30m箱梁梁预应力张拉计算书模量195.docx

30m箱梁预应力张拉计算书

目 录
第1章 工程概况
第2章 张拉力计算
第3章 张拉工艺流程质量控制
第4章 张拉注意事项及安全技术

第1章工程概况
本计算书适用于广府旅游路项目K1+281.641跨线桥工程。该桥为4×30m预应力砼连续箱梁采用先简支后连续结构桥梁，全长 126.006 m主梁由预制C50预应力混凝土30m箱梁,和现浇砼桥面组合而成后采用张拉预应力施工，预应力钢铰线,符合采用标准(GB/T5224-1995)公称直径15.2mm的高强度低松驰钢绞线，抗拉强度标准1860MPa，公称面积为140mm2)。锚具采用15-4、15-5型锚具，自锚式夹片。钢绞线采用符合GB/T 5224-2003标准的低松弛高强度钢绞线，单根钢绞线公称直径Φs15.20，钢绞线的面积Ap=140mm2，钢绞线的标准强度fpk=1860MPa，松弛率ρ=0.035，弹性模量Ep=1.95×105Mpa。松弛系数ξ=0.3，管道摩擦系数μ=0.25，管道偏差系数k=0.0015；根据设计要求
施工要求
（1） 预应力施工需计算书经审批且监理工程师在场的前提下才能进行张拉作业施工。
（2） 当气温低于+5℃或超过+35℃时禁止施工。
（3） 箱梁的砼强度达到案100%标准强度后可张拉预应力钢束，采取两端同时张拉，每次张拉一束钢绞线，张拉前应检查预应力钢束是否在管道内移动正常，张拉顺序为不少于7天且锚下砼达100%设计强度。以N1-N4预应力束张拉完后，边梁边跨跨中起拱手1.6cm，边梁中跨跨中起拱1.13cm，中梁边跨跨中起拱手1.66cm，中梁中跨跨中起拱1.18cm。
（4） 预应力张拉采用两端对称，张拉方法采用伸长值和张拉控制应力，双控实际伸长值与理论伸长量控制在±6%以内，否则应停止施工。待查明原因采取措施后方可继续张拉。

第2章 张拉力计算

1张拉程序 0 15%δk 30%δk 100%δk（持荷5min锚固）。
2.锚下控制力 0.75×1860mpa=1395 mpa
张拉控制力单根Pk=1395mpa×140mm2=195.3KN
锚下控制应力为:195.3×4=781.2KN （15-4型）;
195.3×5=976.5KN （15-5型）。
3.平均张拉力计算
Pp=Pk［1-e-（kx+μθ）］/kx+μθ
Pp:预应力筋平均张拉力（N）
Pk:预应力筋张拉端的张拉力（N）
x:从张拉端到计算截面的孔道长度（m）
θ：从张拉端至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 对摩擦的影响系数，k=0.0015
μ:预应力筋与孔道壁的摩擦系数, μ=0.25
4.理论伸长值计算：
ΔL=Pp×L/Ap Ep
式中:
Pp:预应力筋平均张拉力（N）
L：预应力筋长度（mm）
Ap:预应力筋截面积（N*140㎜2）
EP：预应力筋弹模（Mpa）Ep=1.95×105Mpa
施工中伸长值的误差应控制在±6%之内。
即：ΔL×（1-6%）＜ΔL实际＜ΔL×（1+6%）
钢绞线张拉控制力计算、平均张拉力计算、伸长值计算表如下：
相关参数
1、 采用金属波纹管，管道摩擦系数μ=0.25，管道偏差系数k=0.0015。
2、 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φj15.2mm，钢绞线截面积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。
各束钢绞线张拉时相关值计算如下：
（一）中跨
N1：
钢绞线股数：n＝5根
1、 张拉力计算
钢绞线强度：
钢绞线截面积：
钢绞线弹性模量：E=195 Gpa
张拉力：P=Ryb×0.75×Ag×N=1860×0.75×140×5=976.5KN
系数：k=0.0015、μ=0.25

分段终点力计算

（m）
（rad）

P(KN)
Pp（KN）
△L
AB
12.4825
0
0.01872375
0.98145045
976.5
967.41
0.0885
BC
1.9625
0.087266461
0.024760365
0.97554366
967.41
955.54
0.0137
CD
0.845
0
0.0012675
0.9987333
964.51
954.93
0.0059
2、 伸长量计算
△LAB=967.41×12.4825/5×140×195=0.0885m
△LBC=955.54×1.9625/5×140×195=0.0137m
△LCD=954.93×0.845/5×140×195=0.0059m
△L=0.0885+0.0137+0.0059=0.1081m
总伸长量：△=2×0.1081=0.2162m
与设计伸长值差：21.62－20.8＝0.82cm

N2：
钢绞线股数：n＝4根
1、 张拉力计算
钢绞线强度：
钢绞线截面积：
钢绞线弹性模量：E=195 Gpa
张拉力：P=Ryb×0.75×Ag×N=1860×0.75×140×4=781.2KN
系数：k=0.0015、μ=0.25

分段终点力计算

（m）
（rad）

P(KN)
Pp（KN）
△L
AB
10.876
0
0.016314
0.98381835
781.20
774.86
0.0772
BC
1.9625
0.0872641
0.024760365
0.97554366
774.86
765.35
0.0138
CD
2.467
0
0.0037005
0.99630634
765.35
763.93
0.0173
2、 伸长量计算
△LAB=774.86×10.876/4×140×195=0.0772m
△LBC=765.35×1.9625/4×140×195=0.0138m
△LCD=763.93×2.467/4×140×195=0.0173m
△L=0.0772+0.0138+0.0173=0.1082m
总伸长量：△=2×0.1082=0.2164m
与设计伸长值差：21.64－20.8＝0.84cm

N3：
钢绞线股数：n＝4根
1、 张拉力计算
钢绞线强度：
钢绞线截面积：
钢绞线弹性模量：E=195 Gpa
张拉力：P=Ryb×0.75×Ag×N=1860×0.75×140×4=781.2KN
系数：k=0.0015、μ=0.25

分段终点力计算

（m）
（rad）

P(KN)
Pp（KN）
△L
AB

9.27
0
0.013905
0.98619123
781.20
775.79
0.0659
BC
1.9625
0.087266461
0.024760365
0.97554366
775.79
766.27
0.0138
CD
4.089
0
0.0061335
0.99388527
766.27
763.92
0.0286
2、 伸长量计算
△LAB=775.79×9.27/4×140×195=0.0659m
△LBC=766.27×1.9625/4×140×195=0.0138m
△LCD=763.92×4.089/4×140×195=0.0286m
△L=0.0659+0.0138+0.0286=0.1082m
总伸长量：△=2×0.1082=0.2165m
与设计伸长值差：21.65－20.8＝0.85cm

N4：
钢绞线股数：n＝4根
1、 张拉力计算
钢绞线强度：
钢绞线截面积：
钢绞线弹性模量：E=195 Gpa
张拉力：P=Ryb×0.75×Ag×N=1860×0.75×140×4=781.2KN
系数：k=0.0015、μ=0.25

分段终点力计算

（m）
（rad）

P(KN)
Pp（KN）
△L
AB
1.983
0
0.0029745
0.99702992
781.20
780.04
0.0142
BC
0.3665
0.055850535
0.014512384
0.98559241
780.04
774.41
0.0026
CD
12.857
0
0.0192855
0.98089928
774.41
766.99
0.0903
2、 伸长量计算
△LAB=780.04×1.983/4×140×195=0.0142m
△LBC=774.41×0.3665/4×140×195=0.0026m
△LCD=766.99×12.857/4×140×195=0.0903m
△L0.0142+0.0026+0.0903=0.1071m
总伸长量：△=2×0.1071=0.2073m
与设计伸长值差：21.41－20.7＝0.71cm

（二）边跨
N1：
钢绞线股数：n＝5根
1、 张拉力计算
钢绞线强度：
钢绞线截面积：
钢绞线弹性模量：E=195 Gpa
张拉力：P=Ryb×0.75×Ag×N=1860×0.75×140×5=976.5KN
系数：k=0.0015、μ=0.25

分段终点力计算

（m）
（rad）

P(KN)
Pp (KN)
△L
AB
12.4825
0
0.01872375
0.98145045
976.50
967.41
0.0885
BC
1.9625
0.087266461
0.024760365
0.97554366
967.41
955.54
0.0137
CD
0.845
0
0.0012675
0.9987333
955.54
954.93
0.0059
A1B1
10.762
0
0.016143
0.9839866
976.50
968.66
0.0764
B1C1
1.9625
0.087266461
0.024760365
0.97554366
968.66
956.77
0.0138
C1D
2.655
0
0.0039825
0.99602542
956.77
954.86
0.0186
2、 伸长量计算
△LAB=967.41×12.4825/5×140×195=0.0885m
△LBC=955.54×1.9625/5×140×195=0.0137m
△LCD=954.93×0.845/5×140×195=0.0059m
△LA1B1=968.66×10.762/5×140×195=0.0764m
△LB1C1=956.77×1.9625/5×140×195=0.0138m
△LC1D=954.86×2.655/5×140×195=0.0186m
总伸长量：
△=0.0885+0.0137+0.0059+0.0764+0.0138+0.0186=0.2168m
与设计伸长值差：21.68－20.9＝0.78cm

N2：
钢绞线股数：n＝5根
1、 张拉力计算
钢绞线强度：
钢绞线截面积：
钢绞线弹性模量：E=195 Gpa
张拉力：P=Ryb×0.75×Ag×N=1860×0.75×140×5=976.5KN
系数：k=0.0015、μ=0.25

分段终点力计算

（m）
（rad）

P(KN)
Pp（KN）
△L
AB
10.876
0
0.016314
0.98381835
976.50
968.58
0.0772
BC
1.9625
0.087266461
0.024760365
0.97554366
968.58
956.69
0.0138
CD
2.456
0
0.003684
0.99632278
956.69
954.93
0.0172
A1B1
9.155
0
0.0137325
0.98636136
976.50
969.83
0.0650
B1C1
1.9625
0.087266461
0.024760365
0.97554366
969.83
957.92
0.0138
C1D
4.256
0
0.006384
0.99363633
957.92
954.87
0.0298
2、 伸长量计算
△LAB=968.58×10.876/5×140×195=0.0772m
△LBC=956.69×1.9625/5×140×195=0.0138m
△LCD=954.93×2.456/5×140×195=0.0172m
△LA1B1=969.83×9.155/5×140×195=0.0650m
△LB1C1=957.92×1.9625/5×140×195=0.0138m
△LC1D=954.87×4.256/5×140×195=0.0298m
总伸长量：
△=0.0772+0.0138+0.0172+0.0650+0.0138+0.0298=0.2167m
与设计伸长值差：21.67－20.8＝0.87cm
N3：
钢绞线股数：n＝5根
1、 张拉力计算
钢绞线强度：
钢绞线截面积：
钢绞线弹性模量：E=195 Gpa
张拉力：P=Ryb×0.75×Ag×N=1860×0.75×140×5=976.5KN
系数：k=0.0015、μ=0.25

分段终点力计算

（m）
（rad）

P(KN)
Pp（KN）
△L
AB
9.27
0
0.013905
0.98619123
976.50
969.74
0.0659
BC
1.9625
0.087266461
0.024760365
0.97554366
969.74
957.84
0.0138
CD
4.089
0
0.0061335
0.99388527
957.84
954.90
0.0286
A1B1
7.549
0
0.0113235
0.98874037
976.50
970.99
0.0537
B1C1
1.9625
0.087266461
0.024760365
0.97554366
970.99
959.07
0.0138
C1D
5.856
0
0.008784
0.99125447
959.07
954.87
0.0410
2、 伸长量计算
△LAB=969.74×9.27/5×140×195=0.0659m
△LBC=957.84×1.9625/5×140×195=0.0138m
△LCD=954.90×4.089/5×140×195=0.0286m
△LA1B1=970.99×7.549/5×140×195=0.0537m
△LB1C1=959.07×1.9625/5×140×195=0.0138m
△LC1D=954.87×5.856/5×140×195=0.0410m
总伸长量：
△=0.0659+0.0138+0.0286+0.0537+0.0138+0.0410=0.2167m
与设计伸长值差：21.67－20.8＝0.87cm

N4：
钢绞线股数：n＝4根
1、 张拉力计算
钢绞线强度：
钢绞线截面积：
钢绞线弹性模量：E=195 Gpa
张拉力：P=Ryb×0.75×Ag×N=1860×0.75×140×4=781.2KN
系数：k=0.0015、μ=0.25

分段终点力计算

（m）
（rad）

P(KN)
Pp（KN）
△L
AB
1.983
0
0.0029745
0.99702992
781.20
780.04
0.0142
BC
0.3665
0.055850535
0.014512384
0.98559241
780.04
774.41
0.0026
CD
12.857
0
0.0192855
0.98089928
774.41
766.99
0.0903
A1B1
1.983
0
0.0021495
0.99785281
781.20
780.04
0.0142
B1C1
0.3665
0.055850535
0.014512384
0.98559241
780.04

774.41
0.0026
C1D
12.994
0
0.019491
0.98069772
774.41
766.91
0.0913
2、 伸长量计算
△LAB=780.04×1.983/4×140×195=0.0142m
△LBC=774.41×0.3665/4×140×195=0.0026m
△LCD=766.99×12.857/4×140×195=0.0903m
△LA1B1=780.04×1.983/4×140×195=0.0142m
△LB1C1=774.41×0.3665/4×140×195=0.0026m
△LC1D=766.91×12.994/4×140×195=0.0913m
总伸长量： △=0.0142+0.0026+0.0903+0.0142+0.0026+0.0913=0.2151m
与设计伸长值差：21.51－20.8＝0.71cm

第3章 张拉工艺流程质量控制
1、张拉工艺流程图(见附图)
2、张拉质量控制
（1）材料的质量控制
1、钢绞线进场必须有合格证，入场后必须进行复检。从每批钢绞线任取3盘，并从每盘所选的钢绞线端部正常部位截取一根试样进行表面质量、直径偏差和力学性能试验。如每批少于3盘，则应逐盘取样进行上述试验。试验结果如有一项不合格时，则不合格盘报废，并在从该批未试验过的钢绞线中取双倍数量的试样进行该不合格的复检，如仍有一项不合格，则该批钢绞线为不合格。每批钢绞线的重量应不大于60t。
2、钢绞线的锚具、夹具和连接器应具有可靠的锚固性能、足够的承载能力和良好的适用性，能保证充分发挥钢绞线的强度。进场时必须按出厂合格证和质量保证书核查其锚固性能类别、型号、规格及数量以及进行外观检查、硬度检验、静载锚固性能试验。
（2）张拉质量控制
1、钢绞线编束时，钢束要顺直，不得扭结，其头部要适当前后错位。施加预应力前对梁体混凝土进行检查。当梁体砼强度达到设计要求后，方准施加预应力。
2、开工前对千斤顶和油压表等设备进行配套检验，正常情况下油压表校正有效期限不得超过一年，千斤顶校正有效期限不得超过六个月。使用过程中并应经常检查，定期检修校正。
3、两端对称张拉，张拉顺序为N1、N3、N2、N4两端对称张拉。
4、张拉力应缓慢均匀地上升或下降，预应力筋的锚固应在张拉控制应力处于稳定状态下进行，锚固阶段，张拉端预应力筋的回缩，锚固变形量不应大于6mm。
5、张拉过程中，如遇到下列情况之一时，张拉设备需重新校验：
a、张拉时预应力钢绞线连续断裂。
b、油压系统油封损坏，漏油严重。
c、油压表指针不能退回零点。
d、实测预应力筋的伸长值与计算值相差过大（在6%以上）。
e、千斤顶调换新油压表。
6、安装张拉设备时，对直线预应力筋，应使张拉力的作用线与孔道的中心重合；对曲线预应力，应使张拉力的作用线与曲线孔道末端中心点的切线重合，不得偏移。
7、预应力筋张拉采用双控，以应力控制为主控，记录其伸长值，加经校核。
3、张拉程序
（1）预张拉，按现行施工规范给定的初张拉应力值张拉，并记录伸长值初读数。
（2）继续向张拉缸加油至设计油压值。
(3)测量伸长值并做好张拉记录。
(4)锚固。打开高压油泵截止阀，张拉缸油压缓慢降至零，活塞回程。夹片即自动跟进锚固。

第4章 张拉注意事项及安全技术
1、张拉注意事项
(1)夹片与锚板锥孔不应粘附泥浆或其他杂物。
(2)对表面有锈的预应力钢材，应进行除锈以减少摩擦损失。
（3）工具锚夹片和锥孔内表面使用前涂上退锚灵，以便退锚灵活。
（4）限位板有不同规格钢绞线的识别标志，安装时应注意，以免用错，造成内缩量增大或锚口摩阻系数增加。
（5）安装工作锚板、锚垫板，对于双向张拉束应在穿束前完成；施工中相互间要尽可能同轴。
（6）安装千斤顶，千斤顶前端口与限位板应对接准确。
（7）安装工具锚，应与前端张拉端锚具对接准确，不得使工具锚与张拉端锚具之间的钢绞线扭绞。
（8）张拉系统使用前应进行标定，张拉力按标定曲线取值或按回归方程计算。
（9）张拉锚固后应及时压浆（在48h内完成）。水泥浆的要求及压浆工艺按设计或按现行规范规定执行。
（10）切割多余钢绞线，用砂轮切割机。张拉前对张拉系统进行检查必须做到安全可靠，张拉时应有安全措施。张拉千斤顶的端部不能站人，以防万一。
2、安全技术
（1）开工前需对全体施工人员进行一次安全再教育。
（2）建立健全安全责任制和班组安全规则。
（3）施工前必须对所需机械设备进行一次检修，保证其施工过程中的安全性能。
（4）所有的施工人员必须有相应的岗位操作证，无操作证不准上岗。
（5）张拉作业区两端应有防护设施；张拉时两端严禁站人，严格控制加荷、卸荷速度，并且高压油泵应放在构件端部的两侧，张拉完毕后，稍等几分钟再拆卸张拉设备。
（6）操作高压油泵人员应戴目镜，防止油管破裂时或接头不严时喷油伤眼。
（7）高压油泵与千斤顶之间所有连接点接头必须完好无损，并应将螺母拧紧。
（8）张拉区应有明显标志，禁止非工作人员进入张拉现场。
3、文明施工
（1）必须对生产区加强安全保卫工作，防止盗窃和破坏活动的发生。
（2）施工人员必须文明施工，不得野蛮作业。
（3）施工现场有个良好环境，场地、道路整洁，排水畅通，施工、生活污水合理排放。做到工完料清，各种材料标识清楚、堆放整齐、布置合理。

张拉工艺流程图
张拉至30%σcon

张拉至15%σcon
安放工作锚环,夹片(含限位板)
安放千斤顶,工具锚
油泵,千斤顶检验
油表标定
钢绞线穿束
钢绞线下料,编束
预应力材料进场检验
清除端部杂物
梁体检验(几何尺寸,砼的强度)

起模堆放
孔道压浆
张拉后测量起拱值
拆除千斤顶,工具锚
油缸回油
张拉至100%σcon 持荷5分钟锚固