20米箱梁张拉计算书.docx

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20米箱梁张拉计算书

20米预制箱梁张拉计算方案

一、基础数据

本标段20米预制箱梁正弯矩预应力钢束共有N1、N2、N3各2束，设计锚下张拉控制应力：

σcon=1860×0.75=1395MPa。

按设计要求箱梁砼强度达到设计强度的90%后方可张拉，并采用两端对称张拉，张拉程序为：

0初应力σcon（持荷2min）锚固，张拉顺序为N1、N2、N3。

二、预应力钢束张拉力计算

1、经咨询设计单位，因设计图中张拉控制应力已经考虑了预应力损失，故张拉力按公式:

Fn=σcon×A×n进行计算，如下：

N1钢束锚下张拉力F1=σcon×A×n=1395MPa×140㎜2×3

=585.9KN

其中：

A为每根预应力钢绞线的截面积；

n为同时张拉的预应力钢绞线的根数；

F为钢绞线锚下张拉力。

其余钢束张拉力计算同N1，各钢束张拉力如下表：

中跨箱梁预应力钢束张拉力计算明细表（表一）

钢束号

锚下张拉控制应力

钢绞线根数（n）

截面积（A）㎜2

张拉力（Fn）KN

N1

1395MPa

3

140

585.9

N2

4

140

781.2

N3

3

140

585.9

边跨箱梁预应力钢束张拉力计算明细表（表二）

钢束号

锚下张拉控制应力

钢绞线根数（n）

截面积（A）㎜2

张拉力（Fn）KN

N1

1395MPa

4

140

781.2

N2

4

140

781.2

N3

4

140

781.2

三、压力表读数计算

本桥采用200吨千斤顶进行张拉，经校验：

编号为312#千斤顶对应的压力表编号为Y01280283,Y01280257，校准方程分别为F=0.0353P+0.6243,F=0.0351P+0.4491。

编号为80602号千斤顶对应的压力表编号为20087029，校准方程为P=0.013172F+0.004535。

故N1钢束采用312#千斤顶张拉时的压力表度数分别为：

1）压力表编号为Y01280283：

F1=0.0353P+0.6243=0.0353×585.9+0.6243=21.3MPa

2）压力表编号为Y01280257：

F2=0.0351P+0.4491=0.0351×585.9+0.4491=21MPa

其余钢束压力表读书计算同N1，压力表度数详见下表：

预应力钢束100%бk张拉力所对应的压力表度数明细表（中跨箱梁）（表三）

钢束号

100%бk时

304#千斤顶压力表读数（MPa）

100%бk时

309#千斤顶压力表读数（MPa）

100%бk时

312#千斤顶压力表读数（MPa）

100%бk时

313#千斤顶压力表读数（MPa）

编号（Y01280327）

编号（Y01280336）

编号（Y01196290）

编号（Y01280347）

编号（Y01280283）

编号（Y01280257）

编号（Y01280315）

编号（Y01280309）

N1

20.9

20.8

21.1

20.6

21.3

21

21

21.3

N2

27.7

27.7

28.1

27.4

28.2

27.9

28

28.2

N3

20.9

20.8

21.1

20.6

21.3

21

21

21.3

钢束号

10%бk时

304#千斤顶压力表读数（MPa）

10%бk时

309#千斤顶压力表读数（MPa）

10%бk时

312#千斤顶压力表读数（MPa）

10%бk时

313#千斤顶压力表读数（MPa）

编号（Y01280327）

编号（Y01280336）

编号（Y01196290）

编号（Y01280347）

编号（Y01280283）

编号（Y01280257）

编号（Y01280315）

编号（Y01280309）

N1

2.1

2.1

2.1

2.1

2.1

2.1

2.1

2.1

N2

2.8

2.8

2.8

2.7

2.8

2.8

2.8

2.8

N3

2.1

2.1

2.1

2.1

2.1

2.1

2.1

2.1

预应力钢束10%бk张拉力所对应的压力表度数明细表（中跨箱梁）（表四）

钢束号

20%бk时

304#千斤顶压力表读数（MPa）

20%бk时

309#千斤顶压力表读数（MPa）

20%бk时

312#千斤顶压力表读数（MPa）

20%бk时

313#千斤顶压力表读数（MPa）

编号（Y01280327）

编号（Y01280336）

编号（Y01196290）

编号（Y01280347）

编号（Y01280283）

编号（Y01280257）

编号（Y01280315）

编号（Y01280309）

N1

4.2

4.2

4.2

4.2

4.2

4.2

4.2

4.2

N2

5.5

5.5

5.6

5.4

5.6

5.6

5.6

5.6

N3

4.2

4.2

4.2

4.2

4.2

4.2

4.2

4.2

预应力钢20%бk张拉力所对应的压力表度数明细表（中跨箱梁）（表五）

另边跨箱梁的腹板N1、N2、N3钢束均为4根钢绞线，张拉时其各钢束的压力表读数同中跨箱梁N2钢束的数据。

三、理论伸长量的复核计算

1、预应力钢束的平均张拉力计算

因本标段内的箱梁梁长变化较大，故采用设计图纸中的标准梁长进行钢绞线平均张拉力的计算，首先要计算出钢束的锚下张拉力，然后采用如下公式计算钢束的平均的张拉力：

预应力平均张拉力计算公式及参数：

式中：

Pp=P［1-e-（kx+uθ）］/（kx+uθ）

Pp-----预应力筋平均张拉力（N）；

P-----预应力筋张拉端张拉力（N）；

X-----从张拉端至计算截面的孔道长度（m）；

θ-----从张拉端至计算截面的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，取0.0015；

μ------预应力筋与孔道壁的摩擦系数，取0.23

故20米中跨箱梁的平均张拉力计算如下：

由设计图纸可知：

K=0.0015，μ=0.23，X取9.7m；

N1、N2钢束θ为6.5°，弧度为0.1134，N3钢束θ为1.4°，弧度为0.0244。

20米中跨箱梁平均张拉力计算表

钢束号

锚下张拉力（P）KN

kx+uθ

［1-e-（kx+uθ）］/（kx+uθ）

平均张拉力（Pp）KN

N1

585.9

0.040632

0.979956389

574.1

N2

781.2

0.040632

0.979956389

765.5

N3

585.9

0.020162

0.98998641

580

2、理论伸长量的计算

1、预应力筋的理论伸长值计算公式及参数：

∆L=PpL/（ApEp）

式中：

Pp-----预应力筋平均张拉力（N）；

L------预应力筋的长度（mm）；

Ap------预应力的截面面积；

Ep------预应力筋的弹性模量，取1.95×105；

经计算N1预应力钢绞线的长度L为20.39米，N2预应力钢绞线的长度L为20.43米，N3预应力钢绞线的长度L为20.2米。

标准梁长中跨箱梁理论伸长量计算表

钢束号

钢绞线根数（n）

L（m

）

截面积（Ap）㎜2

弹性模量（Ep）MPa

平均张拉力（KN）

理论伸长量（∆L）mm

N1

3

20.39

420

1.95×105

574.1

143

N2

4

20.43

560

1.95×105

765.5

143

N3

3

20.2

420

1.95×105

580

143

设计图纸中的钢束伸长量分别为：

N1钢束为137mm，N2钢束为137mm，N3钢束为137mm，实际计算理论伸长量比设计值大6mm，主要原因为在实际张拉中由于千斤顶、限位板的长度增加了钢绞线的长度，经实际量测单侧千斤顶、限位板的长度为40cm，故现场量测钢束伸长量采用实际计算理论伸长量。

按规范要求，现场实际量测的伸长量与理论伸长量的误差硬控制在6%范围之内，故20米中跨箱梁钢束的伸长量取值范围分别为：

N1钢束：

134.2mm～151.6mm

N2钢束：

134.2mm～151.6mm

N3钢束：

134.2mm～151.6mm

3、实际伸长量为两端张拉伸长量之和，计算方法如下：

实际伸长量△L=△L1+△L2

式中：

△L1——初应力10%бk至100%бk之间的实测伸长值（mm）；

△L2——初应力以下的推算伸长值，可采用相邻级的伸长值，采用从10%бk～20%бk之间的实测伸长值作为ΔL2值；

四、张拉施工要点及注意事项

1、预应力钢束张拉必须以张拉力为主，伸长量校核的双控指标进行控制，伸长量波动范围为理论伸长量的±6%。

每束钢绞线断丝或滑移不多于1根，每个断面断丝之和不超过该断面钢丝总数的1%。

2、施工现场实际张拉程序为：

①张拉到初应力10%δk，并量测伸长值L1，并做好记录。

②张拉到20%δk，并量测伸长值L2，并做好记录，③直接张拉到100%δk，并量测伸长值Lk并做好记录，则实际伸长量为：

△L=△L1+△L2=（Lk-L1）+（L2-L1）

3、张拉现场要配备油泵操作人员4人，安装千斤顶及量测伸长量人员2~3人，现场记录人员2人。

4、张拉两端现场要配备对讲机，要统一口令，做到每个张拉程序要一致，同步。

5、在张拉过程中严禁操作人员及闲杂人等站在张拉端的正面。

6、项目部工程部将安排专业工程师全程控制，现场人员必须做好张拉原始记录，表格附后。