预应力箱梁张拉计算_secret.doc

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预应力箱梁张拉计算
一、工程概况：
xx省xx绕越高速公路xx段定林路分离立交桥第一、三、五联采用现浇施工工艺，第二、四联采用预制安装技术，全桥所有钢绞线张拉都采用后张法进行。全桥分为左右两幅，左幅为变宽（16.85~22.840m）,右幅宽度均为16.85m。桥型左幅采用单箱4室，右幅采用单箱3室，桥面宽度：0.5m(防撞护栏)+15.25m(桥面净宽)+1.1m（波形护栏），地震峰值加速度为0.1g，相应地震烈度为Ⅶ度，桥梁按Ⅶ度设防。设计速度120公里/小时。
预应力钢绞线采用GB/T5224-2003标准生产的高强度、低松弛钢绞线，钢绞线种类1×7公称直径Φs15.2，公称面积为139mm2，重量1.101kg/m；抗拉标准强度fptk=1860Mpa,松弛率为0.025，弹性模量Ep=1.95×105Mpa。本桥段现浇箱梁采用两端对称的张拉方法，两端分别用编号为456176和156151的500t千斤顶同时进行张拉。
箱梁断面钢绞线布置如下：
图1 箱梁断面钢绞线布置示意图
二、标定油表和张拉力的关系
根据工程需要确定张拉力与油表的对应的关系，由实验室分别对两千斤顶进行标定，得出如下数据对应关系
表1 张拉力与压力表相关对应数据
荷载（KN）
压力表读数Ⅰ（MPa）
压力表读数Ⅱ（MPa）
500
4
4.5
1000
9
10
1500
14
15.5
2000
19.4
20.8
2500
25.6
25.9
3000
30
31
3500
35.5
36.3
4000
41.2
41.5
4500
46.5
46.5
5000
52
52.2
备注：压力表读数Ⅰ表示编号为456176的500t千斤顶，压力表读数Ⅱ表示编号为156151的500t千斤顶

将上述数据用坐标的形式反应在图纸上（如图2）可看出，校核点均匀的分布在一条直线的附近，故可分别将油表Ⅰ、Ⅱ的数据拟合成直线。假设直线方程y=a+bx，其中，y为压力表读数，x为荷载。
图2 压力表与荷载直线关系
根据最小二乘法，系数a、b的计算关系分别如下，

n----数据个数
将表1中数据带入上式得
油压表Ⅰ、Ⅱ的系数a、b分别为：0.0105、-1.173和0.0105、-0.314则压力表Ⅰ和压力表Ⅱ的曲线拟合后为：y=0.0105x-1.173和y=0.0105x-0.314
三、钢绞线张拉时油表示数
钢绞线张拉控制应力σk=0.75×fptk=0.75×1860MPa=1395MPa,则张拉力与油表读数为：
1395MPa×139mm2×16=3102.480KN

张拉力（KN）
15%σ
30%σ
50%σ
100%σ
油表读数（MPa）
3.26
8.24
14.89
31.49
油表读数（MPa）
4.43
9.31
15.83
32.12

四、伸长量与预应力筋平均张拉力关系计算
由于全桥现浇段施工方法相同，现对第三联左幅钢绞线后张法张拉计算进行举例说明如下：
由应力σ和应变的基本关系对钢绞线的公式进行推导有：
首先，将应力σ=P/A和应变=ΔL/L分别代入原式得：
（1）
整理后可得，
（2）
考虑到钢绞线在张拉过程中，孔道摩阻影响，钢绞线平均应力有所损失。钢绞线平均应力为
（3）
P为钢绞线张拉端应力，代入（2）式得，
（4）

对整片梁则有，
（5）

式中：——张拉力（N）；
L——预应力筋的长度（mm）；

Ap——预应力筋的截面面积（mm2）；
Ep——预应力筋的弹性模量（N/ mm2）；
K----孔道每延米局部偏差对摩擦的影响系数；
----预应力束与管道壁的的摩擦系数；
----从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和。（rad）
最后计算钢绞线实际伸长值与理论伸长值偏差应在±6%范围内。
五、结语
本文仅就理论计算进行阐述，在实际的钢绞线张拉施工过程中还应考虑多方面的因素，如锚具夹片的配套，夹片的齿纹，钢绞线是否生锈，钢绞线的回缩等等。