 8.9 18.0 36.2 38.0 读数MPa 3.5 8.8 17.7 35.5 37.2 7股Pk=1757.7KN 136.71 341.78 683.55 1367.1 1435.46 读数MPa 2.7 6.9 14.0 28.1 29.5 读数MPa 2.7 6.9 13.8 27.6 29.0 钢绞线张拉伸长量计算说明在钢绞线伸长量计算前先对钢绞线按管道布置线形不同分成若干段N1、N2、N3等,主要曲线类型有平弯段、竖弯段、平弯竖弯结合段、直线段。分段应从锚下开始。对不同的段落分别计算出转角和段落长度L,其中转角在同时有平弯p和竖弯s时应为其两者的叠加,叠加公式为=(s2+p2)1/2。若一端的张拉力为P1则根据公式可计算出另一端的张拉力P2。P2=(P1(1- e-(KX+)/( KX+)式中X为从一端到另一端的距离为从一端到另一端曲线孔道切线的夹角之和,单位为rad。k为孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数,本例取.0015。为预应力筋与孔道壁的摩擦系数,本例取.2。该段张拉力的平均值P=(P1+P2)/2根据公式该段的伸长量L=(P×X)/(A×E)其中为钢绞线的截面积为钢绞线的弹性模量,本例取.95×105Mpa。将整个钢绞线束各段的伸长量叠加即可得该钢绞线束的伸长量。计算方法同上,还应注意一下几点:1、对称计算,不管什么走向多少长度的预应力筋,都可以对称计算,即只计算一半,最后乘以2(这种算法适用于两端同时张拉,如为一端张拉,则计算时必须从头算到尾。2、分段计算,相邻两段,后段起点应力等于前段重点应力。3、起始段的端头张拉力=钢绞线应力(mpa)×设计应力百分比×钢绞线公称面积1000,计算出的单位为KN。4、计算时可先用标称参数计算出伸长量与设计提供的身长量对比,实际使用应将钢绞线公称面积和弹性模量换成试验所检测的数据。2 钢绞线张拉伸长值确定 2.1钢绞线张拉伸长值计算:钢绞线预应力张拉施工设计控制张拉力,是指预应力张拉完成后钢绞线在锚夹具前的拉力。因此,在钢绞线预应力张拉理论伸长量计算时,应以钢绞线两头锚固点之间的距离作为钢绞线的计算长度,但在预应力张拉时钢绞线的控制张拉力是在千斤顶工具锚处控制的,故为控制和计算方便,一般以钢绞线两头锚固点之间的距离,再加上钢绞线在张拉千斤顶中的工作长度,作为钢绞线预应力张拉理论伸长量的计算长度。在钢绞线预应力张拉时,钢绞线的外露部分,大部分被锚具和千斤顶所包裹,钢绞线的张拉伸长量无法在钢绞线上直接测量,故只能用测量张拉千斤顶的活塞行程,计算钢绞线的张拉伸长值,但同时还应减掉钢绞线张拉全过程的锚塞回缩量。(参阅公路桥涵施工技术规范)一般计算式为: L=L1+L2-b-c 式中: L1:为从初始拉力(桥梁施工规范规定一般为设计控制张拉力的10%25%)至张拉设计控制拉力间的千斤顶活塞的张拉行程; L2:为初始拉力时的推算伸长值(按规范规定推算求得); b:工具锚锚塞回缩量; c:工作锚锚塞回缩量。 2.2 在钢绞线预应力先张法施工中,也有在每分级张拉一次,卸掉千斤顶前后,直接丈量钢绞线外露长度,以钢绞线每级张拉前后外露长度的差或以张拉活动横梁的张拉前后位移量的差值,求算钢绞线张拉伸长量,此法较为直观,但只适用于以每分级张拉一次,卸掉一次千斤顶的张拉方法或设置有张拉活动横梁同时张拉多根预应力筋的方法。先张法为方便施工,一般采取单根一端固定另一端张拉的方法,故计算钢绞线张拉伸长量时,还应考虑减掉固定端锚具夹片的回缩量。每级张拉前后量测固定端锚具夹片的外露长度或固定端钢绞线的外露长度的差值即为固定端锚塞回缩量。不论使用活动横梁同时张拉多根预应力筋还是单根一端张拉,均应在预先调整初应力(设计控制拉力的1025%)后的各级张拉完毕后,再量测计算固定端锚塞回缩量。使用活动横梁张拉时,可用各根的平均值计算。 3 钢绞线预应力张拉锚塞回缩量的量测:钢绞线预应力张拉锚塞回缩量在两个部位出现:即产生在张拉千斤顶使用的“工具锚”,和参与钢绞线预应力工作,将钢绞线锚固在混凝土中的“工作锚”部位。有的文献和产品说明书介绍了锚具的变形造成预应力钢筋的回缩值的参数,只可作为对锚具验收和施工控制的参考依据,具体计算还应以实测为准。 3.1 工具锚锚塞回缩量的量测:在钢绞线开始张拉,当千斤顶张拉力,达到钢绞线张拉至初始拉力(设计控制拉力的1025%),已把松弛的预应力钢绞线拉紧,此时应将千斤顶充分固定,精确量取从千斤顶工具锚锚杯外露端面至钢绞线外露端头的长度b1,当千斤顶张拉力,达到钢绞线预应力张拉设计控制拉力时,再量取从千斤顶工具锚锚杯外露端面至钢绞线外露端头的长度b2,工具锚锚塞回缩量b= b1- b2。当预应力钢绞线由很多单根组成时应每根量测,取其平均值进行计算,最少不得少于三根。此回缩的出现仅对张拉伸长值的计算有影响,对张拉力量测没有影响。 3.2 工作锚锚塞回缩量的量测:目前钢绞线预应力张拉施工以使用YCW型液压千斤顶为主,该千斤顶与工作锚接触处,设有一块限制工作锚夹片在张拉过程位移的限位板,钢绞线在张拉时工作锚夹片跟随钢绞线的拉伸,向后移动至限位板凹槽的底部,对钢绞线失去约束,当千斤顶将钢绞线张拉至设计控制张拉力,在回油放松钢绞线的瞬时,钢绞线弹性收缩,工作锚夹片跟随收缩向锚环孔内位移,随即将钢绞线锚固,这就是工作锚锚塞回缩的全过程。工作锚锚塞回缩位移后,将引起钢绞线张拉力的减小,减小量及补偿方法见后述。张拉完毕卸掉千斤顶后,在工作锚处测量工作锚夹片在锚杯处的外露长度C2,当预应力钢绞线由很多单根组成时应每根量测,取其平均值,一般至少测量三处,千斤顶限位板凹槽深度已知为C1,则工作锚锚塞回缩量C= C1- C2。工作锚锚塞回缩量除与锚具硬度等有关外,还与钢绞线直径有关,工作锚回缩量大小与钢绞线直径大小成反比。 4 工作锚锚塞回缩量对设计控制张拉力的影响 4.1 根据锚夹具夹片的回缩过程分析,工作锚对张拉伸长量及张拉力均有影响。对张拉力的减小影响值可按下式计算: P= P/L×C 式中:L:理论计算伸长值;P:为设计控制张拉力;C:工作锚回缩量。 4.2 关于C值的取值,应分为两个阶段考虑,在钢绞线预应力张拉施工时,为保证质量必须先进行张拉工艺试验,张拉工艺试验一般取一个构件或23个张拉束,进行试验。张拉工艺试验完成后,方可大面积施工,在张拉工艺试验阶段,由于对该批锚具性能不了解,计算补偿张拉力时C 值只能按经验公式估算,经验公式如下: C=h×0.65×a 式中:h:限位板凹槽深度; a:与钢绞线直径有关的系数。 当j=15.24mm取1.0;当j=12.7mm取1.2; 待张拉试验完成后,根据实测的C 值,计算补偿张拉力,以供大面积施工使用。 4.3 为减少工作锚回缩对预应力造成的损失及保证张拉力能满足设计要求,应按如下程序操作,予以补偿: 当实施两端张拉时,当两端达到设计控制张拉力时,应按一端先锚固,再将另一端补张拉力后锚固的方法操作。因为当A端锚固时由于工作锚夹片的回缩,致使B端油压下降,张拉力减少,不满足设计控制张拉力要求,故应在B 端补张拉后再锚固。同理B端补张拉锚固时,由于工作锚夹片回缩仍会造成张拉力的损失,为保证满足设计控制张拉力要求,其修正后的设计控制张拉力(即设计控制张拉力加补张拉力)PK应按下式计算,注意不能将此与超张拉混淆,此值属于对预应力张拉时,由工作锚产生的预应力损失的补偿。 PK=P+P 式中:P:为设计控制张拉力; P:工作锚回缩对预应力损失的影响力(补偿张拉力); 当实施一端张拉时,同理应将控制张拉力PK按上式计算。 5 钢绞线在张拉千斤顶中的工作长度:在钢绞线预应力张拉施工中,目前常用的千斤顶的工作锚位置分前夹式和后夹式,张拉时钢绞线在千斤顶中的工作长度,前夹式较短,如YDC型前夹式千斤顶约为98mm,对张拉伸长量影响较小,可忽略不计,但如YCW型后夹式千斤顶则可长达470mm多,故钢绞线在千斤顶中的工作长度对张拉伸长量的影响就不容忽视。 5.1 钢绞线在张拉千斤顶中的工作长度的确定:钢绞线在张拉千斤顶中的工作长度,一般是指在张拉千斤顶装入钢绞线后,从工具锚锚杯中心至预应力混凝土工作锚锚杯中心的距离,注意丈量时应将千斤顶安装好,装入钢绞线,基本打紧锚塞,启动油泵,开始加油,在千斤顶活塞启动,即油压表指针闪动的瞬间即刻关闭加油阀,此时丈量工具锚锚杯中心至预应力混凝土工作锚锚杯中心的距离,即可确定为钢绞线在张拉千斤顶中的工作长度。有人直接丈量千斤顶的身长,作为钢绞线在张拉千斤顶中的工作长度,笔者认为是错误的,因为一般千斤顶开启加油阀后活塞都是在活塞伸出千斤顶体外一段距离后才开始受力,且千斤顶在一般状态下活塞都是伸出千斤顶体外有一段距离的。 5.2 钢绞线在张拉千斤顶中的工作长度在预应力钢绞线张拉伸长值计算中的应用:一般在预应力张拉时,原始记录中的伸长值,都是按千斤顶活塞的行程距离记录的,按此计算的钢绞线实测伸长值,是预应力混凝土中工作锚之前的钢绞线伸长值加钢绞线在张拉千斤顶中工作长度的伸长值之和,不是钢绞线纯在混凝土中工作长度的张拉伸长值,故在计算钢绞线张拉伸长值及张拉伸长率误差时应注意以下几个问题: 、计算预应力钢绞线理论伸长值时,若预应力钢绞线的计算长度已包括钢绞线在张拉千斤顶中的工作长度,就可直接用此计算的预应力钢绞线理论伸长值与按原始记录中数据计算的实测伸长值比较,来计算预应力钢绞线张拉伸长率误差。这是施工中常用的方法。 、计算预应力钢绞线理论伸长值时,若预应力钢绞线的计算长度不包括钢绞线在张拉千斤顶中工作长度,在按原始记录中数据计算出实测伸长值后,还应减钢绞线在张拉千斤顶中工作长度的伸长值,然后才能按此伸长值与预应力钢绞线理论伸长值比较,去计算预应力钢绞线张拉伸长率误差。 、与是一次性张拉(既千斤顶一次安装分级张拉至设计控制张拉力锚固,分段读数、记录)计算方法的注意事项,但在有些情况下因为千斤顶活塞行程不足,或设计有要求,为保持同一个水平线的几个预应力孔的钢绞线的受力平衡,一束(根)钢绞线要分多次实施张拉。分多次实施张拉,就是每张拉一级(12个行程),即锁定钢绞线的锚杯锚塞(亦称临时锚固),张拉千斤顶油压表回零、卸下或原位重新安装开始张拉,即为一次。先张法此种情况较多。这种张拉法计算实测伸长值时,是用原始记录中各次千斤顶活塞行程的距离,先计算出各次张拉伸长量,然后将各次张拉伸长量累加(初始拉力的伸长值是按规范规定推算而得)而得实测伸长值。但计算各次张拉伸长量时,都包括了一个与该张拉级的张拉力相应的,钢绞线在张拉千斤顶中工作长度的的伸长值(该值计算见计算实例),所以在按法计算时,应在按各次张拉伸长量累加(初始拉力的伸长值是按规范规定推算而得)而得的实测伸长值中,减掉不包括最后一级的其余所有各级在张拉千斤顶中工作长度的伸长值;在按法计算时,应在按各次张拉伸长量累加(初始拉力的伸长值是按规范规定推算而得)而得的实测伸长值中,减掉所有各级的在张拉千斤顶中工作长度的伸长值。 6 计算实例: 6.1有一按先张法实施单根预应力张拉的预制桥梁梁板的张拉台座,钢绞线直径为j12.70mm、公称面积Ay=98.71mm2、标准强度1860Mpa、实测弹性模量Eg=2.00×105,设计张拉力为P=137.7KN,理论计算总伸长值506.80mm(钢绞线计算长度为72660mm,包括一个在张拉千斤顶中的工作长度),拟按设计张拉力15%、30%、60%、80%、100%的控制力分五次单端施作张拉,钢绞线在张拉千斤顶中的工作长度为600mm。 6.1.1 计算实测结果:(表2) 束号 张拉次数 第一次第二次 第三次 第四次 第五次 工作锚回缩量mm 实测总伸长值mm 张拉伸长率误差% 占设计张拉力比例% 015% 1530% 3060% 6080% 80100% 2 钢绞线伸长量mm 95 174 330 436 538 4 518 2.2 钢绞线预应力张拉原始记录(油表读数及张拉力略)表2 实测总伸长值=538+174-95*2-4=518 计算张拉伸长率误差%=2.2 符合规范要求合格 张拉伸长率误差(%