预应力筋的理论张拉伸长值计算实例-文档.docx

预应力筋的理论张拉伸长值计算实例摘要：结合工程实例，介绍预应力筋理论伸长量分段计算的方法，总结了影响理论长量值的几种因素，以提高理论伸长量的计算准确性，有效控制预应力施工。关键词：预应力，理论伸长量，张拉力问题的提出目前预应力技术广泛用于公路、铁路、电力、水利等领域，施加预应力是采用应力变双控来完成的，这就要求有一个准确的理论伸长量，但规范中给出的计算公式无法适应于预应力筋分布两端不对称时的理论计算，文中从实际施工出发，讨论了理论伸长量的精确计算法。理论伸长量分段计算过程2.1 工程实例宿州新汴河特大桥大桥共有30m箱梁204片，28m箱梁48片，现以一片30m的中跨箱梁为例进行计算，预应力筋由2N1，2N2，2N3，2N4组成，N1，N2，N3，N4各由4根钢绞线组成，采用塑料波纹管成孔，预应力筋采用GB/T5224-2003预应力混凝土用钢绞线中直径为15.20mm的钢绞线，张拉采取两端对称张拉（为了计算简化，每束钢绞线仅计算其中一根的理论伸长量）。中跨钢束构造图（半跨）如图1。图12.1.1已知条件1）钢绞线的标准强度：fpk1860MPa；2）钢绞线的截面积：Ap140mm2；3）钢绞线的弹性模量：Ep1.95×105 MPa（本项目试验检测结果190.6 GPa）；4）0.23；5）k0.0015。2.1.2 张拉控制应力张拉端的张拉力按下式计算：P=con×Ap×n×1/1000×b式中： P预应力张拉力，kNcon预应力钢束的张拉控制应力，MPaAp每根预应力筋的截面积，mm2n同时张拉预应力筋的根数b超张拉系数，不超张拉的为1.02.1.3 理论伸长量分段计算N1的AD段设计总长度为14.78m，C点为钢绞线起弯点，CD0.885m，BC×5/180×R0.087266×453.927m，AB9.968m。N2的AD段设计总长度为14.796m，C点为钢绞线起弯点，CD2.507m，BC×5/180×R0.087266×453.927m，AB8.362m。第一步：将图1分解为图2；第二步：将图2分解为图3。由图可知：N1的AB段为曲线筋平弯和竖弯重合部分，AB段长度为1.506m。BC段为连接AB和CD段的直线段。N2的AB段为曲线筋平弯和竖弯重合部分，AB段长度为1.506m。BC段为连接AB和CD段的直线段。2.2 计算过程1）计算公式。pAp1395 MPa×140 mm2195.3 KN，pjpi× e-(Kxii)（i，j为连续两断面点）。式中：pj经过长度L后预应力筋的终点处张拉力，N；Pi预应力筋的起点处张拉力，N。2）N1、N2段计算数据见表1。3）工作长度65cm，理论伸长量计算如下：L工作长度PL/（ApEp）9.77mm。4）分段计算各节段间预应力筋伸长值见表2。表1：N1、N2、N3、N4的Pp计算步骤表2 分段计算各节段间预应力筋伸长值5)预应力筋理论伸长量：L（LABLBCLCDLDE）×2L工作长度。从以上例子中可以看出，理论伸长量计算方法比较准确，特别是实测伸长量在规范允许误差±6%附近浮动时，必须采取比较准确的理论伸长量计算值，否则张拉不合格的将会变为合格，给工程使用造成隐患；张拉合格的将会变为不合格的，给工程施工造成不必要的浪费。结语文中着重讨论了理论伸长量的精确计算法，施工时可以以此作为与实测伸长量的比较，确定张拉工作是否异常，分析异常原因时可以从上例看出几种因素对理论伸长量造成波动：（1）预应力筋的弹性模量随原材料的波动而波动；（2）孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数随施工队伍人员的操作质量波动而波动；（3）孔道壁与预应力筋的摩擦系数随波纹管质量、存放时间的长短变化而变化；（4）预应力筋的截面积随张拉力的变大而逐渐变小，但理论伸长量中Ap采取一恒定值与实际不符，此项因素将造成理论伸长量变小，从而不能准确判断施工中的操作结果是否合格。参考文献：城市桥梁工程施工与质量验收规范（CJJ2-2008）公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTGD62-2004）。公路桥涵施工技术规范JTJ041-2000