桥梁预应力张拉详细计算过程及伸长量计算过程.docx
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桥梁预应力张拉详细计算过程及伸长量计算过程
一、工程概况
(一)总体概况
即本项目终点K11+700,全长11.7公里。
我标段共有T梁432片,其中90片为16m,342片为13m,(详见表1.1T梁工程数量表)。
表1.1T梁工程数量表
序号
桥梁名称
结构形式
角度
数量(片)
备注
1
K8+243中桥
3-13mT梁
-20度
54
2
K9+479中桥
2-16mT梁
20度
36
3
K2+845分离立交
3-13mT梁
-45度
54
4
K4+744分离立交
1-13mT梁
-20度
18
5
K4+850分离立交
3-13mT梁
-20度
54
6
K7+149分离立交
3-13mT梁
-30度
54
7
K7+820分离立交
3-13mT梁
-30度
54
8
K9+848分离立交
3-16mT梁
0度
54
9
K11+103分离立交
3-13mT梁
0度
54
二、施工工艺
张拉作业使用智能张拉设备。
当试压同条件试块强度和现场回弹强度≥90%设计强度值时进行张拉。
张拉正后方设置防护钢板挡板。
预应力张拉设计顺序现张拉N1,后张拉N2,依次进行。
钢绞线张拉程序:
0→初应力(0.10δk)→0.2δk→1.0δk(持荷5min锚固),预应力钢绞线张拉采用双控,即以张拉力控制为主,以伸长量进行校核。
实际伸长量与理论伸长量差值需控制在±6%以内。
若实际量测伸长量符合计算要求(与计算伸长值相比误差在±6%范围之内)则封闭锚具和夹片并拆除千斤顶,如果实际量测伸长量与计算伸长值相差较大,暂停张拉,查清原因并解决问题后方再继续张拉(预应力筋理论伸长值及预应力筋平均张拉力的计算见计算书)。
T梁起拱度采用张拉前后测设高程并计算其差值得出。
张拉前,在梁中轴线上以跨中为起点向两边每2m纵距布设观察点位,用水准仪测设高程。
张拉时要注意不要堵塞进、出浆孔孔道。
张拉完成后,将多余的钢绞线用砂轮机切除,钢铰线剩余长度﹥3cm。
钢绞线切除后,及时对锚头进行封堵,保证封锚密实。
张拉前千斤顶、锚环、夹片、工作锚具、工作夹片、压力表、油泵等张拉设备进行检验。
千斤顶、油泵、压力表与张拉应力值的关系方程式,由有资质的检测单位检测。
锚环、夹片、工作锚具、工作夹片应当无破损,锚环、夹片、工作锚具、工作夹片在使用前送样进行强度检验,符合《预应力筋用锚具、夹具和连接器》、《公路桥梁预应力钢铰线用锚具、连接器试验方法及检验规格》等技术要求后使用。
使用前必须对每一个锚环和夹片进行观察,发现有损伤和裂纹等异常情况,给予更换,如异常情况的锚环、夹片数量占该批次数量的10%,则该批次的锚环、夹片停止使用。
张拉时,钢铰线应匀速渐进张拉,按照先N1后N2的顺序,智能张拉操作具体方法为:
(1)、 准备工作
①准备与张拉系统能配套使用的限位板、锚具、夹片,电脑(预装Windows XP操作系统,自带无线网络适配器),三相电缆,阳伞等必须准备齐全。
②对照张拉系统清单,清点设备,确定设备完好、配件齐全。
③核对专用千斤顶的编号,由于专用千斤顶都在出厂前统一标定,使用时一定要注意对应正确的标定公式。
④确定好待张拉的梁板。
⑤进行技术交底,学习熟悉系统软件说明文件。
⑥布置张拉控制站。
控制站选择在确定待张拉梁板侧面,要求不影响现场施工、控制站能安全工作、无阳光直射,在张拉过程中无需移动就能方便看到梁板的两端,能连接到220V电源以保证电脑张拉过程中不掉电,取消电脑的屏幕保护,自动关闭硬盘等功能,安装好控制软件。
将张拉仪主机和专用千斤顶布置于张拉端,并使之能与控制站保持直线可视状态。
(2)、电线连接
由专业电工连接好三相电源(连接三根火线),接电箱中,一般数字2、4 、6位置代表火线,字母N代表零线。
接电时不得剪断或拆除接线插头,连接电线以后,用试电笔检查电源是否正常。
严禁带电状态下作电线连接操作。
(3)、连接好油管
仔细检查油嘴及接头是否有杂质,将其擦拭干净,确保进油管与回油管不被混淆。
回油管在千斤顶的安装位置为张拉时千斤顶远离梁板的一段,即千斤顶安装了黑色安全阀的一端;油管连接处必须使用铜垫片以防止漏油。
油管的保护弹簧靠近油嘴处以延长油管使用寿命。
进油管安装位置靠近数据线接口,保护弹簧靠近油嘴起到保护作用;回油管安装位置远离数据线接口,回油管的另外一端安装在千斤顶带有安全阀的油嘴处。
(4)、专用千斤顶、天线、数据线安装
安装好限位板以后,起吊专用千斤顶。
千斤顶必须采用钢丝绳起吊以确保安全。
起吊之后,安装好工具锚、工具夹片。
工具夹片的安装必须符合《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T F50-2011)相关要求。
工具夹片未起作用或未完全起作用都会导致最终伸长量误差偏大。
然后连接张拉仪与千斤顶的数据线,张拉一孔完毕,不得拉扯该数据线用于移动千斤顶。
(5)、锚具安装
安装完毕,计算机操作人员对以上安装步骤和部件进行检查。
(6)、张拉施工智能操作要点
①控制软件回到主界面,检查软件左下角的状态栏,显示正常,右上角的“张拉梁号”正确,“第1次”张拉为准备状态。
②再次检查确定梁板的两端千斤顶安装正确,然后启动梁板两端设备(按下绿色“油泵启动”按钮),启动设备,电机运转声音正常,平顺。
仪器进行5分钟预热;温度低于10摄氏度时,进行15~30分钟预热。
③通知梁板两边工作人员,注意安全。
点击控制软件的“开始张拉”按键,“第1次张拉施工”启动,此时密切注意在电脑上观测压力值和位移值是否正常,有异常立即点击“暂停张拉”并进行相关检查。
电脑在张拉施工过程中严禁运行其他程序,操作人员时刻关注相关数值,严禁离开控制台。
④在张拉过程中应密切注意梁板两端设备和千斤顶的工作情况,注意安全,如有异常情况立即单击“暂停张拉”、按下张拉仪“急停指示”按钮,停止张拉,排除异常情况后,方可继续张拉。
⑤每一孔张拉完成后,设备自动退顶,保存数据,并自动跳到下一个张拉步骤,在下一个张拉步骤开始之前,计算机操作人员应再次检查锚具、千斤顶、限位板是否正确嵌套,数据连接线是否松动、被挤压,千斤顶是否压迫粗钢筋等。
(7)、张拉结束
①整片梁板张拉施工完成后依次关闭软件、电机、切断电源,拆卸千斤顶、油管。
2.张拉系统所有设备在张拉完毕以后必须妥善保管,仪器、千斤顶都必须有良好的防晒、防水措施。
②定期维护。
油量不足情况下应及时加注符合要求的抗磨液压油。
每三个月更换一次液压油。
10、压浆及封端头
(1)压浆的准备工作
①封堵锚孔:
锚具外面的预应力筋间隙用高标号的砂浆填塞,以免冒浆而损失灌浆压力。
②冲洗孔道:
孔道在压浆前应用清水加压力冲洗,排除孔内杂物,保证孔道畅通。
冲冼后用空压机吹去孔内积水。
③预应力钢绞线张拉后,在48小时内完成压浆。
预应力孔道灌浆材料采用专用灌浆料。
(2)压浆
压浆是本着先低后高的原则,先压N2孔道,再压N1孔道。
压浆过程中,若发现孔道局部漏浆,堵塞不漏浆后,重新将管道冲洗干净后再重新压浆。
压浆完毕后,清洗设备。
现场制作3组40*40*160mm立方体试件。
后张法预应力施工实测项目检测计划
项次
检查项目
规定值或允许偏差
检查方法和频率
1
管道坐标
(㎜)
梁长方向
30
抽查30%,每根查10个点
梁长方向
10
2
管道间距
(㎜)
同排
10
抽查30%,每根查5个点
上下层
10
3
张拉力值
符合设计要求
查张拉记录
4
张拉伸长率
±6%
查张拉记录
5
断丝滑
丝数
钢束
每根1根,且每断面不超过钢丝总数的1%
查张拉记录
钢筋
不允许
梁(板)预制实测项目
项次
检查项目
规定值或允许偏差
检查方法和频率
1
混凝土强度(MPa)
在合格标准内
按JTGF80/1-2004附录D检查
2
梁(板)长度(㎜)
+5,-10
用尺量
3
宽度(湿接缝)(㎜)
±20
用尺量3处
4
高度(㎜)
±5
用尺量2个断面
5
顶板厚(㎜)
+5、-0
用尺量2个断面
6
腹板或梁肋(㎜)
+5、-0
用尺量2个断面
7
平整度(㎜)
5
用2m直尺检查,每侧面每10m梁长测1处
10
横系梁及预埋件位置(㎜)
5
用尺量,每件
13m后张预应力T梁理论伸长值计算数据
一13m后张法预应力T梁计算:
已知:
D=15.2mm,A=140mm2,Ryb=1860Mpa,δk=0.75Ryb,
EP=1.95×105Mpa,μ=0.25,K=0.0015,AP=A×根数
1.平均张拉力计算:
(1-e-(KX+μθ))
PP=P×
KX+μθ
PP:
预应力钢绞线的平均张拉应力(N)
P:
预应力钢绞线张拉力(N)
K:
孔道偏差系数
X:
从张拉端至计算截面的孔道长度
μ:
钢绞线与孔道的摩擦系数
θ:
张拉端与计算截面的曲线孔道的切线夹角之和
2、N1束:
各段长度:
千斤顶工作长度
AB=500mm
锚垫板到第一个变化点BC=3060/cos4=3066mm曲线段CD=1872mm
跨中部位直线段DE=853mm。
AB段为直线段且没有摩擦阻力
PP=P=1860×0.75×140×5=976500N
△Lab=PP×L/(AP×EP)=0.36cm
BC段为直线段且有摩擦阻力
已知:
P=976500N,K=0.0015,X=3066mm,μ=0.25,θ=0
[1-e-(KX+μθ)]
Pp=976500×=974258N
KX+μθ
△Lbc=PP×L/(AP×EP)=2.19cm
分界点作用力PZ=976500×e-(KX+μθ)=972019N
CD段为曲线段且有摩擦阻力
已知:
P=972019N,K=0.0015,X=1872mm,μ=0.25,θ=0.0698
[1-e-(KX+μθ)]
Pp=972019×=951659N
(KX+μθ)
△Lcd=PP×L/(AP×EP)=1.31cm
分界点作用力PZ=972019×e-(KX+μθ)=952526N
DE段为直线段且有摩擦阻力
已知:
P=952526N,K=0.0015,X=853mm,μ=0.25,θ=0
[1-e-(KX+μθ)]
Pp=952526×=951917N
KX+μθ
△Lde=PP×L/(AP×EP)=0.59cm
3、N2束:
各段长度:
千斤顶工作长度
AB=500mm
锚垫板到第一个变化点BC=3060/cos1.9=3063mm曲线段CD=1865.5mm
跨中部位直线段DE=853mm。
AB段为直线段且没有摩擦阻力
PP=P=1860×0.75×140×7=1367100N
△Lab=PP×L/(AP×EP)=0.36mm
BC段为直线段且有摩擦阻力
已知:
P=1367100N,K=0.0015,X=3063mm,μ=0.25,θ=0
[1-e-(KX+μθ)]
Pp=1367100×=1363964N
KX+μθ
△Lbc=PP×L/(AP×EP)=2.19cm
分界点作用力PZ=1367100×e-(KX+μθ)=1360833N
CD段为曲线段且有摩擦阻力
已知:
P=1360833N,K=0.0015,X=1865.5mm,μ=0.25,θ=0.0332
[1-e-(KX+μθ)]
Pp=1360833×=1353309N
(KX+μθ)
△Lcd=PP×L/(AP×EP)=1.32m
分界点作用力PZ=1360833×e-(KX+μθ)=1345814N
DE段为直线段且有摩擦阻力
已知:
P=1345814N,K=0.0015,X=853mm,μ=0.25,θ=0
[1-e-(KX+μθ)]
Pp=1345814×=1344953N
KX+μθ
△Lde=PP×L/(AP×EP)=0.6cm
4、理论伸长值计算:
各束分段计算,计算长度从张拉端算至跨中。
N1束△L=(0.36+2.19+1.31+0.59-0.6)×2=7.7cm
N2束△L=(0.36+2.19+1.32+0.6-0.6)×2=3.87cm。
张拉应力油表读数
1、回归方程:
y=0.03411x-0.05x-KN;y-Mpa
2、13mT梁N1=5束,张拉应力976.5KN;N2=7束,张拉应力1367.1KN。
3、13mT梁N1束10%张拉应力油表读数y=3.28Mpa
13mT梁N1束20%张拉应力油表读数y=6.61Mpa
13mT梁N1束100%张拉应力油表读数y=33.26Mpa
4、13mT梁N2束10%张拉应力油表读数y=4.61Mpa
13mT梁N2束20%张拉应力油表读数y=9.28Mpa
13mT梁N2束100%张拉应力油表读数y=46.58Mpa
5、16mT梁N1束10%张拉应力油表读数y=4.61Mpa
16mT梁N1束20%张拉应力油表读数y=9.28Mpa
16mT梁N1束100%张拉应力油表读数y=46.58Mpa
6、16mT梁N2束10%张拉应力油表读数y=4.61Mpa
16mT梁N2束20%张拉应力油表读数y=9.28Mpa
16mT梁N2束100%张拉应力油表读数y=46.58Mpa
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