箱梁张拉计算.doc

前洼大桥箱梁预应力张拉数值计算及压浆方案

一、 相关参数
σ k—预应力钢束的平均张拉力（MP）；
σ—预应力钢束张拉端锚下张拉力（MP）；
L—预应力钢束的长度（m）；
Ay—每个孔道预应力钢束的截面面积（mm2），取检验值；
Ey—钢绞线的弹性模量（N/mm2），取试验值；
k—孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数，对于金属波纹管按施工图取0.0015；
x—从张拉端锚下到计算截面的孔道长度（m），取计算值；
θ—从张拉端锚下至计算截面曲线孔道部分切线夹角之和（rad）；
μ—预应力钢束与孔道壁的摩擦系数, 对于金属波纹管按施工图取0.25。
部分预应力组合箱梁张拉使用钢材为低松驰、高强度的预应力钢绞线，单根钢绞线直径为φj15.24mm，钢绞线面积A=140mm2，标准强度fpK=1860Mpa，弹性模量为Ep=1.95×105Mpa，张拉锚下控制应力为σ=0.75fpk=1395Mpa。
二、各束钢绞线张拉时相关值计算如下：
1、理论伸长值（计算至油顶后端）
① 钢绞线平均张拉应力：
σ k = σ*［1-e- （Kl+μθ）］/（Kl+μθ ）
② 理论伸长值：
ΔL= （σ k*L ）/（Ay*Eg）
（L 值为钢绞线在箱梁内部长度）
根据钢绞线检测报告，Eg=1.95×105Mpa。
以中跨箱梁N1 钢束为例，计算如下：
l=L/2= (3086-130)/2=14.78m
θ= ==0.0927rad
kl+μθ=0.0015×14.78+0.25×0.0927=0.04534553
σ k /σ =（1-e-0.04534553）/0.04534553=0.977666
ΔL=(0.977666*1395*14.78*100/1.95*105)*2=20.7cm
2、实际张拉力控制
控制张拉力为在锚固点下的力，故张拉时千斤顶实际张拉力为：
5 束：P5=5×1395×140=976.5KN
4 束：P4=4×1395×140=781.2KN
实际张拉时以油表读数控制张拉力，初应力σ0 为最终张拉力的10%。
3、实际伸长值计算：
ΔL 实=ΔL1+ΔL2 －C (根据规范，不考虑混凝土构件弹性压缩值)
ΔL1—从初应力至最大张拉应力之间的实测伸长值；
ΔL2—初应力σ0(10%σ)时推算伸长值；
C — 力筋回缩和锚具变形值，对于每端夹片式锚具按规范取6mm；
4、张拉程序：
0 → 10%σ→ 20%σ→ 100%σ→ 103%σ持荷2min→ 锚固
预应力钢束张拉数值计算表（一）

钢束编号
Eg
（MPa）
k
μ
θ(rad)
箱梁
内钢
绞线
长度
(m)
L(m)
Kl+μθ
σ k /σ
ΔL
(cm)
中跨
N1
1.95×105
0.0015
0.25
0.0927
29.56
14.78
0.04534553
　0.977666
　20.7
N2
1.95×105
0.0015
0.25
0.0927
29.591　
14.795
0.04536803
　0.977655
　20.7
N3
1.95×105
0.0015
0.25
0.0927
29.623
14.812
0.04539353
　0.977643
　20.7
N4
1.95×105
0.0015
0.25
0.03978
29.401
14.701
0.031996375
　0.984171
　20.7
边跨
N1
1.95×105
0.0015
0.25
0.0927
29.616
14.808
0.04538753
　0.9776457
　20.7
N2
1.95×105
0.0015
0.25
0.0927
29.626
14.813
0.04539503
　0.977745
　20.7
N3
1.95×105
0.0015
0.25
0.0927
29.635
14.818
0.04540253
　0.9776384
　20.7
N4
1.95×105
0.0015
0.25
0.03978
29.501　
14.751
0.03207138
　0.9841344
　20.8
三、油表读数计算
1、YDC1500型千斤顶，编号090701#；油表编号为746#。其线性一次回归方程为：
P=-0.5647+0.0.0315*N（Mpa ）
式中：P——油表读数，单位为Mpa；
N——千斤顶的张拉力，单位为KN；
（1）OVM15-4锚孔：控制张拉力N=1395×140×4=781.2KN
油表读数: P103%=(-0.5647+781.2×0.0315）×1.03=24.76Mpa
P100%=(-0.5647+781.2×0.0315）×1.0=24.04Mpa
P20% =(-0.5647+781.2×0.0315)×0.2=4.81Mpa
P10%=(-0.5647+781.2×0.0315)×0.1=2.40Mpa
（2）OVM15-5锚孔：控制张拉力N=1395×140×5=976.5KN
油表读数: P103%=(-0.5647+976.5×0.0315）×1.03=31.11Mpa
P100%=(-0.5647+976.5×0.0315）×1.0=30.20Mpa
P20% =(-0.5647+976.5×0.0315)×0.2=6.04Mpa
P10% =(-0.5647+976.5×0.0315)×0.1=3.02Mpa
2、YDC1500型千斤顶，编号090702#；油表编号为749#。其线性一次回归方程为：
P=-0.4058+0.0.0318*N（Mpa ）
式中：P——油表读数，单位为Mpa；
N——千斤顶的张拉力，单位为KN；
（1）OVM15-4锚孔：控制张拉力N=1395×140×4=781.2KN
油表读数: P103%=(-0.4058+781.2×0.0318）×1.0=25.17Mpa P100%=(-0.4058+781.2×0.0318）×1.0=24.44Mpa
P20% =(-0.4058+781.2×0.0318)×0.2=4.89Mpa
P10%=(-0.4058+781.2×0.0318)×0.1=2.44Mpa
（2）OVM15-5锚孔：控制张拉力N=1395×140×5=976.5KN
油表读数: P103%=(-0.4058+976.5×0.0318）×1.0=31.57Mpa
P100%=(-0.4058+976.5×0.0318）×1.0=30.65Mpa
P20% =(-0.4058+976.5×0.0318)×0.2=6.13Mpa
P10% =(-0.4058+976.5×0.0318)×0.1=3.06Mpa

（边跨梁）

钢束编号
每根长度（mm）
钢绞线直径（cm）
钢绞线根数
张拉吨位（KN）
理论伸长值（cm）
10%
20%
100%
103%

N1

30916
15.24
5
97.65
195.3
976.5
1005.795
20.7

N2

30926
5
97.65
195.3
976.5
1005.795
20.7
N3
30935
4
78.12
156.24
781.2
804.6
20.7
N4
30801
4
78.12
156.24
781.2
804.6
20.8
压力表读数
N1
N2

油表：746#
2.40
4.81
24.04
24.76
千斤顶号：090701#
油表：749#
2.44
4.89
24.44
25.17
千斤顶号：090702#
N3
N4
油表：746#
3.02
6.04
30.20
31.11
千斤顶号：090701#
油表：749#
3.06
6.13
30.65
31.57
千斤顶号：090702#
张拉顺序：N1 N3 N2 N4

（中跨梁）

钢束编号
每根长度（cm）
钢绞线直径（cm）
钢绞线根数
张拉吨位（KN）
理论　伸长值（cm）
10%
20%
100%
103%
N1
3086
15.24
4

78.12

156.24
781.2
804.6
20.7
N2
3089
20.7
N3
3092
20.7
N4
3070
20.7
压力表读数
油表：746#
2.40
4.81
24.04
24.76
千斤顶号：090701#
油表：749#
2.44
4.89
24.44
25.17
千斤顶号：090702#
张拉顺序：N1 N3 N2 N4

四、孔道压浆
孔道压浆主要有两个目的：一是保护钢绞线不生锈，延长结构使用年限，所以压浆要饱满、密实；二是作为媒介，在钢绞线松弛后，向梁体传递一部分应力，所以规范要求压浆最终强度不得低30MPa。
预应力钢束张拉后，用手动砂轮锯（严禁使用气焊或电弧焊）将端头多余的钢绞线切除，保证钢绞线外露长度不小于3cm，然后堵塞锚固端力筋的空隙，准备进行孔道压浆。
1水泥浆的技术要求
（1）水泥浆设计强度为50MPa（70.7mm×70.7mm×70.7mm立方体试件）。
（2）水灰比宜为0.40～0.45，掺入适量减水剂时，水灰比可减小到0.35左右。
（3）水泥浆的泌水率最大不得超过3%，拌和后3h泌水率宜控制在2%，泌水应在24h重新全部被浆吸回。
（4）水泥浆中可掺入适量的膨胀剂，自由膨胀率应小于10%，一般采用UEA（铝酸钙）或钙矾石做膨胀剂。
（5）水泥浆稠度宜控制在14-18S。
（6）水不应含有对预应力筋或水泥有害的成分。
（7）外加剂采用具有低含水量、流动性好、最小渗出等特性，不得含有对预应力筋或水泥有害的化学物质。
（8）水泥的强度等级不得小于42.5级，水泥不得含有任何团块。
（9）水泥浆自拌制到压入孔道的延续时间，一般在30-45min范围内。
（10）水泥浆在使用前和压注过程中应连续搅拌，对于因延迟使用所致的流动度降低的水泥浆，不得通过加水来增加其流动度。
2压浆顺序
压浆顺序为先下后上，压浆应缓慢、均匀地进行，不得中断。压浆前必须对孔道进行清洁处理。具体做法：利用锚垫板上的压浆孔向孔道内注入清水，直至另一端出来的水中不含有铁锈等污物时为止。冲洗后，使用不含油的压缩空气将孔道内的所有积水吹出，最后吹出的水呈雾状。
3压浆
压浆使用活塞式压浆泵，不得压入空气。压注时保持0.5~0.7MPa（一次压浆最大压力宜为1.0MPa）的压力从一端压入，压浆速度一般为5~15m/min，当孔道另一端饱满出浆，并达到与原浆稠度相同的水泥浆时关闭出浆口，保持不小于0.5MPa稳压期（持压不小于2min）关闭进浆口。
压浆过程中及压浆后48h内，结构混凝土的温度不得低于5°C，否则应采取保温措施；当气温高于35°C时，压浆宜在夜间进行。

附件：千斤顶标定检测报告