张法及后张法预应力张拉伸长值计算.docx
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张法及后张法预应力张拉伸长值计算
20m后张法连续箱梁预应力计算数据
一、预应力配套张拉机具的选定及配套数量
1、圆锚张拉机具选用:
根据设计文件给定的圆锚张拉数据,采用每个钢绞线根数最多的圆锚进行计算。
查设计文件得:
钢绞线张拉控制应力σk=1395MPa;钢绞线截面积:
Ay=139㎜2;钢绞线最多根数:
n=5。
计算张拉力:
Ny=σk×Ay×n=1395×139×5=969525(N)
据此:
张拉机具吨位必须选用120t以上的拉伸机,所以我们可采用规格为120t的油压千斤顶最为合适,配电动高压油泵进行张拉,压力表选用应与张拉力配套。
但我部现有250吨的千斤顶,也能满足施工要求。
计算如下:
250t油压千斤顶的张拉活塞面积Au=2192×3.14/4=37649mm2
计算压力表读数为Pu=Ny/Au=969525/37649=25.8MPa
所以:
可选用最大读数为(3/2~2)Pu的压力表即60MPa的压力表。
注:
Au—千斤顶的张拉活塞面积(㎜2)
Pu—压力表读数(MPa)
Ny—张拉力(N)
2、张拉机具数量表:
名称
规格
数量(套)
备注
油压千斤顶
250t
4
电动高压油泵
4
与大千斤顶配套
压力表
60Mpa
8
与大千斤顶配套
其它
与张拉设备配套的附属设备
3.压浆设备
选择1m3水泥浆拌和容器1台、压浆泵1台(配有最大读数为4MPa的压力表)
4.千斤顶的标定和压力表读数的确定
①千斤顶的标定:
千斤顶、压力表(1块进油表、1块回油表)、高压油泵三者必须固定配套使用。
在标定250t千斤顶过程中,压力机每250kN的读数对应一个压力表读数,小千斤顶每20kN的压力机读数对应一个压力表读数。
根据标定结果,用内插法求出压力表读数(10%和100%张拉力对应的)。
每个千斤顶校验3次取平均值。
②张拉:
在张拉过程中,实际伸长量与理论伸长量差值控制在±6%之内,钢束理论伸长量附后。
5.波纹管内径的确定:
(1):
圆形波纹管:
A:
卷制5根钢绞线束的波纹管内径为:
2√(3.4×139×5)/3.14=54.9≈55(㎜);采用55(㎜)
B:
4根钢绞线束的波纹管内径为:
2√(3.4×139×4)/3.14=49.1(㎜);采用50(㎜)
C:
3根钢绞线束的波纹管内径为:
2√(3.4×139×3)/3.14=42.5(㎜);采用50(㎜)
(2):
扁形波纹管:
4根钢绞线束的波纹管内径为:
75×28(㎜)
5根钢绞线束的波纹管内径为:
90×28(㎜)
二、后张法预应力张拉力与压力表读数对应计算
查《公路桥涵施工技术规范》,对于夹片式具有自锚性能的锚具,采用的是低松弛力钢绞线,其张拉程序:
0初应力δcon(持荷2min锚固)
(δcon是指张拉时的控制应力,包括预应力损失值)。
设计图纸要求δcon=1395Mpa,钢绞线面积A=140mm2,弹性模量Ey=1.95×105Mpa,标准强度1860Mpa,管道摩擦系数μ=0.20,k=0.0015。
初应力为10%δcon。
1.计算张拉力(每根钢绞线控制张拉力):
初应力:
Ny=1395×140×10%=19530N
控制应力:
Ny=1395×140=195300N
2.计算压力表读数:
根据试验报告计算出张拉力与压力表的线性关系y=ax+b,六个千斤顶分别对应的压力表读数如下图:
(y—是指压力表读数,x—是指控制张拉力)。
1)、2号YCW250T千斤顶1234号压力表:
y=0.0217x-0.3908
①、3孔锚具同时张拉:
控制张拉应力(Mpa)
张拉力
(KN)
压力表读数(Mpa)
备注
0
0
0
0
139.5(初应力)
58.59
1.2
19530N×3=58.59KN
1395
585.9
12.3
195300N×3=585.9KN
②、4孔锚具同时张拉:
控制张拉应力(Mpa)
张拉力
(KN)
压力表读数(Mpa)
备注
0
0
0
0
139.5(初应力)
78.12
1.6
19530N×4=78.12KN
1395
781.20
16.4
195300N×4=781.20KN
③、5孔锚具同时张拉:
控制张拉应力(Mpa)
张拉力
(KN)
压力表读数(Mpa)
备注
0
0
0
0
139.5(初应力)
97.65
2.0
19530N×5=97.65KN
1395
976.5
20.7
195300N×5=976.50KN
2)1号YCW250T千斤顶371号压力表:
y=0.0206x+0.3601
①、3孔锚具同时张拉:
控制张拉应力(Mpa)
张拉力
(KN)
压力表读数(Mpa)
备注
0
0
0
0
139.5(初应力)
58.59
1.3
19530N×3=58.59KN
1395
585.9
12.4
195300N×3=585.9KN
②、4孔锚具同时张拉:
控制张拉应力(Mpa)
张拉力
(KN)
压力表读数(Mpa)
备注
0
0
0
0
139.5(初应力)
78.12
1.8
19530N×4=78.12KN
1395
781.20
16.2
195300N×4=781.20KN
③、5孔锚具同时张拉:
控制张拉应力(Mpa)
张拉力
(KN)
压力表读数(Mpa)
备注
0
0
0
0
139.5(初应力)
97.65
2.2
19530N×5=97.65KN
1395
976.5
20.3
195300N×5=976.50KN
3)、3号YCW250T千斤顶,6061压力表:
y=0.0216x-0.5896
3孔锚具同时张拉:
控制张拉应力(Mpa)
张拉力
(KN)
压力表读数(Mpa)
备注
0
0
0
0
139.5(初应力)
58.59
1.1
19530N×3=58.59KN
1395
585.9
12.2
195300N×3=585.9KN
②、4孔锚具同时张拉:
控制张拉应力(Mpa)
张拉力
(KN)
压力表读数(Mpa)
备注
0
0
0
0
139.5(初应力)
78.12
1.8
19530N×4=78.12KN
1395
781.2
16.4
195300N×4=781.20KN
③、5孔锚具同时张拉:
控制张拉应力(Mpa)
张拉力
(KN)
压力表读数(Mpa)
备注
0
0
0
0
139.5(初应力)
97.65
1.9
19530N×5=97.65KN
1395
976.50
20.4
195300N×5=976.50KN
4)、4号YCW250T千斤顶,5111压力表:
y=0.0211x+0.8486
①、3孔锚具同时张拉:
控制张拉应力(Mpa)
张拉力
(KN)
压力表读数(Mpa)
备注
0
0
0
0
139.5(初应力)
58.59
1.5
19530N×3=58.59KN
1395
585.9
13.3
195300N×3=585.9KN
②、4孔锚具同时张拉:
控制张拉应力(Mpa)
张拉力
(KN)
压力表读数(Mpa)
备注
0
0
0
0
139.5(初应力)
78.12
2.0
19530N×4=78.12KN
1395
781.2
17.1
195300N×4=781.20KN
③、5孔锚具同时张拉:
控制张拉应力(Mpa)
张拉力
(KN)
压力表读数(Mpa)
备注
0
0
0
0
139.5(初应力)
97.65
2.4
19530N×5=97.65KN
1395
976.5
21.5
195300N×5=976.50KN
5)、2号YCW250T千斤顶,6089压力表:
y=0.021x+0.8734
1、3孔锚具同时张拉:
控制张拉应力(Mpa)
张拉力
(KN)
压力表读数(Mpa)
备注
0
0
0
0
139.5(初应力)
58.59
1.5
19530N×3=58.59KN
1395
585.9
12.9
195300N×3=585.9KN
②、4孔锚具同时张拉:
控制张拉应力(Mpa)
张拉力
(KN)
压力表读数(Mpa)
备注
0
0
0
0
139.5(初应力)
78.12
1.95
19530N×4=78.12KN
1395
781.2
17.4
195300N×4=781.20KN
③、5孔锚具同时张拉:
控制张拉应力(Mpa)
张拉力
(KN)
压力表读数(Mpa)
备注
0
0
0
0
139.5(初应力)
97.65
2.4
19530N×5=97.65KN
1395
976.5
21.7
195300N×5=976.50KN
6)、3号YCW250T千斤顶,3220压力表:
y=0.0215x+0.1572
①、3孔锚具同时张拉:
控制张拉应力(Mpa)
张拉力
(KN)
压力表读数(Mpa)
备注
0
0
0
0
139.5(初应力)
58.59
1.4
19530N×3=58.59KN
1395
585.9
12.7
195300N×3=585.9KN
②、4孔锚具同时张拉:
控制张拉应力(Mpa)
张拉力
(KN)
压力表读数(Mpa)
备注
0
0
0
0
139.5(初应力)
78.12
1.9
19530N×4=78.12KN
1395
781.2
16.6
195300N×4=781.20KN
③、5孔锚具同时张拉:
控制张拉应力(Mpa)
张拉力
(KN)
压力表读数(Mpa)
备注
0
0
0
0
139.5(初应力)
97.65
2.3
19530N×5=97.65KN
1395
976.5
20.9
195300N×5=976.50KN
7)1号YCW250T千斤顶1884号压力表:
y=0.0206x+0.2098
①、3孔锚具同时张拉:
控制张拉应力(Mpa)
张拉力
(KN)
压力表读数(Mpa)
备注
0
0
0
0
139.5(初应力)
58.59
1.3
19530N×3=58.59KN
1395
585.9
12.3
195300N×3=585.9KN
②、4孔锚具同时张拉:
控制张拉应力(Mpa)
张拉力
(KN)
压力表读数(Mpa)
备注
0
0
0
0
139.5(初应力)
78.12
1.7
19530N×4=78.12KN
1395
781.20
16.1
195300N×4=781.20KN
③、5孔锚具同时张拉:
控制张拉应力(Mpa)
张拉力
(KN)
压力表读数(Mpa)
备注
0
0
0
0
139.5(初应力)
97.65
2.1
19530N×5=97.65KN
1395
976.5
20.2
195300N×5=976.50KN
3、理论伸长值:
张拉过程采用双控,以钢束伸长量进行校核:
设计文件要求:
编号
位置
N1
N2
N3
中跨
13.9
13.8
13.7
边跨
13.9
13.8
13.8
三、20m后张法预应力连续箱梁张拉相关数据计算
(一)、计算控制张拉力:
P
P=δ×A=1395Mpa×140mm2=195300N
δ—控制张拉应力
A—Φj15.20钢绞线截面积。
(二)、平均张拉力的计算:
-P(1-e-(kx+mθ))
1.P=
Kx+mθ
P—平均张拉力;K—管道偏差系数;
P-控制张拉力;m—管道摩擦系数;
Θ—曲线孔道与部分切线的夹角之和;x—孔道长度。
注:
当预应力筋为直线时,θ=0时,P=P。
(三)、张拉力及伸长量的计算:
A、边跨N1(从锚固点向跨中分)
1、求各段平均张拉力:
1
AB段:
PAB=193905(N)
193905×〔1-e-(0.0015×0.785+0.2×1.8×π/180)〕
2
BC段:
PBC=
0.0015×0.785+0.2×1.8×π/180
=193183.5(N)
3
CD段:
PCD=193183.5-(193905-193183.5)=192462(N)
PD(1-e-(kx+μQ))192462×〔1-e-(0.0015×3.054+0.2×5×π/180)〕
4
DE段:
PDE===190357(N)
kx+μQ0.0015×3.054+0.2×5×π/180
5
EF段:
PEF=190357-(192462-190357)=188252(N)
2、各段伸长值计算:
AB段:
△LAB=PL/A·E=(193905×721)/(139×1.95×105)=5.2mm
BC段:
△LBC=(193183.5×785)/(139×1.95×105)=5.6mm
CD段:
△LCD=(192462×2579)/(139×1.95×105)=18.3mm
DE段:
△LDE=(190357×3054)/(139×1.95×105)=21.4mm
EF段:
△LEF=(188252×2671)/(139×1.95×105)=18.6mm
3、总伸长值:
(5.2+5.6+18.3+21.4+18.6)×2=138.2mm
B、边跨N2
1、求各段平均张拉力:
1
AB段:
PAB=193905(N)
2
BC段:
PBC=193183.5(N)
3
CD段:
PCD=192462(N)
4
DE段:
PDE=190357(N)
5
EF段:
PEF=188252(N)
2、各段伸长值计算:
AB段:
△LAB=PL/A·E=(193905×721)/(139×1.95×105)=5.2mm
BC段:
△LBC=(193183.5×785)/(139×1.95×105)=5.6mm
CD段:
△LCD=(192462×984)/(139×1.95×105)=7.02mm
DE段:
△LDE=(190357×3054)/(139×1.95×105)=21.4mm
EF段:
△LEF=(188252×4271)/(139×1.95×105)=29.7mm
3、总伸长值:
(5.2+5.6+7.0+21.4+29.7)×2=137.8mm
C、边跨N3
1、求各段平均张拉力:
①AB段:
PAB=193905(N)
193905×〔1-e-(0.0015×0.733+0.2×1.4×π/180)〕
2
BC段:
PBC=
0.0015×0.733+0.2×1.4×π/180
=193808(N)
3
CD段:
PCD=193808-(193905-193808)=193711(N)
2、各段伸长值计算:
AB段:
△LAB=PL/A·E=(193905×1016)/(139×1.95×105)=7.3mm
BC段:
△LBC=(193808×733)/(139×1.95×105)=5.2mm
CD段:
△LCD=(193711×8001)/(139×1.95×105)=56.8mm
3、总伸长值:
(7.3+5.2+56.8)×2=138.6mm
D、中跨N1(从锚固点向跨中分)
1、求各段平均张拉力:
①AB段(直):
PAB=1395×139=193905(N)
193905×〔1-e-(0.0015×0.785+0.2×1.8×π/180)〕
2
BC段:
PBC=
0.0015×0.785+0.2×1.8×π/180
=193183.5(N)
3
CD段(直):
PCD=192462(N)
PD(1-e-(kx+μQ))192462×〔1-e-(0.0015×3.054+0.2×5×π/180)〕
4
DE段:
PDE===190357(N)
kx+μQ0.0015×3.054+0.2×5×π/180
5
EF段:
PEF=190357-(192462-190357)=188252(N)
2、各段伸长值计算:
AB段:
△LAB=PL/A·E=(193905×721)/(139×1.95×105)=5.2mm
BC段:
△LBC=(193183.5×785)/(139×1.95×105)=5.6mm
CD段:
△LCD=(192462×4311)/(139×1.95×105)=30.6mm
DE段:
△LDE=(190357×3054)/(139×1.95×105)=21.4mm
EF段:
△LEF=(188252×929)/(139×1.95×105)=6.5mm
3、总伸长值:
(5.2+5.6+30.6+21.4+6.5)×2=137.8mm
E、中跨N2
1、求各段平均张拉力:
①AB段(直):
PAB=1395×139=193905(N)
193905×〔1-e-(0.0015×0.785+0.2×1.8×π/180)〕
2
BC段:
PBC=
0.0015×0.785+0.2×1.8×π/180
=193183.5(N)
3
CD段(直):
PCD=192462(N)
PD(1-e-(kx+μQ))192462×〔1-e-(0.0015×3.054+0.2×5×π/180)〕
4
DE段:
PDE===190357(N)
kx+μQ0.0015×3.054+0.2×5×π/180
5
EF段:
PEF=190357-(192462-190357)=188252(N)
2、各段伸长值计算:
AB段:
△LAB=PL/A·E=(193905×721)/(139×1.95×105)=5.2mm
BC段:
△LBC=(193183.5×785)/(139×1.95×105)=5.6mm
CD段:
△LCD=(192462×2704)/(139×1.95×105)=19.2mm
DE段:
△LDE=(190357×3054)/(139×1.95×105)=21.4mm
EF段:
△LEF=(188252×2551)/(139×1.95×105)=17.7mm
3、总伸长值:
(5.2+5.6+19.2+21.4+17.7)×2=138.2mm
F、中跨N3
1、求各段平均张拉力:
①AB段(直):
PAB=1395×139=193905(N)
193905×〔1-e-(0.0015×0.733+0.2×1.4×π/180)〕
2
BC段:
PBC=
0.0015×0.733+0.2×1.4×π/180
=1933808(N)
3
CD段:
PCD=193711(N)
2、各段伸长值计算:
AB段:
△LAB=PL/A·E=(193905×1066)/(139×1.95×105)=7.6mm
BC段:
△LBC=(193808×733)/(139×1.95×105)=5.2mm
CD段:
△LCD=(193711×7901)/(139×1.95×105)=56.5mm
3、总伸长值:
(7.6+5.2+56.5)×2=138.6mm
(四)、计算伸长值汇总(如下表)
编号
位置
N1
N2
N3
控制应力
10%δcon
100%δcon
10%δcon
100%δcon
10%δcon
100%δcon
中跨(mm)
14
138
14
138
14
139
边跨(mm)
14
138
14
138
14
139
16m先张法空心板梁预应力计算数据
一、计算单根钢绞线控制张拉力:
P
P=δ×A=1395Mpa×139mm2=193905N
δ—控制张拉应力
A—Φj15.20钢绞线截面积。
二、平均张拉力的计算:
-P(1-e-(kx+mθ))
1.P=
Kx+mθ
P—平均张拉力;K—管道偏差系数;
P-控制张拉力;m—管道摩擦系数;
Θ—曲线孔道与部分切线的夹角之和;x—孔道长度。
注:
当预应力筋为直线时,θ=0时,P=P。
三、张拉力及伸长量的计算:
1、求单根平均张拉力:
P=193905(N)
2、伸长值计算:
△L=PL/A·E=(193905×76100)/(139×1.95×105)=544.4(mm)
3、总伸长值与单根长度相等。
中板与边板伸长值相同,只不过中板总张拉力为:
2326.7KN;边板总张拉力为:
2520.8KN。
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- 后张法 预应力 拉伸 计算