20m空心板梁预应力张拉计算书课件.doc

连江粗芦岛环岛公路塘下至后一段工程

后张法20m空心板梁

预应力张拉方案及计算书

编制：

中核西北建设集团有限公司
二0一四年五月二十日
目 录
一、张拉条件 1
二、张拉方法 1
三、张拉程序 1
四、锚具、钢绞线 1
五、钢绞线的穿束 1
六、千斤顶、油表 1
七、张拉操作 1
八、实际伸长量的计算和测量 2
九、伸长率的计算 2
十、预应力钢束的封头 2
十一、施加预应力的注意事项 2
十二、根据标定报告计算出压力表读数和张拉力对照表 2
十三、钢绞线伸长量计算 3
十四、孔道压浆 5
十五、安全措施 6
十六、预应力施工人员和机具统计表 6

后张法20m空心板梁预应力张拉方案及计算书
一、张拉条件
砼强度达到设计强度90%以上，并且浇注不少于14天后方可进行张拉。
二、张拉方法
所有钢绞线均采用两端对称张拉，张拉采用以张拉力控制为主，以伸长量做校验，实际伸长量与理论伸长量的误差控制在6%以内。如发现伸长量异常应停止张拉，查明原因。
三、张拉程序
0→初应力（10%）→20%应力→1.0应力（持荷2min）后锚固，张拉顺序为：
20m简支梁张拉顺序为：N1→N2→N3，钢束应对称逐步加载张拉；
四、锚具、钢绞线
本工程采用YM15系列锚具。钢绞线采用15.2mm钢绞线。锚具和钢绞线均由厂家出具产品检验书，并送有关检测单位进行效验。
五、钢绞线的穿束
钢绞线采用人工编束后，由人工进行穿入，钢绞线采用切割机切断。
预应力钢束明细表，如下:
20m空心板梁预应力钢束明细表
板位
钢束
编号
参数
计算长度
（cm）
下料长度
（cm）
延伸量
（mm）
束数
预应力钢
束共长（M）
张拉端
锚具（套）
波纹管
总长（M）
板
1
m=5
1966
2086
128.8
2
41.7
5*15-4

117.7
2
m=5
1961
2081
130.2
2
41.6
5*15-4
3
m=5
1958
2078
132.6
2
41.6
5*15-4
六、千斤顶、油表
均经有关检测单位标定，千斤顶的工作架由钢管焊接而成，升降采用倒链进行抬升。
七、张拉操作
采用富阳市宏盛仪表厂生产的预应力智能张拉系统进行张拉。千斤顶张拉进油升压必须缓慢、均匀、平稳，回油降压时应缓慢松开油阀，并使油缸回程到底。梁端张拉工每张拉到整数时举手示意保持两端千斤顶力争同步工作。
八、实际伸长量的计算和测量
初应力数值到达后，应在预应力钢束的两端精确的标以记号，预应力钢束的伸长量从记号起量，张拉力和伸长量的读数应在张拉过程中分阶段读出。
△L=△L1+△L2；
△L1----从初始拉力至最大张拉力之间的实际伸长量；
△L2----初始拉力是的推算伸长量（相邻级的伸长度）；
九、伸长率误差的计算
（实测伸长量-理论伸长值）/理论伸长值×100%，张拉过程中该误差应小于6%。
十、预应力钢束的封头
张拉工序完成后经监理工程师同意后，对外露钢绞线进行切割，锚固后的外露长度必须满足10-50mm的要求。封头必须将锚具及夹片缝隙填塞紧，确保压浆质量。
十一、施加预应力的注意事项
1、钢束中的每一根钢绞线应从相对应的锚环孔中穿出，不允许出现钢绞线拧筋现象。
2、锚具中心线与孔道中心线重合。
3、张拉机油箱应保持85%的油位，不足时用相投油液补充。
4、连续张拉油泵的千斤顶的油管应保持清洁，连接时要紧密不的漏油。
5、张拉机具出现不正常现象，应重新进行效验。
十二、根据标定报告计算出压力表读数和张拉力对照表
锚下控制力：0.75fpk=0.75×1860=1395Mpa
单根φ15.2钢绞线张拉力=1395×106×1.4×10-4=195300（N）=195.3(KN)
—(140mm2为单根φ15.2钢绞线截面面积)
各线性回归方程详见“千斤顶标定报告”。中梁、边梁各级张拉应力详见下表：

20m预应力空心板梁张拉钢绞线张拉应力计算
千斤顶编号：1# ,油压表编号：0239901
张拉力(x:KN)与油压(y:MPa)回归方程：y=0.0328x+0.36
梁板
类型
钢束编号
钢绞线根数
张拉
阶段
张拉控制力(KN)
油压表
读数
(Mpa)
累 计
理 论
伸长量
(mm)
梁
N1
5
1
10%
186.12
93.06
3.412
12.82
2
20%
186.12
186.12
6.464
25.64
3
100%
186.12
930.6
30.884
128.2
N2
5
1
10%
186.12
93.06
3.412
12.96
2
20%
186.12
186.12
6.464
25.92
3
100%
186.12
930.6
30.884
129.6
N3
5
1
10%
186.12
93.06
3.412
13.2
2
20%
186.12
186.12
6.464
26.4
3
100%
186.12
930.6
30.884
132
千斤顶编号：2# ,油压表编号：0239903
张拉力(x:KN)与油压(y:MPa)回归方程：y=0.0327x+0.49
梁板
类型
钢束编号
钢绞线根数
张拉
阶段
张拉控制力(KN)
油压表
读数
(Mpa)
累 计
理 论
伸长量
(mm)
梁
N1
5
1
10%
186.12
93.06
3.533
12.82
2
20%
186.12
186.12
6.576
25.64
3
100%
186.12
930.6
30.921
128.2
N2
5
1
10%
186.12
93.06
3.533
12.96
2
20%
186.12
186.12
6.576
25.92
3
100%
186.12
930.6
30.921
129.6
N3
5
1
10%
186.12
93.06
3.533
13.2
2
20%
186.12
186.12
6.576
26.4
3
100%
186.12
930.6
30.921
132

十三、钢绞线伸长量计算
PP=P(1-e-(kx+μθ )/（kx+μθ ）
△L=PP×L/AP×EP
PP—预应力筋平均张拉力（N）
P—预应力筋张拉端的张拉力（N）
e—常数（e=2.7183）
k—孔道偏差摩擦系数（取0.0015）
x—从张拉端至计算截面积的孔道长度，正弯矩该长度应加上千斤顶和锚具的工作长度350mm。
μ—孔道摩擦系数（取0.25）
θ—从张拉端至计算截面积曲线孔道部分切线的夹角之和（rad）
L—预应力筋长度（mm）
AP—预应力筋的截面面积（mm2）(取140mm2)
EP—预应力筋的弹性模量（取2.013×105N/mm2）
计算说明：中跨梁两端对称以采用单端计算的方法进行，边跨梁则分别计算。
（kx+μθ）计算：
以上伸长量是标准跨距伸长量，当梁长发生变化时，预应力筋长度是在梁中间直线段调整。故，在计算每片梁理论伸长量时，只需将中间直线段伸长量L3按梁长变化后的直线段长度代入公式计算即可，直线段L1和曲线段L2的伸长量不变。当每束钢绞线中钢绞线根数发生变化时，只是增加张拉力，单根钢绞线伸长量不变。分段详细计算见下表：

20m预应力空心板梁张拉钢绞线理论伸长量计算(N1)
钢绞线
编 号
预应
力筋
分段
预应
力筋
分段
长度
L
(mm)
局部
偏差
对摩
擦的
影响
系数
k
分段中各曲线的切线夹角和θ(rad)

预应力筋
和孔道壁的摩擦系数u
张拉控制力(KN)
预应
力筋
截面
Ap
(mm2)
预应
力筋
弹性
模量
Ep
(N/mm2)
kx+uθ
(x单位:m)
e-(kx+uθ)
分段
起点
张拉
力Pq
(KN)
分段
终点
张拉
力Pz
(KN)
分段
平均
张拉
力P
(KN)
分 段
伸长量
△L(mm)
总伸
长量
(一端)
L(mm)
N1
ab
1034
0.0015
0.0000
0.25
186.12
140
201300
0.001551
0.99845
186.120
185.832
185.976
6.8
64.1

bc
3142
0.0015
0.2094
0.25
186.12
140
201300
0.057063
0.944535
185.832
175.524
180.678
20.1
cd
6002
0.0015
0.0000
0.25
186.12
140
201300
0.018006
0.982155
175.524
173.951
174.738
37.2
钢束图:

附注:1、采用两端同时对称张拉。
20m预应力空心板梁张拉钢绞线理论伸长量计算(N2)
钢绞线
编 号
预应
力筋
分段
预应
力筋
分段
长度
L
(mm)
局部
偏差
对摩
擦的
影响
系数
k
分段中各曲线的切线夹角和θ(rad)

预应力筋
和孔道壁的摩擦系数u
张拉控制力(KN)
预应
力筋
截面
Ap
(mm2)
预应
力筋
弹性
模量
Ep
(N/mm2)
kx+uθ
(x单位:m)
e-(kx+uθ)
分段
起点
张拉
力Pq
(KN)
分段
终点
张拉
力Pz
(KN)
分段
平均
张拉
力P
(KN)
分 段
伸长量
△L(mm)
总伸
长量
(一端)
L(mm)
N2
ab
1205
0.0015
0.0000
0.25
186.12
140
201300
0.001808
0.998194
186.120
185.784
185.952
8.0
64.8

bc
2094
0.0015
0.1396
0.25
186.12
140
201300
0.038041
0.962673
185.784
178.849
182.317
13.5
cd
6856
0.0015
0.0000
0.25
186.12
140
201300
0.020568
0.979642
178.849
177.019
177.934
43.3
钢束图:

附注:1、采用两端同时对称张拉。

20m预应力空心板梁张拉钢绞线理论伸长量计算(N3)
钢绞线
编 号
预应
力筋
分段
预应
力筋
分段
长度
L
(mm)
局部
偏差
对摩
擦的
影响
系数
k
分段中各曲线的切线夹角和θ(rad)

预应力筋
和孔道壁的摩擦系数u
张拉控制力(KN)
预应
力筋
截面
Ap
(mm2)
预应
力筋
弹性
模量
Ep
(N/mm2)
kx+uθ
(x单位:m)
e-(kx+uθ)
分段
起点
张拉
力Pq
(KN)
分段
终点
张拉
力Pz
(KN)
分段
平均
张拉
力P
(KN)
分 段
伸长量
△L(mm)
总伸
长量
(一端)
L(mm)
N3
ab
1894
0.0015
0.0000
0.25
186.12
140
201300
0.002841
0.997163
186.120
185.592
185.976
12.5
66

bc
349.1
0.0015
0.0349
0.25
186.12
140
201300
0.009249
0.990794
185.592
183.883
180.678
2.3
cd
7897
0.0015
0.0000
0.25
186.12
140
201300
0.023691
0.976587
183.883
181.718
182.801
51.2
钢束图:

附注:1、采用两端同时对称张拉。

十四、孔道压浆
预应力钢绞线张拉后，10h-14d内应尽快组织压浆。压浆所用的水、水泥、外加剂等均由实验室确定并符合设计和规范要求。压浆前对孔道进行清洁处理，并用压缩空气清理。水泥浆在使用前和压入过程中要连续搅拌，不得通过加水来提高水泥浆因延迟所减低的流动度。压浆采用活塞式压浆泵。直至另一端饱满出浆并与规定稠度相同为止。为保证管道中充满灰浆，关闭出浆口后，应保持不小于0.5Mpa的一个稳定期时间不少于2分钟。每片梁均要制取3组压浆试件，标准养护28天，来测定水泥浆质量。压浆完成后，对需封锚边梁应立即将锚具周围冲洗干净，并对梁端砼凿毛，然后按设计浇注封端砼。当水泥浆强度达到设计要求后，方可进行移梁和架梁。

十五、安全措施
1、施工前对所有施工工作人员进行必要培训，使之掌握安全操作所需的知识和技能。
2、量测预应力筋的伸长值，应停止开动千斤顶。
3、在高压油管的接头应加强防护套，以防喷油伤人。
4、张拉时安排人专门统一指挥。
5、张拉两端严禁站人，张拉由专人负责。

十六、预应力施工人员和机具统计表
1、预应力施工人员
序号
名称
姓名
职务
备注
现场管理人员如下：
1.
项目负责人

2
项目技术负责人

3
现场施工负责人

4
现场技术负责人

2.张拉设备
主要机械设备表
序号
名 称
型 号
数 量
状 况
备 注
1
搅 拌 机
Jw180
1套
良好

2
千 斤 顶
150t
2套
良好

3
压 力 表
0-60MPa
4个
良好

4
压 浆 泵
HB-3
1台
良好