先张法空心板梁预应力钢绞线伸长量计算书.doc

平黎公路嘉善西塘至省界段拓宽工程

梁
板
钢
绞
线
张
拉
程
序
及
伸
长
量
计
算

台州市椒江交通建设工程有限公司
平黎公路嘉善西塘至省界段拓宽工程第L1协议项目部
2023年11月28日
先张法空心板梁预应力钢绞线张拉施工方法
一、 张拉前的准备工作
先张法梁的预应力筋是在底模整理后，在台座上进行张拉已加工好的预应力筋。对于长线张拉的台座，预应力筋或者预应力筋与拉杆、预应力筋的连接，必须先用连接器串连好后才干张拉。先张采用一端张拉，另一端在张拉前要设立好固定装置或安放好预应力筋的放松装置。
张拉前，应先安装相应钢绞线定位板，检查定位板的力筋孔位置和孔径大小必须符合板梁设计规定，然后将定位板固定在底板上。在检查预应力筋数量、位置、张拉设备和锚固设备后，方可进行张拉
二、张拉程序
0 初应力（0.1δk） 0.2δk 1.0δk（持荷2分钟锚固）
三、张拉控制数据计算
钢绞线张拉采用张拉力和伸长值双重控制。
    根据设计规定采用GB/T5224-2023标准的φS15.2高强度低松弛钢绞线,选用江苏南通帅龙预应力钢绞线公司提供的该规格的钢绞线，公称直径φS=15.2mm,截面积Ap=140mm2,强度等级fpk=1860MPa,弹性模量Ep=1.913E5MPa。
    张拉控制应力δk=0.75fpk=1395MPa,单根钢绞线控制张拉力Ng=δk×Ap=195.3KN，整体控制张拉力分别为:
     13m板梁中梁: Ny=11根×Ng=2148.3KN；
13m板梁边梁: Ny=12根×Ng=2343.6KN；
     16m板梁中梁: Ny=14根×Ng=2734.2KN；
16m板梁边梁: Ny=15根×Ng=2929.5KN；
     20m板梁中梁: Ny=16根×Ng=3124.8KN；
     20m板梁边梁: Ny=17根×Ng=3320.1KN；
     1、张拉设备的选用
     整体张拉选用YDD-3000型号千斤顶，2台公称张拉力共为6000KN＞ 3320.1KN；单根张拉选用QYC250型千斤顶，公称张拉力为250KN＞单根张拉初应力(195.3×10%)=19.53KN,压力表读数为3.8Mpa,可以保证张拉工作的可靠性、均匀、准确性。
    2、张拉伸长值估算:
    △L=(δk×L)÷(Ep×Ap)=(195.3×115)÷(191.3×140.0)=0.839m
    由于钢绞线伸长值较大，需根据千斤顶行程的大小进行分级锚固进行张拉：YDD-3000型号千斤顶的行程可以满足83.9cm张拉伸长量规定。
    3、油泵选用YBZ2×2/50型电动油泵,与YDD-3000型号千斤顶配套使用。
    4、伸长值控制
    钢绞线采用单根张拉调整到初应力后，再使用整体分级张拉，并做好张拉端的钢绞线刻画标记和千斤顶活塞行程长度标记进行标定记录，在测量各级钢绞线伸长值时要扣除千斤顶活塞的回缩量，以保证伸长值准确无误。
    钢绞线张拉时的控制应力，应以伸长值进行校核，实测伸长值与理论伸长值误差控制在±6%之内，若超过此范围应停止张拉，待查明因素，纠正后继续张拉，做好真实、精确、具体的钢绞线张拉施工原始记录，确认能满足理论伸长值规定方可进行下道工序。
   （1）理论伸长值的计算
    △L=(δk×L)÷(Ep×Ap)=(195.3×115)÷(191.3×140.0)=0.839m
   （2）实际伸长值的量测及计算方法
    在整体张拉前,先将钢绞线都调整到初应力0.1δK,再开始整体张拉和计测伸长量, 最后再加上初应力时的估算伸长值。即：
   △L=△L1 +△L2
   △L2——初应力以下的推算伸长值(mm)，可采用相邻级的伸长值。
   △L1——为0.1δk至1.0δk时的实测伸长值(mm)。
具体施工张拉设备控制数据及校定结果附后。
四、张拉操作程序及压力表相应读数：
对11束、12束、14束、15束、16束、17束钢绞线张拉10%、20%、70%、100%所相应的压力表读数如下表所示:
数量(束)
张拉
百分数
双千斤顶张拉力(KN)
千斤顶编号：090373，压力表编号：08.30289及读数(MPa)
千斤顶编号：090374，压力表编号：08.30095及读数(MPa)
11
10%
214.8
1.9
2.2
20%
429.7
3.8
4.0
70%
1503.8
13.1
13.3
100%
2148.3
18.7
18.8
12
10%
234.4
2.1
2.3
20%
468.7
4.1
4.4
70%
1640.5
14.3
14.4
100%
2343.6
20.3
20.5
14
10%
273.4
2.4
2.7
20%
546.8
4.8
5.0
70%
1913.9
16.6
16.8
100%
2734.2
23.7
23.8
15
10%
293.0
2.6
2.8
20%
585.9
5.1
5.4
70%
2050.7
17.8
18.0
100%
2929.5
25.4
25.5
16
10%
312.5
2.8
3.0
20%
625.0
5.5
5.7
70%
2187.4
19.0
19.1
100%
3124.8
27.1
27.2
17
10%
332.0
2.9
3.2
20%
664.0
5.8
6.0
70%
2324.1
20.2
20.3
100%
3320.1
28.8
28.9
备 注
①、090373千斤顶工作直线方程：y=0.0173x+0.0682
②、090374千斤顶工作直线方程：y=0.0172x+0.3273
③、单根钢绞线100%张拉力：195.3KN
  1、调整预应力筋长度
采用ф25精扎螺纹钢丝杆锚具，拧动端头螺帽，调整预应力筋长度，使每根预应力筋受力均匀。
2、初始张拉
一般施加10%的张拉应力，将预应力筋拉直，锚固端和连接器处拉紧，在预应力筋上选定适当位置刻画标记，作为测量延伸量的基点。
3、正式张拉
一端固定，一端采用两只300T千斤顶整体张拉。千斤顶必须同步顶进，保持千斤顶顶住横梁平行推动后移，预应力筋均匀受力，分级加载拉至张拉应力为准。
4、持荷
按预应力筋的类型选定持荷时间2min-5min，以减少钢绞线锚固后的应力损失。
5、锚固
补足或放松预应力筋的拉力至控制应力。测量、记录预应力筋的延伸量，并核对实测值与理论计算值，其误差应在±6%范围内，如不符合规定，则应找出因素及时解决。张拉满足规定后，锚固预应力筋，千斤顶回油至零。
五、预应力筋放张
当混凝土达成设计规定的放松强度之后，可在台座上放松受拉预应力筋，对预制梁施加预应力。当设计无规定期，一般应大于混凝土设计强度标准值的100%时进行。放张采用千斤顶，放松的装置设在预应力筋张拉端。放张时用千斤顶放到最大行程顶住横梁，松开锚固螺帽至同一位置，将双顶均匀速度回油放张，并分四次完毕，每次需间隔20min。
采用千斤顶放张后，采用手持砂轮机切割，切割时从放张端开始，分根交错，逐次切向另一端。切割后的外露端头应用砂浆封闭或涂刷防蚀材料，防止生锈。
平黎公路嘉善西塘至省界段拓宽工程LI协议项目部
十一月二十八日

先张法空心板梁张拉参数计算
根据空心板梁钢绞线理论伸长值及最大张拉力应以《桥规》为计算依据，原则上不采用超张拉。当张拉到100%控制力时，持荷5分钟，在控制力稳定后进行锚固，若出现压力表回走情况，将重新张拉到控制应力，直到稳定为止。现将张拉控制程序说明如下：
一、张拉理论伸长量计算
根据2023年《桥规》规定，先张法采用一端张拉，另一端固定，其中预应力钢筋张拉控制应力为0.70 fpk =1302Mpa，即可达成纲绞线强度的70%；根据出厂材质报告可知弹性模量Ep=195Gpa；先张法张拉程序：0 σ。（拟采用σ。=0.25σcon 0.5σcon 1.0σcon）σcon （持荷5分钟锚固），张拉采用双控，以张拉力为主，伸长量允许误差小于±6%。
理论伸长量计算公式：
△L= P*L/ Ap*Ep
式中：P——设计张拉力（N）
L——张拉钢绞线长度（cm）
Ap——钢绞线截面面积（mm2）
Ep——钢绞线弹性模量（N/mm2）
对于本预制梁场：
P=1860*70%*Ap=1302Ap
（1）10M、13M空心板梁：钢绞线下料长度L=103(台座)- 0.65（张拉端) – 2（锚固端) =100.35m
Ap=140mm2
Ep=195Gpa
△L= P*L/Ap*Ep=1302Ap*100.35/Ap*195=670mm
（2）16M、20M空心板梁：钢绞线下料长度L=89(台座) – 1.6（张拉端) - 1（锚固端) =86.4m
Ap=140mm2
Ep=195Gpa
△L= P*L/ Ap*Ep =1302Ap*86.4/ Ap*195=577 mm
伸长值相对误差计算
相对误差=（实测值-理论值）/理论值，按±6%控制，10M、13M空心板梁预应力筋实测值合格范围：630～710mm；16M、20M空心板梁预应力筋实测值合格范围：543～611mm；
二、先张法预应力空心板梁张拉油压表读数计算式
张拉控制应力σcon =0.7fpk=1302MPa，单根钢绞线控制张拉力
Ng=σcon ×Ap=182.28KN，整体控制张拉力为:
  10m板梁中梁: Ny=9根×Ng=1640.5KN；
  10m板梁边梁: Ny=11根×Ng=2023KN；
13m板梁中梁: Ny=12根×Ng=2187.3KN；
  13m板梁边梁: Ny=13根×Ng=2369.6KN；
16m板梁中梁: Ny=14根×Ng=2551.9KN；
  16m板梁边梁: Ny=16根×Ng=2916.5KN；
20m板梁中梁: Ny=18根×Ng=3281KN；
  20m板梁边梁: Ny=20根×Ng=3645.6KN；
千斤顶与油压表标定一元线性回归方程
压力表编号：1911910
千斤顶编号：12170#
回归方程：P=0.2311F+1.26
压力表编号：1911992
千斤顶编号：12161#
回归方程：P=0.01740F-0.32
压力表编号：1911907
千斤顶编号：2#
回归方程：P=0.01715F+0.22
先张法预应力空心板梁单根φs15.2钢绞线其设计张拉控制力为182.28KN.
一、12170#液压式张拉机
（1）压力表1911910
P=0.2311F+1.26
0.10σcon =0.2311×182.28×0.10+1.26 =5.47MPa
（2）压力表1811470
P=0.2436F+0.05
0.10σcon =0.2436×182.28×0.10+0.05 =4.49MPa
10m空心板梁中梁9φs15.2钢绞线其设计张拉控制力为1640.5KN.
一、12161#液压式张拉机
（1）压力表1911992
P=0.01740F-0.32
0.25σcon =0.01740×1640.5÷2×0.25-0.32=3.24MPa
0.5σcon =0.01740×1640.5÷2×0.5-0.32=6.81MPa
1.0σcon =0.01740×1640.5÷2×1.0-0.32=13.95MPa
（2）压力表1#
P=0.01774F+1.01
0.25σcon =0.01774×1640.5÷2×0.25+1.01=4.64MPa
0.5σcon =0.01774×1640.5÷2×0.5+1.01=8.28MPa
1.0σcon =0.01774×1640.5÷2×1.0+1.01=15.56MPa
二、2#液压式张拉机
（1）压力表1911907
P=0.01715F+0.22
0.25σcon =0.01715×1640.5÷2×0.25+0.22=3.73MPa
0.5σcon =0.01715×1640.5÷2×0.5+0.22=7.25MPa
1.0σcon =0.01715×1640.5÷2×1.0+0.22=14.28MPa
（2）压力表1811417
P=0.01829F+0.08
0.25σcon =0.01829×1640.5÷2×0.25+0.08=3.83MPa
0.5σcon =0.01829×1640.5÷2×0.5+0.08=7.58MPa
1.0σcon =0.01829×1640.5÷2×1.0+0.08=15.08MPa
10m空心板梁边梁11φs15.2钢绞线其设计张拉控制力为2023KN.
一、12161#液压式张拉机
（1）压力表1911992
P=0.01740F-0.32
0.25σcon =0.01740×2023÷2×0.25-0.32=4.04MPa
0.5σcon =0.01740×2023÷2×0.5-0.32=8.4MPa
1.0σcon =0.01740×2023÷2×1.0-0.32=17.12MPa
（2）压力表1#
P=0.01774F+1.01
0.25σcon =0.01774×2023÷2×0.25+1.01=5.45MPa
0.5σcon =0.01774×2023÷2×0.5+1.01=9.9MPa
1.0σcon =0.01774×2023÷2×1.0+1.01=18.79MPa
二、2#液压式张拉机
（1）压力表1911907
P=0.01715F+0.22
0.25σcon =0.01715×2023÷2×0.25+0.22=4.51MPa
0.5σcon =0.01715×2023÷2×0.5+0.22=8.81MPa
1.0σcon =0.01715×2023÷2×1.0+0.22=17.41MPa
（2）压力表1811417
P=0.01829F+0.08
0.25σcon =0.01829×2023÷2×0.25+0.08=4.66MPa
0.5σcon =0.01829×2023÷2×0.5+0.08=9.24MPa
1.0σcon =0.01829×2023÷2×1.0+0.08=18.41MPa
13m空心板梁中梁12φs15.2钢绞线其设计张拉控制力为2187.3KN.
一、12161#液压式张拉机
（1）压力表1911992
P=0.01740F-0.32
0.25σcon =0.01740×2187.3÷2×0.25-0.32=4.43MPa
0.5σcon =0.01740×2187.3÷2×0.5-0.32=9.19MPa
1.0σcon =0.01740×2187.3÷2×1.0-0.32=18.71MPa
（2）压力表1#
P=0.01774F+1.01
0.25σcon =0.01774×2187.3÷2×0.25+1.01=5.86MPa
0.5σcon =0.01774×2187.3÷2×0.5+1.01=10.71MPa
1.0σcon =0.01774×2187.3÷2×1.0+1.01=20.41MPa
二、2#液压式张拉机
（1）压力表1911907
P=0.01715F+0.22
0.25σcon =0.01715×2187.3÷2×0.25+0.22=4.90MPa
0.5σcon =0.01715×2187.3÷2×0.5+0.22=9.59MPa
1.0σcon =0.01715×2187.3÷2×1.0+0.22=18.97MPa
（2）压力表1811417
P=0.01829F+0.08
0.25σcon =0.01829×2187.3÷2×0.25+0.08=5.08MPa
0.5σcon =0.01829×2187.3÷2×0.5+0.08=10.08MPa
1.0σcon =0.01829×2187.3÷2×1.0+0.08=20.08MPa
13m空心板梁边梁13φs15.2钢绞线其设计张拉控制力为2369.6KN.
一、12161#液压式张拉机
（1）压力表1911992
P=0.01740F-0.32
0.25σcon =0.01740×2369.6÷2×0.25-0.32=4.83MPa
0.5σcon =0.01740×2369.6÷2×0.5-0.32=9.98MPa
1.0σcon =0.01740×2369.6÷2×1.0-0.32=20.29MPa
（2）压力表1#
P=0.01774F+1.01
0.25σcon =0.01774×2369.6÷2×0.25+1.01=6.26MPa
0.5σcon =0.01774×2369.6÷2×0.5+1.01=11.51MPa
1.0σcon =0.01774×2369.6÷2×1.0+1.01=22.02MPa
二、2#液压式张拉机
（1）压力表1911907
P=0.01715F+0.22
0.25σcon =0.01715×2369.6÷2×0.25+0.22=5.30MPa
0.5σcon =0.01715×2369.6÷2×0.5+0.22=10.37MPa
1.0σcon =0.01715×2369.6÷2×1.0+0.22=20.53MPa
（2）压力表1811417
P=0.01829F+0.08
0.25σcon =0.01829×2369.6÷2×0.25+0.08=5.49MPa
0.5σcon =0.01829×2369.6÷2×0.5+0.08=10.91MPa
1.0σcon =0.01829×2369.6÷2×1.0+0.08=21.75 MPa
16m空心板梁中梁14φs15.2钢绞线其设计张拉控制力为2551.9KN.
一、12161#液压式张拉机
（1）压力表1911992
P=0.01740F-0.32
0.25σcon =0.01740×2551.9÷2×0.25-0.32=5.23MPa
0.5σcon =0.01740×2551.9÷2×0.5-0.32=10.78MPa
1.0σcon =0.01740×2551.9÷2×1.0-0.32=21.88MPa
（2）压力表1#
P=0.01774F+1.01
0.25σcon =0.01774×2551.9÷2×0.25+1.01=6.66MPa
0.5σcon =0.01774×2551.9÷2×0.5+1.01=12.32MPa
1.0σcon =0.01774×2551.9÷2×1.0+1.01=23.64MPa
二、2#液压式张拉机
（1）压力表1911907
P=0.01715F+0.22
0.25σcon =0.01715×2551.9÷2×0.25+0.22=5.69MPa
0.5σcon =0.01715×2551.9÷2×0.5+0.22=11.16MPa
1.0σcon =0.01715×2551.9÷2×1.0+0.22=22.1MPa

（2）压力表1811417
P=0.01829F+0.08
0.25σcon =0.01829×2551.9÷2×0.25+0.08=5.91MPa
0.5σcon =0.01829×2551.9÷2×0.5+0.08=11.74MPa
1.0σcon =0.01829×2551.9÷2×1.0+0.08=23.41MPa
16m空心板梁边梁16φs15.2钢绞线其设计张拉控制力为2916.5KN.
一、12161#液压式张拉机
（1）压力表1911992
P=0.01740F-0.32
0.25σcon =0.01740×2916.5÷2×0.25-0.32=6.02MPa
0.5σcon =0.01740×2916.5÷2×0.5-0.32=12.37MPa
1.0σcon =0.01740×2916.5÷2×1.0-0.32=25.05MPa
（2）压力表1#
P=0.01774F+1.01
0.25σcon =0.01774×2916.5÷2×0.25+1.01=7.47MPa
0.5σcon =0.01774×2916.5÷2×0.5+1.01=13.94MPa
1.0σcon =0.01774×2916.5÷2×1.0+1.01=26.88MPa
二、2#液压式张拉机
（1）压力表1911907
P=0.01715F+0.22
0.25σcon =0.01715×2916.5÷2×0.25+0.22=6.47MPa
0.5σcon =0.01715×2916.5÷2×0.5+0.22=12.72MPa
1.0σcon =0.01715×2916.5÷2×1.0+0.22=25.23MPa
（2）压力表1811417
P=0.01829F+0.08
0.25σcon =0.01829×2916.5÷2×0.25+0.08=6.74MPa
0.5σcon =0.01829×2916.5÷2×0.5+0.08=13.41MPa
1.0σcon =0.01829×2916.5÷2×1.0+0.08=26.75MPa