(0 →0.1бk →0.2бk →1.05бk 持荷5分钟 →бk)施工时,实测伸长值与理论伸长值的差值往往超过规范允许的范围.结合实践,经反复探索,对张拉的初始控制应力进行了调整后,实测伸长值与理论伸长值的差值将能满足规范允许的范围.
【关键词】 后张法 预应力 张拉 控制程序
近年来,随着社会的发展和进步,越来越多的桥梁建设工程开始采用大跨度高强结构体系.后张法预应力混凝土采用高强钢绞线作为受力筋,同时按构造要求配置非预应力筋,大大缩小了构件的配筋率和混凝土体积,减轻了结构自重,提高了构件的抗变形能力,因此得到了广泛应用.但是,本人在工程实践中,发现传统的钢绞线张拉程序,对张拉的初始应力控制偏小,使得实测伸长值与理论伸长值的差值往往超出规范允许的范围.下面结合具体工程,简要谈一谈自己在桥梁监理过程中对这一问题的发现,认识,分析处理和几点体会. 一,工程概况
工程名称:安徽省淮南市东津渡大桥
梁板:20m预应力混凝土空心板梁,梁高90cm 梁板数量:220片
设计钢绞线型号:6Φj15.24mm; Rby=1860Mpa
采用锚具:YM15-6型锚具
二,有关数据的采用与理论伸长值的计算 1.计算说明:
预应力筋采用控制应力方法进行张拉时,应以伸长值进行校核.为控制预应力钢绞线张拉实际伸长值与理论伸长值的差值,应先计算出钢绞线的理论伸长值.根据《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-89)条文说明第11.5.7条,由直线与→曲线混合组成的预应力钢材,其伸长值应分段计算,然后叠加. 钢绞线理论伸长值直线段采用公式: △L=P0×L/(Ay×Eg)式中:
△L:钢绞线直线段理论伸长值(mm); P0:计算截面处钢绞线张拉力(N); L:预应力钢绞线长度(mm); Ay:预应力钢材截面面积(mm2); Eg:预应力钢材弹性模量(N/mm2). 钢绞线理论伸长值曲线段采用公式: △L = P×L/(Ay×Eg)式中:
△L:钢绞线曲线段理论伸长值(mm); P:预应力钢材平均张拉力(N); 其余符号同直线段. 关于P0,P的计算:
P0 = P[1-(1-e-(kx+uθ))]
P = P[1-e-(kx+uθ)]/(kx+uθ): P:张拉端钢绞线张拉力
X:从张拉端至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切角之和(rad); K:孔道每m局部偏差对摩擦的影响系数; U:预应力钢材与孔道壁的摩擦系数; 2,计算中有关数据
Ay=140×6=840mm2(试验值) Rby=1860Mpa
бk= 0.75Rby=1395Mpa Eg=1.96×105Mpa(试验值) K=0.015(规范取值) U=0.225(规范取值) θ = 0.0436rad 3,钢绞线长度
(1)考虑到实际施工中采用穿心式千斤顶,所以钢绞线长度应计入千斤顶长度,YCW150型千斤顶回程后的长度为450mm. (2)曲线段长:1.915m×2 直线段长:15.771m
4,Po,P的计算(б = 0.1бk)
P =0.1бk×840 = 0.1×1395×840 =117180N
P=P[1-e-(kx+uθ)]/(kx+uθ) =117180×0.0126/0.0127 =116439N
Po=P[1-(-e-(kx+uθ))]
=117180×(1-0.0126)=115704N 5,钢绞线理论伸长值计算 ①当б = 0.1бk时 千斤顶部分:
△L = P×L/(Ay×Eg)
=117180×450×2/(840×1.96×105) =0.64mm 曲线部分:
△L = 2×P×L/(Ay×Eg)
=116439×1915×2/(840×1.96×105) =2.71mm 直线部分:
△L = Po×L/(Ay×Eg)
=115704×15771/(840×1.96×105) =11.08mm
∑△L = 0.64+2.71+11.08 =14.43mm
②当б = бk时 △L = 144.3mm
③当б = 1.05бk时
△L=144.3×1.05=151.51mm
6,应力与伸长值及压力表读数之间的关系
首先根据试验,按一元线性回归曲线标定出油表与相应的千斤顶之间的关系曲线方程,1562#压力表配套的千斤顶编号为022#,其关系曲线方程为y=-0.01+0.03601x;1557#压力表配套的千斤顶编号为023#,其关系曲线方程为y = -0.03+0.03606x;拉力单位KN,伸长值单位为mm,压力表单位为Mpa.其对应关系如下表: 应力(Mpa) б=0.1бk б=0.2бk б=бk
б=1.05бk 张拉力(KN) 117.18 234.36 1171.80 1230.39 伸长值(mm) 14.48 28.96 144.80 152.04
压力表读数 (Mpa) 1562# 4.21 8.43 42.19 44.30 1557# 4.20 8.42 42.22 44.34
三,张拉过程及发现问题
当一切准备工作就绪后,按照设计图纸要求的张拉程序进行施工(0→ 0.1бk → 0.2бk
→1.05бk 持荷5分钟→бk),根据前面算出的各阶段的控制张拉力所对应的油表读数对张拉力进行控制,首先张拉到0.1бk,量出千斤顶相应的伸长值,再依次张拉到0.2бk,бk,1.05бk,并量出相应的伸长值.具体记录数据见下表: 钢束编号 千斤顶编号 记录项目 0.1бk 0.2бk
1.0бk 1.05бk N1 022#
油表读数 (Mpa) 4.21 8.43 42.19 44.30 伸长值 (mm) 19 39 85 86 023#
油表读数 (Mpa) 4.20 8.42 42.22 44.34 伸长值 (mm) 14 28 76 83
通过对记录数据的分析计算,0至0.1бk之间的伸长值,用相邻段伸长值代替(0.1бk到0.2бk),并扣除混凝土的压缩量(取C=4.5mm),其实际伸长值计算如下:
△L实 =85-19+(39-19)+76-14+(28-14)-C = 157.5mm △L实/△L=157.5/144.3=109%
由以上数据可以看出,钢绞线实际伸长值超出理论伸长值达9%,超过规范允许的6%以内规定.为了保证施工质量,我们按照施工程序,下达了停止张拉指令.为了查明原因,我们进行了以下几个方面的检查工作: (1)检查计算过程符合规范要求,并且数据计算无误.
(2)对油表与千斤顶等张拉设备进行重新标定,与原标定的结果在规范允许的范围内.
(3)重做钢绞线弹模试验,与上次试验相符.
(4)检查张拉设备的安装情况,张拉过程,均符合要求. 四,采取措施
通过以上大量,细致的检查分析均未发现问题.为了使问题早点得到解决,指挥部
和施工单位请来了许多专家和有经验的工程师来进行论证和探讨,分析了多种情况,也没有找到具体原因.最后本人通过对记录的数据进行分析,发现张拉过程中钢绞线的伸长值从0.1бk到0.2бk比从0到0.1бk的长度还要长,因此,分析可能是张拉时的初应力较小,计算的钢绞线的实际伸长值包括钢绞线松驰长度,从而造成钢绞线实际伸长值比理论值长.经过进一步的分析研究发现,当张拉力同步增长时,钢束的各阶段实测伸长量不相等,其实测伸长量增加值的平均值也不相等,其主要原因是各钢束受力不均匀,引起受力不均匀的主要因素包括钢绞线分布位置变动,锚具夹片滑移和部分钢绞线非弹性变形等,这些因素会使实测伸长量加大,有关文献将这部分加大的伸长量称做附加伸长量,而现行规范只考虑应变引起的伸长量,而未考虑非应变引起的附加伸长量.为了尽可能减少附加伸长量,我们将原张拉程序进行调整为:0→0.25бk →0.5бk
→бk(持荷2分钟锚固),并且按照上述工序试张拉一片梁看情况如何.在施工过程中,严格按照《公路桥涵施工技术规范》(JT041-2000)的要求进行操作,张拉完成后,通过数据计算发现其实际伸长值与理论伸长值的差值在6%以内,符合规范要求.接着又按调整后的张拉程序张拉了几片梁,结果均符合要求.具体记录数据如下: 钢束编号 千斤顶编号 记录项目 0.25бk 0.5бk 1.0бk N1 022#
油表读数 (Mpa) 10.89 21.26 42.00 伸长值 (mm) 27 49 88 023#
油表读数 (Mpa) 11.19 21.53 42.20 伸长值 (mm) 37 53
93
△L实= 88-27+(49-27)+93-37+(53-37)-C=150.5mm △L实/△L = 150.5/144.3=104% 五,经验总结和体会
为了准确控制钢绞线的伸长值,尽量减少实测伸长值与理论伸长值之间的差值,在后张法钢绞线张拉施工过程中,要认真做到以下几点:
1,预留预应力筋管道的位置应准确,采用钢筋卡子定位,用铁丝绑扎固定,避免管道在浇筑混凝土过程中移位.合理确定钢绞线与管道之间的摩擦系数,及时调整k,u系数.
2,钢绞线应符合《预应力混凝土用钢绞线》(GB/T5224-95)的要求,并应按规定抽样检查.每次到货的钢绞线都应重新测定其弹性模量,以确定出厂合格证书上的数值是否准确.
3,千斤顶的精度应在使用前校准.使用超过6个月或200次,以及在使用过程中出现不正常现象时,应重新校准.任何时候在工地测出的预应力钢绞线伸长值有差异时,千斤顶应进行再校准.
4,用于测力的千斤顶的压力表应同千斤顶视为一个单元同时校准,并在量程范围内建立精确的标定关系,以确定张拉力与压力表读数之间的曲线方程. 5,应考虑锚具变形量和锚下混凝土的压缩量对实测伸长值的影响.
6,施工过程中要根据实测伸长值和理论伸长值差值的大小,随时调整初应力的大小.
作者:陶余苗
收稿与2001年5月
浅析后张法预应力空心板梁的张拉控制程序 合肥工业大学建设监理公司 陶余苗
后张法预应力钢绞线张拉伸长值的计算
桥梁施组 2007-02-23 11:09:54 阅读2130 评论0 字号:大中小 订阅
要:桥梁预应力施工时,采用张拉应力和伸长值双控,实际伸长值与理论伸长值误差不得超过6%,所以伸长值的计算就相当重要,本文结合实际施工过程,
通过对后张法现浇预应力箱梁预应力钢绞线张拉伸长值的计算,总结出一套较适用于现场施工的伸长值的计算方法。
关键词:后张法 预应力 伸长值 计算
(一)工程概况
NC-WJ1标成章互通主线桥位于常州武进区成章南,半幅桥宽17.0m,全长692.85m。其中跨越239省道的第五联采用现浇预应力连续箱梁,桥梁跨径布置
为左幅 (2-27+2-28+2-19.75)m;右幅 (2-19.75+2-28+2-27)m,下部结构第21-23#采用独柱墩,其余采用双柱墩。
(二)结构设计形式
第五联现浇预应力箱梁采用单箱三室直腹板断面,梁高1.6m,混凝土设计标号为C50。纵向预应力束采用低松弛钢绞线配OVM15-15型锚具和OVM15-15L型连接器,钢绞线N1、N2、N3、N7、N8、N9采用单端张拉,N4、N5、N6采用双端张拉,横向预应力束采用低松弛钢绞线配OVM15-15型锚具和OVM15-15P
型固定P锚,钢绞线N1、N2采用单端张拉。
预应力钢束采用ASTMA416-270级低松弛钢绞线,其标准强度为Rby=1860Mpa,锚下张拉控制力为Δk=0.75RbyMpa。
(三)后张法钢绞线理论伸长值计算公式说明及计算示例
后张法预应力钢绞线在张拉过程中,主要受到以下两方面的因素影响:一是管道弯曲影响引起的摩擦力,二是管道偏差影响引起的摩擦力,导致钢绞线张
拉时,锚下控制应力沿着管壁向梁跨中逐渐减小,因而每一段的钢绞线的伸长值也是不相同的。 《公路桥梁施工技术规范》(JTJ 041-2000)中关于预应筋伸长值的计算按照以下公式:
ΔL=(1)
Pp=(2)
式中:ΔL—各分段预应力筋的理论伸长值(mm);
Pp—各分段预应力筋的平均张拉力,注意不等于各分段的起点力与终点力的平均值(N);
L—预应力筋的分段长度(mm); Ap—预应力筋的截面面积(mm2); Ep—预应力筋的弹性模量(Mpa);
P—预应力筋张拉端的张拉力,将钢绞线分段计算后,为每分段的起点张拉力,即为
前段的终点张拉力(N);
θ—从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和,分段后为每分段中各曲线
段的切线夹角和(rad);
x—从张拉端至计算截面的孔道长度,整个分段计算时x等于L(m); k—孔道每束局部偏差对摩擦的影响系数(1/m),管道弯曲及直线部分全长均应考
虑该影响;
μ—预应力筋与孔道壁之间的磨擦系数,只在管道弯曲部分考虑该系数的影响。
从公式(1)可以看出,钢绞线的弹性模量Ep是决定计算值的重要因素,它的取值是否正确,对计算预应力筋伸长值的影响较大。Ep的理论值为Ep=(1.9~1.95)×105Mpa,而将钢绞线进行检测试验,弹性模量则常出现Ep’=(1.96~2.04)×105Mpa的结果,这是由于实际的钢绞线的直径都偏粗,而进行试验时并未用真实的钢绞线面积进行计算,采用的是偏小的理论值代入公式进行计算,根据公式Ep=可知,若Ap偏小,则得到了偏大的Ep’值,虽然Ep’并非真
实值,但将其与钢绞线理论面积相乘所计算出的ΔL却是符合实际的,所以要按实测值Ep’进行计算。
公式(2)中的k和μ是后张法钢绞线伸长量计算中的两个重要的参数,这两个值的的大小取决于多方面的因素:管道的成型方式、力筋的类型、表面特征是光滑的还是有波纹的、表面是否有锈斑,波纹管的布设是否正确,偏差大小,弯道位置及角度等等,各个因素在施工中的变动很大,还有很多是不可能预先确定的,因此,摩擦系数的大小很大程度上取决于施工的精确程度。在工程实施中,最好对孔道磨擦系数进行测定,并对施工中影响磨擦系数的方面进行认真
的检查,如波纹管的三维位置是否正确等等,以确保摩擦系数的大小基本一致。
进行分段计算时,靠近张拉端第一段的终点力即为第二段的起点力,每段的终点力与起点力的关系如下式:
Pz=Pqe-(KX+μθ)(3) Pz—分段终点力(N) Pq—分段的起点力(N) θ、x、k、μ—意义同上
其他各段的起终点力可以从张拉端开始进行逐步的计算。
下面以现浇箱梁22-23跨钢绞线的伸长量计算为例,进一步说明伸长量的计算方法。
纵向钢绞线N4、N5、N6,横向横隔梁钢绞线N1、N2钢束大样图(图1)及N4坐标表如下(表1):(其余略)
图1 表1
钢束编号 N4(半幅) 导线点号 A B C F E F G 坐标 x(cm) 3442 3692 4192 4842 5842 6492 6992 y(cm) 125 147 147 80 80 147 147 转交α°(逆时针为正) 5.0291 -5.0291 -5.8851 5.8851 5.8851 -5.8851 -5.8851 圆弧半径R(cm) —— 3000 3000 3000 3000 3000 3000 圆弧长LR(cm) —— 263.3 308.1 308.1 308.1 308.1 308.1 切线长T(cm) —— 131.7 154.2 154.2 154.2 154.2 154.2 外矢距E(cm) —— 2.9 4 4 4 4 4 根据设计图纸及规范和实测数据,已知以下参数(表2): 表2 项目名称 取值 张拉控制应力σk 1395 Mpa 钢绞线面积Ag 140 mm2 2.02×105Mpa 弹性模量Eg 管道摩阻系数μ 0.25 管道偏差系数k 0.0015 张拉端的张拉力 195.3KN 根据钢绞线要素(图1和表1),可以计算出各分段长度,根据公式计算出伸长量,N4、N5、N6采用计算一半钢绞线的伸长值然后乘以二的方法,见表3;横隔梁钢绞线N1、N2采用钢绞线全长计算的方法,见表4: 表3 钢绞线 L θ 分段 KX+μθ 编号 (m) (rad) Pq e-(KX+μθ) Pz Pp △L 总伸长量 (KN) (KN) (KN) (mm) (cm) ab 2.192 0 0.003288 0.996717 195.3 194.66 194.98 15.11 bc 2.633 0.087774 0.025893 0.974439 194.66 189.68 192.16 17.89 cd 2.141 0 0.003212 0.996793 189.68 189.07 189.38 14.34 de 3.081 0.102714 0.030300 0.970154 189.07 183.43 186.23 20.29 ef 3.45 0 0.005175 0.994838 183.43 182.48 182.96 22.32 N4 fg 3.081 0.102714 0.030300 0.970154 182.48 177.03 179.74 19.58 43.15 gh 6.916 0 0.010374 0.989680 177.03 175.2 176.11 43.07 hi 3.081 0.102714 0.030300 0.970154 175.2 169.97 172.57 18.8 ij 3.45 0 0.005175 0.994838 169.97 169.09 169.53 20.68 jk 3.081 0.102714 0.030300 0.970154 169.09 164.04 166.55 18.14 kl 0.958 0 0.001437 0.998564 164.04 163.8 163.92 5.55 ab 3.316 0 0.004974 0.995038 195.3 194.33 194.82 22.84 bc 2.389 0.119429 0.033441 0.967112 194.33 187.94 191.12 16.15 cd 0.776 0 0.001164 0.998837 187.94 187.72 187.83 5.15 de 2.054 0.102714 0.028760 0.971650 187.72 182.4 185.05 13.44 ef 4.479 0 0.006719 0.993304 182.4 181.18 181.79 28.79 N5 fg 2.054 0.102714 0.028760 0.971650 181.18 176.04 178.6 12.97 42.89 gh 9.944 0 0.014916 0.985195 176.04 173.43 174.73 61.44 hi 2.05 0.102714 0.028754 0.971655 173.43 168.51 170.96 12.39 ij 4.479 0 0.006719 0.993304 168.51 167.38 167.95 26.6 jk 2.05 0.102714 0.028754 0.971655 167.38 162.64 165 11.96 kl 0.472 0 0.000708 0.999292 162.64 162.52 162.58 2.71 ab 28.36 0 0.042537 0.958355 195.3 187.17 191.2 191.73 N6 bc 1.283 0.085505 0.023301 0.976968 187.17 182.86 185.01 8.39 43.97 cd 0.947 0 0.001421 0.998580 182.86 182.6 182.73 6.12 de 1.283 0.085505 0.023301 0.976968 182.6 178.39 180.49 8.19 ef 0.858 0 0.001287 0.998714 178.39 178.16 178.27 5.41 表4 钢绞线编号 分段 L(m) θ(rad) KX+μθ e-(KX+μθ) Pq(KN) Pz(KN) Pp(KN) △L(mm) 总伸长量(cm) ab 3.495 0 0.005243 0.994771 195.3 194.28 194.79 24.07 bc 1.06 0.132558 0.034730 0.965866 194.28 187.65 190.95 7.16 横隔梁N1、N2 cd 4.146 0 0.006219 0.993800 187.65 186.49 187.07 27.43 7.87 de 2.48 0.310058 0.081235 0.921977 186.49 171.94 179.12 15.71 ef 0.716 0 0.001074 0.998927 171.94 171.76 171.85 4.35 (四)张拉时钢绞线实际伸长量的测量方法 钢绞线实际伸长量的测量方法有多种多样,目前使用较多的是直接测量张拉端千斤顶活塞伸出量的方法,笔者认为这样的测量方法存在一定的误差,这是因为工具锚端夹片张拉前经张拉操作人员用钢管敲紧后,在张拉到10%σk时因钢绞线受力,夹片会向内滑动,张拉到20%σk时,夹片又会继续向内滑动,这样通过测量千斤顶的伸长量而得到的10%~20%σk的伸长量比钢绞线的实际伸长值长1~2mm,若以10%~20%σk的伸长量作为0%~10%σk的伸长量,哪么在0%~20%σk的张拉控制段内,钢绞线的伸长量就有2~3mm的误差。 从20%σk张拉到100%σk时,钢绞线的夹片又有2~3mm的滑动,按最小值滑动量计算单端钢绞线的伸长量就有3~4mm的误差,两侧同时张拉时共计有约6~8mm的误差(误差值的大小取决于工具锚夹片打紧程度)。对于单项张拉的N1、N2横隔梁钢铰线的理论伸长量按7.87cm计算,4mm的测量误差为5.1%,已接近达到±6%的理论值与实测值的允许的偏差值。因此用测量千斤活塞的方法一般测出来的值都是偏大的。 因此,对于钢束实际伸长值的测量,建议采用量测钢绞线绝对伸长值的方法,而不使用量测千斤顶活塞伸出量的方法,后者测得的伸长值须考虑工具锚处钢束回缩及夹片滑移等影响,尤其是在钢绞线较长,必须进行分级张拉时,更为繁琐,若直接通过测量千顶活塞的伸出量,则误差累计更大。推存的测量方法如图二所示,使用一个标尺固定在钢绞线上,不论经过几个行程,均以此来量测分级钢绞线的长度,累计的结果就是初应力与终应力之间的实测伸长值。 图2 (五)结束语 理论伸长值计算中,钢绞线N4、N5、N6采取的是两端张拉,所以在进行伸长量计算时是计算一半钢绞线的伸长值然后乘以二的方法;橫隔梁钢绞线N1、N2是单端张拉则要进行全长计算;而对于非对称结构,在计算钢绞线的伸长值时,计算原则是从两侧向中间分段计算,至跨中某一点时钢绞线的受力基本相等即可,而不是简单的分中计算。 钢绞线的分段原则是将整根钢绞线根据设计线形分成曲线连续段及直线连续段,而不能将直线段及曲线段分在同一段内。 预应力筋的伸长量计算方法有多种,常用的平均力法及简化计算法在很多工程施工中也能够满足精度要求,通过测量千斤顶活塞伸出量再进行换算的方法也可以用于实际施工中,这里我们仅是将现行规范中精确计算法及施工中误差较小的一种测量方法作了简单的介绍,希望能起到抛砖引玉的作用。由于我们水平有限,不足之处,尚请批评指正。
双控法张拉在后张预应力T型梁施工中的应用
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摘 要:通过几内亚丁基索河大桥T型梁的张拉施工实例,介绍双控法张拉在后张预应力T型梁施工
中的应用技术。
关键词:预应力 张拉 T型梁 锚固
1、前言
随着现代桥梁建筑技术的不断提高和发展,大跨度高预应力砼梁得到越来越深广的应用,预应力钢绞线的张拉施工作为后张预应力T
梁施工中的关键技术,对控制T梁的质量起着至关重要的作用。结合本人在工程施工中的经历,谈谈自已对双控法张拉在大跨度后张预
应力T型梁施工中的应用技术。
2、工程简介
几内亚丁基索河大桥位于几内亚东部康康地区丁基索河上,大桥全长245.30m,为7-35m后张预应力砼T型梁桥,梁长35m,梁
高2.0m,每跨由三片T梁组成,中梁一片,边梁两片,每片梁重约82t,全桥共计24片梁,桥面全宽9m.该工程完全按照国际惯例
组织项目的实施,业主是几内亚共国道路投资局,初步设计单位是法国公司,咨询工程公司为德国LACKER公司。
3、预应力钢绞线及张拉指标参数
预应力钢绞线采用抗拉强度标准值为1860MPa的高强低松弛钢绞线,弹性模量为1.95×105Mpa,7φ5钢绞线公称直径15.24m
m,按美国ASTMA416M-98标准270级执行。锚于梁端的钢束采用4根9-7φ5钢绞线;边梁和中梁锚于梁顶的钢束分别采用3根和
2根7-7φ5钢绞线。边梁的9-7φ5和7-7φ5预应力钢绞线张拉控制应力为0.72Ryb,9-7φ5钢绞线张拉力为1662KN,7-7φ5钢
绞线张拉力为1312KN;中梁的9-7φ5和7-7φ5预应力钢绞线张拉控制应力为0.75Ryb,9-7φ5钢绞线张拉力为1749KN,7-7φ
5钢绞线张拉力为1367KN.施工中,不得对预应力钢绞线进行超张拉。
张拉千斤顶的型号分别为YCW250B和YCW150B,电动油泵型号为OVM ZB4-500型。采用OVM15-9和OVM15-7锚具,该
锚具包括锚头、锚垫板和与之相配套的锚下螺旋筋等。制梁所用水泥为法国产CPA42.5特种水泥,该水泥具有早期强度增长快的特点,
四天强度可达90%左右。
4、张拉工艺
采用两端对称同时张拉、张拉力和伸长量双控法,两端千斤顶升降压、画线、测伸长、插垫等工作一起进行。
千斤顶就位后,先将主油缸少许充油,使之蹬紧,让预应力钢绞线绷直,在钢绞线拉至规定的初应力σ0时,停机量测原始空隙并画
线作标记。
钢绞线的张拉顺序综合以下几方面因素核算确定:其一避免张拉时构件截面呈过大的偏心受力状态,不使砼边缘产生拉应力;其二计
算并比较分批张拉的预应力损失值;其三是尽量减小梁体产生过大的上拱度,防止梁体开裂或变形严重。经综合比较,采用了两阶段传
力锚固法张拉,即T梁砼强度达90%后,首先张拉锚固于梁端的N1-N4钢绞线,对此4根钢绞线的孔道压浆,然后存梁;为减小T梁
的徐变上拱度,锚于梁顶的N5-N7钢绞线待架梁前再进行张拉并压浆,随即架梁。采用两次张拉工艺的另一优点是:先张拉一部分钢绞
线,对梁体施加较低的预应力,使梁体能承受自重荷载,提前将梁移出生产梁位,可大大缩短生产台座使用周期,加快施工进度。
中梁钢绞线张拉先后顺序:N2→N3→N1→N4→N5→N6.边梁钢绞线张拉先后顺序:N2→N3→N1→N4→N5→N6→N7.预应力钢
绞线张拉施力程序:0→初应力σ0→控制应力σk(持荷2分钟锚固)。σk为张拉时的控制应力(包括预应力损失在内)。
张拉施工的工作顺序:穿束→安装锚具→安装千斤顶及张拉设备→张拉、锚固→拆除千斤顶及张拉设备→压浆→存梁。
5、钢绞线伸长量计算
预应力钢绞线张拉时的控制应力,应以张拉时的实际伸长值与理论计算值进行校核。实际伸长值与理论伸长值相差须在6%以内,否
则应暂停张拉,查明原因并采取措施加以调整后,再继续进行张拉。理论伸长值的计算及实际伸长值的量测方法如下:
(1)钢绞线理论伸长值的计算:ΔLL=P0×L/Ay×Eg式中:ΔLL—预应力钢绞线理论伸长值,cm;L—从张拉端至计算截面孔道长
度,cm;Ay—预应力钢绞线的截面面积,mm2;Eg—预应力钢绞线的弹性模量,Mpa;P0—预应力钢绞线的平均张拉力,N;
P0=P×[1-e-(kL+μθ)]/( kL+μθ)
式中:P—预应力钢绞线张拉端的张拉力,N;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—孔道偏差系数,此处
取k =0.003;μ—孔道摩擦系数,此处取μ=0.26.本工程项目经计算得出钢绞线理论伸长值如下表:中梁 钢束编号 N1 N2 N3 N4
N5 N6钢束类型 9-7φ5 7-7φ5钢束计算长度M 34.72 34.78 34.92 35.14 27.06 18.20每端张拉力KN 1749 1367每端理
论伸长量CM 11.65 11.50 11.56 11.48 9.86 5.85边梁 钢束编号 N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7钢束类型 9-7φ5 7-7φ5钢束计
算长度M 34.72 34.78 34.92 35.14 30.00 24.08 18.20每端张拉力KN 1662 1312每端理论伸长量CM 11.07 10.93 11.
10 11.02 9.47 7.40 5.45
(2)钢绞线实际伸长量计算:ΔLS=ΔL1+ΔL2-C式中:ΔL1—从初应力至最大张拉应力间的实测伸长值,cm;ΔL2—初应力σ0
时的推算伸长值,cm;ΔL2=σ0×L/ Eg;C—砼构件在张拉过程中的弹性压缩值,一般可略而不计,本处取C=0.2cm。
6、张拉注意事项
(1)钢绞线张拉前应全面检查锚具、千斤顶及油泵等张拉设备的性能、型号、数量等是否附合设计和施工要求。特别是千斤顶要与
油泵、油压表、油管等一起进行配套标定。
(2)千斤顶给油、回油工序必须缓慢平稳的进行,防止出现滑断丝现象。钢绞线张拉后及时对其作画线标记并进行定期观测。
(3)张拉现场应有明显标志,与该工作无关的人员严禁入内。张拉或退楔时,千斤顶后面不得站人,以防预应力钢绞线拉断或锚具、
楔块弹出伤人。
(4)已张拉好而尚未压浆的梁,严禁剧烈震动,以防预应力钢绞线裂断而酿成重大事故。
7、结束语
钢绞线的张拉控制技术是后张法预应力砼梁施工中的核心技术,只有进行精确的计算、正确的操作方法和严格的施工工艺,才能达到
较高的施工质量。丁基索河大桥T型梁采取上述施工方法和控制措施,有效地保证了T梁的施工质量,赢得了几内亚政府、咨询工程师
及世行代表的一致好评。
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