后张法预应力钢绞线伸长量计算书00讲课稿.doc
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1、Good is good, but better carries it.精益求精,善益求善。后张法预应力钢绞线伸长量计算书00-后张法预应力钢绞线张拉计算及说明目录A钢绞线伸长量计算方法3计算说明:3计算中有关数据3钢绞线长度3Po,P的计算(=0.1k)3钢绞线理论伸长值计算4应力与伸长值及压力表读数之间的关系4张拉过程及发现问题5采取措施6经验总结和体会7B钢绞线伸长量计算8一、主要计算公式81.伸长量计算公式:82.平均张拉力8二、示例8三、其它8C预应力钢绞线张拉伸长值的计算与施工操作81预应力伸长量的计算92施工控制102.1钢绞线编穿束102.2张拉及实际伸长值测量10结束语:10
2、D设计伸长量复核11一、计算公式及参数111、预应力平均张拉力计算公式及参数:112、预应力筋的理论伸长值计算公式及参数:11二、伸长量计算:111、N1束一端的伸长量:112、N2束一端的伸长量:11E张拉时理论伸长量计算12一、计算参数:12二、张拉时理论伸长量计算:121、N1束一端的伸长量:122、N2束一端的伸长量:12三、千斤顶张拉力与对应油表读数计算12一、钢绞线的张拉控制应力:12二、1523号千斤顶张拉、0050号油表时:12三、1524号千斤顶张拉、0054号油表时:13四、1525号千斤顶张拉、0077号油表时:13五、1526号千斤顶张拉、0064号油表时:13F30m
3、后张梁张拉计算书13一、材料及性能13二、张拉力计算14三、施工控制应力与压力表的关系:14四、伸长量计算:14五、质量控制15六、计算伸长量15七、张拉顺序15钢绞线张拉伸长量计算15钢绞线张拉伸长量的计算15一、直线布置的钢绞线伸长量计算15二、曲线布置的钢绞线伸长量计算15例:某盖梁钢绞线伸长量计算15三、CASIOfx-4800P计算器的钢绞线伸长量计算程序17四、千斤顶标定及计算中注意的问题17高强度低松弛预应力热镀锌钢绞线17前言171范围182引用标准183定义184几何尺寸及允许偏差185技术要求196试验方法217检验规则228包装、标志和质量证明书23附录A23(标准的附录
4、)23屈服负荷试验23附录B23(标准的附录)23松弛试验23附录C24(标准的附录)24偏斜拉伸试验24附录D26(标准的附录)26脉动拉伸疲劳试验26A钢绞线伸长量计算方法关数据的采用与理论伸长值的计算计算说明: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=P0L/(AyEg)式中:L:钢绞线直线段理论伸长值(mm);P0:计算截
5、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=PL/(AyEg)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=P1-(1-e-(kx+u)P=P1-e-(kx+u)/(kx+u):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);: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;计算中有关数据Ay=1406=840
6、mm2(试验值)Rby=1860Mpak=0.75Rby=1395MpaEg=1.96105Mpa(试验值)K=0.015(规范取值)U=0.225(规范取值)=0.0436rad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:1.915m2直线段长:15.771mPo,P的计算(=0.1k)P=0.1k840=0.11395840=117180NP=P1-e-(kx+u)/(kx+u)=1171800.0126/0.0127=116439NPo=P1-(-e-(kx+u)=117180(1-0.0
7、126)=115704N钢绞线理论伸长值计算当=0.1k时千斤顶部分:L=PL/(AyEg)=1171804502/(8401.96105)=0.64mm曲线部分:L=2PL/(AyEg)=11643919152/(8401.96105)=2.71mm直线部分:L=PoL/(AyEg)=11570415771/(8401.96105)=11.08mmL=0.64+2.71+11.08=14.43mm当=k时L=144.3mm当=1.05k时L=144.31.05=151.51mm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,156
8、2#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)=0.1k=0.2k=k=1.05k张拉力(KN)117.18234.361171.801230.39伸长值(mm)14.4828.96144.80152.04压力表读数(Mpa)1562#4.218.4342.1944.301557#4.208.4242.2244.34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
9、程序进行施工(00.1k0.2k1.05k持荷5分钟k),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0.1k,量出千斤顶相应的伸长值,再依次张拉到0.2k,k,1.05k,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0.1k0.2k1.0k1.05kN1022#油表读数(Mpa)4.218.4342.1944.30伸长值(mm)19398586023#油表读数(Mpa)4.208.4242.2244.34伸长值(mm)14287683通过对记录数据的分析计算,0至0.1k之间的伸长值,用相邻段伸长值代替(0.1k到0.2k),并扣除混凝土
10、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=157.5mmL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.采取措施通过以
11、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0.1k到0.2k比从0到0.1k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
12、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:00.25k0.5kk(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0.25k0.5k1.0kN1022#油表读数
13、(Mpa)10.8921.2642.00伸长值(mm)274988023#油表读数(Mpa)11.1921.5342.20伸长值(mm)375393L实=88-27+(49-27)+93-37+(53-37)-C=150.5mmL实/L=150.5/144.3=104%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(G
14、B/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B钢绞线伸长量计算一、主要计算公式
15、1.伸长量计算公式:L=(P平L)/(EA)(1)L:钢绞线伸长量,P平:钢绞线平均张拉力,NL:钢绞线长度,E:钢绞线弹性模量,MPa一般图纸中有说明,但以试验室实测数据为准;A:钢绞线截面积,单根15.24钢绞线有效截面积为14022.平均张拉力P平=P1-e-(kL+)/(KL+)(2)P:张拉端张拉力,单根钢绞线张拉力P=18600.75140=195.3KNK:孔道摩擦影响系数,图纸中有说明;:钢绞线与孔道的摩擦系数,图纸中有说明,:从张拉端至计算截面的孔道切线转角之和,当有平弯时同样参与计算,Rad(弧度)二、示例图中L1=5米,L2=8,L3=10;1=10.30,2=8.10,
16、3=5.60钢绞线为15束,弹性模量E=2.0105MPa,=0.15;k=0.001计算过程如下:1.=(10.3+8.1+5.6)/180=0.419(Rad);2.根据P平=P1-e-(kL+)/(KL+)=195.3151-e-(0.00123+0.150.419)/(0.00123+0.150.419)=2807.3KN3.根据L=(P平L)/(EA)=(2807.323)/(2.010514015)=15.3三、其它1.一般估计时每米钢绞线按伸长0.6考虑,2.两端张拉时算出一半2,3.根据校顶报告计算张拉力时采用内差法;4.有平弯时也要参与计算。5.因为误差极小,所以,可用钢绞线
17、的切线长可代替钢绞线长C预应力钢绞线张拉伸长值的计算与施工操作建筑施工2010-04-0800:17:17阅读80评论0字号:大中小摘要:预应力张拉计算伸长量计算方法及施工测量控制,现场准确施加预应力的方法,提出计算与施工时的注意事项关键词:预应力筋;伸长量计算;张拉控制;实际伸长值测量预应力技术在的普遍应用,大大提高了结构自身的承载能力,结构自身重量也随之改变,节约了大量钢材、混凝土及其原材料,加快了公路建设的进程,取得了一定的经济和社会效益。同时,预应力技术在结构的使用性能和寿命上起着举足轻重的作用,所以预应力的控制尤为重要。在施工过程中,为了保证施工质量,预应力张拉要求采用双控,即应力控
18、制为主,伸长量控制为辅,计算伸长值与实际测量伸长值的差值应控制在6%范围内,因此伸长量的计算显得十分重要。笔者根据商界高速公路SDN6合同段箱梁的预应力张拉施工过程控制和自己的施工体会,结合相关资料,对伸长值的计算与操作检测谈谈自己的观点。商界高速公路SDN6合同段堡子沟中桥为装配式部分预应力混凝土箱梁,先简支安装、现浇连续接头的先简支后连续的结构体系,桥梁中心线与水流方向夹角为900。桥型结构为3孔20m。箱梁预应力筋两腹板对称设置,每腹板3组,锚具采用OVM15-5型,腹板钢绞线在竖平面与水平面内同时弯曲。1预应力伸长量的计算预应力施工分为两种,即先张法和后张法,先张法即先张拉预应力后进行
19、钢筋砼施工,一般为直线,计算简便,可作为后张法不计管道摩擦来进行计算,张拉工艺有整体张拉和单根张拉两种。后张法施工先进行构件的浇筑,浇筑前应先预埋节道,然后进行穿束张拉。后张法预应力筋线形为直线、曲线组合布设,以梁板为例,在跨中主要抵抗荷载的正弯距,在梁端抵抗荷载作用时产生的负弯距,所以预应力筋线形是由直、曲相结合来进行体系转换。由于不同线型区间平均应力存在很大差异,因此为确保计算准确,需分各计算伸长量后进行累加。在预应力筋的张拉施工中,为了保证施工质量,规范要求除了用应力控制外,还需用伸长值进行校核,使实际伸长值与理论伸长值的差控制在6%以内,因此张拉前的伸长值计算显得十分重要。在此,笔者根
20、据有关资料和自己的施工体会,对张拉应力伸长值的计算与测定谈几点看法。根据施工规范,L=L1+L2+L3+Li,L为预应力筋工作长度的理论伸长值。对于个线形区间的计算伸长值L,计算式为:理论伸长量:L=PP*X/(AP*EP)式中,PP为第i段的平均张拉力.N,Li为第i段的工作长.cm,AP为预应力筋截面面积.mm2,EP为预应力筋弹性模量。锚下平均张拉力的计算公式为:PP=P(1-e-(KX+)/(KX+)式中,P为预应力钢材张拉端的张拉力.N,L为从张拉端至计算截面的孔道长度.m,为从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和,对于圆曲线,为该段的圆心角,如果孔道在竖平面和水平面内同时弯曲
21、时,则为双向弯曲夹角之矢量和.rad,K为孔道1m局部偏差对摩擦的影响系数;为预应力筋与孔道壁的摩擦因数。各段落区间的应力计算值在计算过程中并不能采用锚下平均张拉应力,而是采用克服了从张拉端至第1-i段的摩阻力后的剩余有效张拉力值,它随区段的增加而减小。为减少摩檫损失,在张拉过程中采用以下措施:(1)采用两端张拉,以减少值及管道长度L值;(2)采用超张拉,其张拉工艺程序为:0初应力(一般为10%k)103%k持荷5mink。2施工控制预应力筋施加是否准确,除了计算计算参数取值和确定外界摩檫条件外,还与施工控制有密切关系。施工过程控制的好坏,直接影响到计算取值的准确性,严格按照设计要求进行预留管
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