熊渡电站大桥负弯矩张拉计算书.doc

目录
一、编制依据 2
二、张拉前的准备 2
三、张拉方案 3
1、施工工艺流程 3
2、下料 3
3、布管 3
4、穿束 3
5、安装锚垫板及夹片 4
6、安装限位板、千斤顶、工具锚垫板、夹片 4
7、负弯矩钢绞线张拉 4
9、封锚 5
四、相关张拉参数和计算公式 5
1、张拉控控制力及对应油表数值 6
2、伸长量计算： 6
六、安全措施 10
七、张拉过程中易出现的问题及控制措施 10

熊渡电站大桥负弯矩张拉计算书
一、编制依据
1、 JTG/T F50—2011《公路桥涵施工技术规范》；
2、 宜都陆城至五峰渔洋关一级公路改建工程两阶段施工图设计第4合同段（K26+770～K28+700）第三册；
3、 宜都陆城至五峰渔洋关一级公路改建工程第4合同段《桥梁通用图》先简支后结构连续预应力混凝土T梁；
二、张拉前的准备
1、施工材料
（1） 预应力钢绞线采用φ15.2高强度低松弛钢绞线，抗拉强度标准值fpk=1860MPa，。钢绞线出厂时附有质量证明书，并在每卷上挂有标牌，进场时进行检查：
a、外观检查，其表面不得有裂纹、机械损伤、油渍等。
b、力学性能试验，从每批钢绞线中任抽取5%卷（不少于3卷）的钢绞线，各取一个试样进行拉伸试验。如有一项试验结果不符合GB/T5224-95标准的要求，则该卷钢绞线为不合格品；并加倍取样复验。如仍有一项不合格，则该批钢绞线判为不合格品或每卷检验，取用合格品。
c、钢绞线进场存放时应防止雨淋，钢绞线原包装都有防潮措施，如包装损坏而裸露，则应用塑料布盖好。
（2）预应力锚具出厂时附有质量证明书，使用前应进行外观及尺寸检查，并抽取进行硬度试验。使用过程中应检查夹片有无裂纹及齿形有无异样，不合格品不得使用。锚具应存放于干燥房间的包装箱内。
波纹管进场时，应进行外观检查，表面无油污、无孔洞及无折皱，咬口无开裂、无脱
扣等才算合格；本项目采用金属波纹管，内径为5.5cm，波纹管要核实内径后，方可进场。
2、机械准备情况
（1）油泵采用2台，千斤顶采用2个，对方配对的压力表2个。
（2）UB3灌浆泵1台，NPX100灰浆搅拌机1台。
（3）其它设备：大砂轮切割机1台，小砂轮切割机2台，11KW电焊机2台等。
（4）准备相关手工工具2套。
张拉设备应定期进行标定，一个千斤顶只允许对应一个压力表，不允许随意使用压力
表，而且压力表必须定期进行标定，当出现以下情况之一必须标定：
① 修理千斤顶积油泵之后；
② 改变千斤顶积油泵的组合时；
③ 计算值与实测值两者相差悬殊时（大于+6%）；
④ 长期中断作业，重新开始张拉时（使用半年或张拉200片梁体）；
三、张拉方案
张拉时以张拉力值为控制，以伸长值进行校核，实际伸长值与理论伸长值的差值应符合设计要求，设计无规定时，实际伸长值与理论伸长值应控制在6%以内，否则应暂停张拉，待查明原因并采取措施调整后，方可继续张拉。
1、施工工艺流程
清孔→穿束→安装锚垫板、夹片、限位板→安装千斤顶、工具锚垫板、夹片→负弯矩钢绞线张拉→孔道压浆。
2、下料
（1） 用型钢做成框架把成卷的钢绞线夹紧，找出钢绞线的内圈线头，把线头抽出，人工在前面拉，开始放钢绞线；
（2） 用50米长的钢尺量好下料长度，用粉笔做记号；
（3） 用砂轮切割机切断；
（4） 钢绞线下料场地应干净，并防止沾染污泥、油脂等，下料长度误差控制在±10cm。
（5） 下好料的钢绞线按筋束位置编好束，以防钢绞线打绞，如不能立即穿束，则需用防水雨布盖好。
（6） 下料长度=钢束设计长度+2倍张拉端操作长度+下料误差；
3、布管
（1） 配好每号管道的波纹管接头管数量；
（2） 用直径大3mm同型的波纹管作接头管，用胶纸密封接头处，因为要浇注墩顶现浇连续段，所以密封十分重要，以防止在浇注现浇连续段时发生渗漏。
4、穿束
负弯矩孔道狭小，穿束困难。穿束工作在墩顶纵接头混凝土浇筑前进行，将钢绞线端头位置合拢，并用胶带纸缠紧，以利于穿束通过，通过后检查钢绞线是否有交叉现象，并理顺，防止张拉时因钢绞线交叉造成应力集中。
5、安装锚垫板及夹片
当墩顶混凝土强度及龄期达到设计规定要求后，开始准备张拉工作，安装锚垫板及夹片，将工作锚垫板自钢绞线端部套在钢绞线上并推至喇叭管处，对中固定，安装完锚垫板后应保证钢绞线外露50cm工作长度；夹片安装，
先用胶圈把每付夹片箍在一起，然后沿钢绞线将其推入锚板的锥孔中，用手推不动为止，再用钢管捣实。
6、安装限位板、千斤顶、工具锚垫板、夹片
在此过程中应注意同轴对中。
7、负弯矩钢绞线张拉
钢绞线采用单根两端对称张拉，预应力施加顺序：
T梁预应力筋的张拉顺序符合规范要求，张拉控制为:0—初应力(10%δcon)— 20%δcon—100%δcon—103%δcon（持荷2min锚固），以油表读数为依据，以钢束伸长值作校对。按如下程序张拉钢绞线：
a、T梁张拉控制应力σk＝0.75fpk＝1395Mpa。
b、、张拉至0.1σk，在量取千斤顶伸缩量，此时长度记为L1；
c 、继续开启油泵，缓慢加荷至0.2σk，测伸长量L2（L2减去L1为10%—20%的伸长量长度）；继续开启油泵，缓慢加荷至1.0σk，测量伸长量L3；继续开启油泵，缓慢加荷至1.03σk，保持张拉力，持荷2分钟，测伸长量L4，然后回油锚固；
d、钢绞线张拉完毕后，L=L4+L2-2L1；
8、孔道压浆
孔道压浆宜采用水泥浆，水泥浆强度不低于50Mpa，水泥浆的技术要求如下：水灰比宜为0.4～0.45，水泥浆的泌水率最大不超过3﹪，拌合后3h的泌水率控制在2﹪，水泥浆的稠度宜控制在14～18s之间。
压浆前，应对孔道清洁处理。波纹管道必要时应冲洗以清除有害材料对孔道内可能发生的油污等，可采用对预应力筋和管道无腐蚀作用的中性洗涤剂或皂液，用水稀释后进行冲洗。冲洗后，应使用不含油的压缩空气将孔道内的所有积水吹出。并观察有无串孔，如有串孔几孔应同时压浆。
水泥浆拌制至入孔道的延续时间，视气温情况而定，一般在30～45min范围内。水泥浆在使用前和压注过程中应连续搅拌。对于因延迟使用所导致流动度降低的水泥浆，不得通过加水来增加其流动度。
压浆顺序宜先压注下层孔道。压浆应缓慢、均匀地进行，不得中断，压浆采用活塞式压浆泵，压浆的最大压力为0.5～0.7Mpa；压浆应达到另端饱满和出浆，出浆的稠度应与规定稠度相同的水泥浆为止；为保证管道注满水泥浆，关闭出浆口后，应保持不小于0.5Mpa的一个稳定期，这个稳定期不宜小于2min。水泥浆凝固10分钟后，方可拆除止浆嘴。
压浆过程中及压浆后48h内，结构物温度不得低于5℃，当气温高于35℃，压浆工作应在夜间进行。压浆后应及时检查压浆的密实度，如有不密实及时处理和纠正；压浆时，每一工作班取不小于3组试件，标准养护28d，检查其抗压强度，作为评定水泥浆质量的依据。
9、封锚
（1）孔道压浆后应立即将水泥浆冲洗干净，同时清除支承垫板、锚具及端面砼的污垢。
（2）封锚在压浆后进行。封锚砼应仔细操作并认真插捣，务使锚具处的砼密实。
（3）封锚防锈处理：在钢绞线的两端用环氧砂浆封闭，不使水分渗入。
四、相关张拉参数和计算公式
1、 预应力钢绞线张拉理论伸长量的计算公式
伸长量计算公式：ΔL=（PpX）/（AyEy ）
式中: ΔL——预应力筋的张拉理论伸长量
Pp——预应力筋的平均张拉力(N)
X——预应力筋的长度（mm）
Ay——钢绞线截面面积（mm2）
Ey——钢绞线弹性模量（N/mm2）
2、 预应力筋的平均张拉力的计算公式
平均力计算公式：Pp=Pq(1-e-(kx+ μθ))/(kx+μθ)
式中：Pp——预应力筋平均张拉力（N）
Pq——分段起点力(N)；
X——预应力钢铰线的计算长度（m）；
θ——从张拉端到计算截面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影响系数取0.0015；
μ——预应力筋与孔道壁的摩擦系数取0.15。
3、 预应力张拉端的张拉计算
预应力张拉端得张拉力按照钢绞线锚下控制应力计算
P=fpk×0.75×Ag×n
式中：fpk——钢绞线抗拉标准强度，fpk=1860Mpa；
Ag——钢绞线截面积，Ag=140mm2；
n——钢绞线的股数。
五、张拉控制力及钢绞线伸长量计算
1、张拉控控制力及对应油表数值
负弯矩张拉均采用两端单根钢绞线对称张拉，即边梁N1，N2钢绞线及中梁N1钢绞线采
用5*ΦS15.2,中梁N2钢绞线采用4*ΦS15.2,张拉时均采用单根钢绞线两端对称张拉，故单根钢绞线控制拉力F控＝0.75*1860*139＝193905N=193.905KN
a、当采用液压千斤顶（型号QYC270A，出厂编号12404)，液压千斤顶油表校准方程为X=0.222y+0.5431 (y表示力值，单位KN；x表示油压，单位Mpa）。千斤顶张拉力值及对应力值油表读数如下表所示。
张拉力值
10%F控
20%F控
50%F控
100%F控
103%F控
液压千斤顶力值Y（KN）
19.39
38.78
96.95
193.91
199.72
油表读数X（MPa）
4.85
9.15
22.07
43.59
44.88
b、当采用液压千斤顶（型号QYC270A，出厂编号12405），液压千斤顶油表校准方程为X=0.2212y+0.5186 (y表示力值，单位KN；X表示油压，单位Mpa）。千斤顶张拉力值及对应力值油表读数如下表所示。
张拉力值
10%F控
20%F控
50%F控
100%F控
103%F控
液压千斤顶力值（KN）
19.39
38.78
96.95
193.91
199.72
油表读数（MPa）
4.81
9.10
21.96
43.41
44.70

2、伸长量计算：
预应力钢铰线用应力控制方法张拉时，应以伸长量值进行校核，实际伸长量与理论伸长量差应控制在6%以内，否则应暂停张拉,待查明原因并采取措施工加以调整后，方可继续张拉。
伸长量计算公式：ΔL=（PpX）/（AyEy ）
式中: ΔL——预应力筋的张拉理论伸长量
Pp——预应力筋的平均张拉力(N)
X——预应力筋的长度（mm）
Ay——钢绞线截面面积（mm2）
Ey——钢绞线弹性模量（N/mm2）
钢绞线理论伸长量根据上述公式计算如下表：
11

二、负弯矩钢绞线张拉计算表

N1（边梁、中梁）
张拉控制应力：P=0.75*1860*139*5*1.03=998610.75N　

编号
x(m)
θ
Kx+μθ
e-(kx+μθ)
1-e-(kx+μθ)
起点力Pq(N)
Pp(N)
终点力Pz(N)
ΔL(m)
AB
0.5
0
0.00075
0.999250281
0.000749719
998610.8
998236.4
997862.0
0.00368
BC
0.451
0
0.0006765
0.999323729
0.000676271
997862.0
997524.5
997187.1
0.00332
CD
0.628
0.10466667
0.027108667
0.973255475
0.026744525
997187.1
983792.2
970397.3
0.00456
DE
8.924
0
0.013386
0.986703194
0.013296806
970397.3
963931.3
957465.3
0.06347
D1E1
8.924
0
0.013386
0.986703194
0.013296806
970397.3
963931.3
957465.3
0.06347
C1D1
0.628
0.10466667
0.027108667
0.973255475
0.026744525
997187.1
983792.2
970397.3
0.00456
B1C1
0.451
0
0.0006765
0.999323729
0.000676271
997862.0
997524.5
997187.1
0.00332
A1B1
0.5
0
0.00075
0.999250281
0.000749719
998610.8
998236.4
997862.0
0.00368
单端伸长量(米）：△L=
0.07135
两端伸长量和（米）＝
0.14270 (不含两端工作段长度的伸长量）

N2（边梁）
张拉控制应力：P=0.75*1860*139*5*1.03=998610.75N

编号
x(m)
θ
Kx+μθ
e-(kx+μθ)
1-e-(kx+μθ)
起点力Pq(N)
Pp(N)
终点力Pz(N)
ΔL(m)
AB
0.5
0
0.00075
0.999250281
0.000749719
998610.8
998236.4
997862.0
0.00368
BC
0.451
0
0.0006765
0.999323729
0.000676271
997862.0
997524.5
997187.1
0.00332
CD
0.628
0.10466667
0.027108667
0.973255475
0.026744525
997187.1
983792.2
970397.3
0.00456
DE
4.424
0
0.006636
0.99338597
0.00661403
970397.3
967184.6
963972.0
0.03157
D1E1
4.424
0
0.006636
0.99338597
0.00661403
970397.3
967184.6
963972.0
0.03157
C1D1
0.628
0.10466667
0.027108667
0.973255475
0.026744525
997187.1
983792.2
970397.3
0.00456
B1C1
0.451
0
0.0006765
0.999323729
0.000676271
997862.0
997524.5
997187.1
0.00332
A1B1
0.5
0
0.00075
0.999250281
0.000749719
998610.8
998236.4
997862.0
0.00368
单端伸长量(米）：△L=
0.03945
两端伸长量和（米）＝
0.07890 (不含两端工作段长度的伸长量）
N2（中梁）
张拉控制应力：P=0.75*1860*139*4*1.03=798888.6N

编号
x(m)
θ
Kx+μθ
e-(kx+μθ)
1-e-(kx+μθ)
起点力Pq(N)
Pp(N)
终点力Pz(N)
ΔL(m)
AB
0.5
0
0.00075
0.999250281
0.000749719
798888.6
798589.1
798289.6
0.00368
BC
0.451
0
0.0006765
0.999323729
0.000676271
798289.6
798019.6
797749.7
0.00332
CD
0.628
0.10466667
0.027108667
0.973255475
0.026744525
797749.7
787033.7
776317.8
0.00456
DE
4.424
0
0.006636
0.99338597
0.00661403
776317.8
773747.7
771177.6
0.03157
D1E1
4.424
0
0.006636
0.99338597
0.00661403
776317.8
773747.7
771177.6
0.03157
C1D1
0.628
0.10466667
0.027108667
0.973255475
0.026744525
797749.7
787033.7
776317.8
0.00456
B1C1
0.451
0
0.0006765
0.999323729
0.000676271
798289.6
798019.6
797749.7
0.00332
A1B1
0.5
0
0.00075
0.999250281
0.000749719
798888.6
798589.1
798289.6
0.00368
单端伸长量(米）：△L=
0.03945
两端伸长量和（米）＝
0.07890 (不含两端工作段长度的伸长量）

六、安全措施
（1） 预应力筋下料时应防止钢绞线弹出或砂轮片飞出伤人。
（2） 要检验千斤顶、油压表是否已标定，如果没有进行技术标定是绝对不能进行施工的。
（3） 检查油压表是否有效，如果油压表控制效果不好，也是不能进行张拉施工。
（4） 检验锚具是否合格，或者缺齿、烂边这种现象也是不能进行张拉。
（5） 在张拉过程中，为安全起见，预制梁（板）张拉的两端头，一定要用较坚实的钢板和其它挡板挡住，以免锚头，锚锁打滑而伤人或物，千万注意张拉前方不能站人。
（6） 预应力施工工人进入工地应戴安全帽；高空作业应有稳固的平台，必须系安全带。
（7） 张拉完毕的钢绞线束，张拉端锚具夹片严禁敲打。
（8） 压浆人员必须戴防护眼镜，以免灰浆喷出时射伤眼睛。
（9） 张拉成功以后，必须及时注浆，注浆要有一定的压力，把整个孔道注满水泥浆，使钢绞线有全负荷的效果，不能的话，钢绞线的应力就受到影响。
七、张拉过程中易出现的问题及控制措施
1、容易出现问题的原因分析及控制措施
预应力钢绞线束张拉时，为达到设计的预期有效应力值，要求采用张拉力控制、伸长值校核的双控措施，当实际张拉力达到设计张拉力时，实际伸长值的偏差应在－６％～＋６％范围内，且每束钢绞线滑丝或断丝数控制为１丝、每一截面的滑丝或断丝率不得大于该截面总钢丝数的１％。在钢绞线长束张拉与锚固时，由于各种原因，容易出现的问题主要有：个别钢绞线滑丝、断丝；随着钢绞线束长度的不断增加，实际伸长值偏差呈现由正值向负值变化的趋势，束长越大，负偏差值也越大，甚至超过了－６％的允许负偏差。
2、滑丝的原因及处理
钢绞线滑丝的原因较多，究其原因一般有：钢绞线黏附有油污、泥砂或灰浆；钢绞线碰到了电焊火花或者作电焊机导线用，致使其力学性能改变，锚具夹片受热后失锚；夹片与锚板的锚孔之间有灰尘或其他夹杂物；喇叭管内有毛刺或混凝土残渣；限位板的限位槽深度大；喇叭管末端与波纹管存在折角，两者连接不顺直；锚板、夹片硬度不足不匀产生变形；卸荷回油过快过猛。
滑丝一般在锚固时或锚固后２０ ｍｉｎ内发生，有时在张拉过程中或张拉结束后半天至一天内发生。张拉完成后应及时从钢绞线上标示的醒目标记或锚固前后的钢绞线外露长度，判断钢绞线是否出现了滑丝，如发现整体滑丝，应更换工具锚夹片或限位板，再对钢绞线束进行补张拉，如果回缩量比较大，很可能工作锚夹片的性能不合要求或受到了损伤，需对钢束作退锚处理，查明原因后装上新的工作锚夹片再重新张拉。如有个别钢绞线发生了滑丝，则采用单根张拉千斤顶进行补张拉，或退锚处理后装上新的工作锚夹片重新张拉到位。
3、断丝的原因及处理
钢绞线断丝的发生，一般原因有：钢绞线材质不均匀或严重锈蚀；钢绞线碰到了电焊火花或者作电焊机导线用，其力学性能发生变化；锚孔附近钢绞线交叉严重；锚具偏离锚垫板止口，钢绞线偏中，或喇叭管末端与波纹管存在较大的折角，致使个别钢丝应力集中；夹片硬度与钢绞线不匹配；张拉机具未按规定校验，或油压表失灵，造成拉力过大。
断丝发生后，常用的处理方法：一是提高其他钢绞线的控制张拉力作为补偿；但需注意任何情况下最大张拉应力不得超过钢绞线极限抗拉强度标准值的０．８倍。二是换束，即对断丝钢束卸荷、退锚、换束，重新张拉至设计应力值。