2022年m连续梁张拉控制应力调整计算 .pdf

新建成都至蒲江铁路工程CPZQ-1标（DK6+190.0）成都西特大桥(32+48+32)m 连续梁纵向预应力筋张拉控制应力调整计算中国中铁二局中铁二局股份有限公司成都至蒲江铁路站前工程项目经理部2014.05 成都名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 10 页 -新建成都至蒲江铁路工程CPZQ-1标（DK6+190.0）成都西特大桥(32+48+32)m 连续梁纵向预应力筋张拉控制应力调整计算计算：复核：审核：中铁二局股份有限公司成都至蒲江铁路站前工程项目经理部2014.05 成都名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 10 页 -目录1 编制依据 .-1-2 适用范围.-1-3 工程概况 .-1-4 设计预应力损失 .-2-4.1 预应力损失计算参数.-2-4.2 工程实例 .-2-4.2.1 管道摩阻系数的测定.-2-4.2.2 锚口摩阻和喇叭口摩阻的测定.-4-5 张拉控制应力的调整.-5-5.1 调整锚下控制应力和锚外控制应力.-5-5.1.2 计算施工锚下控制应力.-6-5.2 计算的结果与分析.-7-名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 10 页 -1-1 编制依据新建成都至蒲江铁路工程成都西特大桥（32+48+32）m双线预应力混凝土连续箱梁图号：成蒲施桥-01-T-05 国家和铁路总公司相关方针政策、规范、验收标准及施工指南等；中铁二局股份有限公司修建类似工程的经验。2 适用范围适 用于 新 建 成 都至 蒲 江 铁路 站 前 工程 成 都 西特 大 桥 五 联（32+48+32）m连续梁纵向预应力体系。3 工程概况本连续梁采用两向预应力体系，即为纵向、竖向。纵向预应力筋采用抗拉强度标准值为fpk=1860Mpa，弹性模量为 Ep=195Gpa，公称直径为 15.20mm的高强度钢绞线。顶板、腹板及底板纵向预应力每根管道均采用9 根/束；采用外径87mm，内径80mm金属波纹管成孔，M15A-9 圆塔形锚具锚固，张拉千斤顶采用YCW250B。梁体腹板中的竖向预应力筋采用公称直径25mm的预应力砼用螺纹钢筋（PSB830）（精轧螺纹钢筋），内径?35mm铁皮管成孔，YCW60B 型千斤顶张拉，JLM-32型锚具锚固。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 10 页 -2-4 设计预应力损失4.1 预应力损失计算参数本工程采用外径87mm,内径 80mm 金属波纹管成孔，钢束与孔道壁之间的摩阻系数U取 0.25,管道位置的偏差系数K取 0.0025；锚具的锚口摩阻损失与锚下喇叭口摩阻损失之和k按锚外控制应力的6%计算；根据设计文件的要求，在施工时应按（1）、（2）项实测结果调整张拉控制应力。4.2 工程实例新建成都至蒲江铁路工程成都西特大桥（32+48+32）m双线预应力混凝土连续箱梁图号：成蒲施桥-01-T-05 中所有纵向预应力钢束 N1N25(备)的锚下控制应力con均为：1302MPa，根据设计文件要求，施工时需按照实际测定的管道摩阻和锚具应力损失对张拉控制应力k进行调整。4.2.1 管道摩阻系数的测定（1）测试原理本次测试方法与常规测试方法比较，主要特点是：图 l 中约束垫板的圆孔直径与管道直径相等，预应力筋以直线形式穿过喇叭口和压力传感器，预应力筋与二者没有接触，故所测数据仅包括管道摩阻力，保证了管道摩阻损失测试的正确性。而常规测试所测摩阻力包括了喇叭口的摩阻力，名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 10 页 -3-测试原理上存在缺陷。2)摩阻损失的计算公式平面曲线和空间曲线力筋的管道摩阻损失的计算公式统一为：s=con1-e-(U+KX)式中:con：钢筋(锚下)控制应力(MPa)：s:由摩擦引起的应力损失(MPa)：:从张拉端至计算截面的长度上，钢筋弯起角之和(rad)：X:从张拉端至计算截面的管道长度(m)；U:钢筋与管道壁之间的摩擦系数：K:考虑每米管道对其设计位置的偏差系数。(3)测试结果与分析通过委托“国家金属制品质量监督检验中心”对新建成都至蒲江铁路工程成都西特大桥（32+48+32）m 双线预应力混凝土连续箱梁名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页，共 10 页 -4-0#梁段纵向钢绞线束进行摩阻损失测试。预应力管道采用外径87mm,内径 80mm 金属波纹管成孔，对该梁的Nl 左外、N1右外、N9左、N9右四个孔道进行管道摩阻测试，实测结果为：U=0.2643，k=0.00213。实测结果的摩阻系数U比设计值的 U=0.25 大，实测结果的管道位置的偏差系数 K比设计值的 K=0.0025 小。4.2.2 锚口摩阻和喇叭口摩阻的测定 (1)测试原理锚口摩阻及喇叭口摩阻试验在混凝土试件上进行，截面中心处的预应力管道为直线管道，采用的成孔方式及锚具、锚垫板与梁体相同。试验采用单端张拉方式，试验张拉控制力为预应力钢绞线的0.8 fptkAp（A，为 9 根钢绞线的面积）。(2)测试结果及分析通过委托“国家金属制品质量监督检验中心”，根据上述的测试原理，经过现场试验 3 个试验试件，得出测试结果见表l，锚口摩阻和喇叭口摩阻损失的平均值为4.6%。该实测值比设计值(6%)偏小名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 7 页，共 10 页 -5-1.4%。表 l 锚具摩阻损失测试结果试件编号第一组第二组第三组锚具摩阻损失4.8%4.6%4.5%平均值：4.6%5 张拉控制应力的调整5.1 调整锚下控制应力和锚外控制应力为保证梁体的设计张拉应力准确的施加于梁体，须根据实际的管道摩阻和锚具摩阻对设计张拉应力进行调整。下面对新建成都至蒲江铁路工程（DK6+190.0）成都西特大桥（32+48+32）m双线预应力混凝土连续箱梁进行纵向预应力体系张拉控制应力的调整。2.1.1 根据设计参数计算跨中控制应力con=K(1-12)(1)1=cone-(U+KX)(2)i=i-1e-(U+KX)(3)式中:con:预应力筋锚下控制应力(M Pa)：k:预应力筋锚外控制应力(M Pa)：12:由锚口及喇叭口造成的摩阻损失(M Pa)；1:第一段末控制应力(M Pa)；名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 8 页，共 10 页 -6-i:第 i 段末控制应力(M Pa）；i-1:第 i 段首控制应力(M Pa)：:力筋张拉端曲线的切线与计算截面曲绒的切线之夹角，称为曲线包角；X:从张拉端至计算截面的管道长度；U:力筋与管道壁之间的摩擦系数；K:考虑管道对其设计位置的偏差系数。根据式(1)、(2)、(3)和设计参数可得表2。表 2 设计参数计算数据钢束编号1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 张拉控制应力k（MPa)锚具摩阻损失12（%)锚下控制应力con（MPa)第一段长度（m)第一段末应力1（MPa)第二段角度（rad)第二段长度（m)第二段末应力2（MPa)第三段长度（m)跨中应力3（MPa)N1 1385.1 0.06 1302 5.000 /0/1285.8 N2 1385.1 0.06 1302 6.000 /0/1282.6 N3 1385.1 0.06 1302 1.963 1295.6 0.0125 0.075 1291.3 9.463 1261.2 N4 1385.1 0.06 1302 1.963 1295.6 0.0125 0.075 1291.3 12.963 1250.2 N5 1385.1 0.06 1302 1.963 1295.6 0.0125 0.075 1291.3 16.963 1237.7 N9 1385.1 0.06 1302 2.319 1294.5 0.2606 1.564 1208.1 1.214 1204.4 N10 1385.1 0.06 1302 3.485 1290.7 0.1974 1.184 1224.9 3.406 1214.5 N11 1385.1 0.06 1302 3.995 1289.1 0.1974 1.184 1223.4 6.406 1203.9 N12 1385.1 0.06 1302 1.197 1289.1 0.3883 2.33 1171.2 11.620 1137.6 N13 1385.1 0.06 1302 1.470 1297.2 0.3883 2.487 1169.9 15.239 1015.3 注：设计的管道摩阻系数u=0.25,偏差系数 k=0.0025 5.1.2计算施工锚下控制应力根据实测的管道摩阻和锚具摩阻，运用式(1)、(2)、(3)名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 9 页，共 10 页 -7-反算施工锚下控制应力和锚外控制应力。各项参数及结果见表3。表 3 施工参数计算数据钢束编号1 2 3 4 5 6 7 8 9 跨中应力3（MPa)管道摩阻系数偏差系数 k 第二段末应力2（MPa)第一段末应力1（MPa)锚下控制应力con（MPa)锚具摩阻损失12（%)实际张拉控制应力 k（MPa)设计张拉控制应力k（MPa)设计与实际k 偏差（%）N1 1285.8 0.2643 0.00213/1299.4 4.6 1362 1385.1 -1.69 N2 1282.6 0.2643 0.00213/1298.9 4.6 1362 1385.1 -1.73 N3 1261.2 0.2643 0.00213 1286.4 1290.8 1296.2 4.6 1359 1385.1 -1.94 N4 1250.2 0.2643 0.00213 1284.2 1288.7 1294.1 4.6 1356 1385.1 -2.11 N5 1237.7 0.2643 0.00213 1281.6 1286.1 1291.4 4.6 1354 1385.1 -2.32 N9 1204.4 0.2643 0.00213 1207.5 1291.6 1298.0 4.6 1361 1385.1 -1.80 N10 1214.5 0.2643 0.00213 1223.3 1288.4 1297.9 4.6 1360 1385.1 -1.81 N11 1203.9 0.2643 0.00213 1220.2 1285.2 1296.1 4.6 1359 1385.1 -1.95 N12 1137.6 0.2643 0.00213 1165.4 1284.3 1287.6 4.6 1350 1385.1 -2.62 N13 1015.3 0.2643 0.00213 1149.7 1267.3 1271.3 4.6 1333 1385.1 -3.94 平均值：1355 1385.1 -2.22 注：实测的管道摩阻系数u=0.2643,偏差系数 k=0.00213 5.2 计算的结果与分析由表 2 和表 3 的数据可知，根据实测的管道摩阻和锚具摩阻参数计算出的张拉控制应力比设计值平均小-2.22%，偏差比较大。其原因是：施工中预应力管道不平顺，另外锚具的摩阻 4.6%比设计值 6%小。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 10 页，共 10 页 -