预应力张拉的准备工作和伸长量计算_预应力张拉伸长量偏差

  摘要:现在公路桥梁工程多数箱梁都采用预应力混凝土,预应力砼在承受荷载前对混凝土施加压力,使它发生预压应力和压缩变形,这种应力和变形在砼承受荷载时成为拉伸变形的储备,抵消一部分拉力所产生的变形,这样,预应力混凝土不但克服了砼极限拉伸率小,容易开裂等缺点,同时还克服了抗拉强度低的缺点。
   关键词:预应力,张拉,伸长量,计算
  Abstract: the highway bridge project now most box girder are using prestressed concrete, prestressed concrete bear loads of concrete in before pressure on, make it happen preloading stress and compression deformation, the stress and deformation in the concrete bear loads as stretching deformation of reserves, offset the deformation of part of the tension, such, prestressed concrete not only overcame in the concrete limiting tensile stress rate is small, easy to cracking and other shortcomings, and overcome the shortcomings of low tensile strength.
  Keywords: prestressed, tension, elongation, calculation
   中图分类号:X734文献标识码:A 文章编号:
   本文以津宁高速公路工程第五合同段为实体工程,40米后张法预应力小箱梁共计176片,30米后张法预应力小箱梁共计33片,13米先张法预应力箱梁45片,现浇箱梁共计41联。
  1 预应力混凝土使用的原材料的验收检测
   工程所用材料在进场时都应该首先按出厂合格证和质量证明书核查材料类别、型号、规格、数量等参数。
  1.1 钢绞线
   本工程所有的预应力箱梁均采用的是1×7-15.2-1860的标准钢绞线。经检测,弹性模量1.95×MPa。
  1.2 锚具、夹片和连接器
  1.2.1 外观检查:应从每批中抽取10%的锚具且不少于10套,检查其外观和尺寸。
  1.2.2 硬度检查:应从每批中抽取5%的锚具且不少于5套,对其中有硬度要求的零件做硬度试验,对于多孔夹片式锚具的夹片,每套至少抽取6片。
  1.2.3 静载锚固性能试验:经上述两项试验合格后,应从同批中抽取6套锚具组成3个预应力锚具组装件进行静载锚固性能试验。
  1.3 管道
   本工程采用的是圆形塑料波纹管,在进场时应当进行以下几项检验:外观、尺寸、集中荷载下径向刚度。
  2 预应力筋的制作和安装
   本工程采用的是先穿钢绞线的方法
  2.1 预应力筋的下料
  2.1.1 预应力钢绞线切断时,应采用无齿锯,严禁使用电弧切割
  2.1.2 在梁体外至少应该留取65cm的张拉工作长度。
  2.2 预应力钢绞线的安装
  2.2.1 穿钢绞线时,应当用胶带等缠住钢绞线的端部,防止破坏波纹管的完整性,并每隔2-3m将钢绞线束用细绑丝绑住,防止钢绞线“散花”,在合模前必须检查波纹管的完整性。
  2.2.2 波纹管应该定位准确,牢固。
  2.2.3 在浇筑混凝土时应该动束,防止波纹管漏浆将钢绞线固定牢固。
  2.2.4 在施工过程中,严禁电火花烧伤钢绞线。
  2.2.5 在浇筑完成后,应该对钢绞线采取防锈措施(如将外露钢绞线用塑料袋密封),将管道端部堵住,使外露钢绞线与空气隔离,防止养护、降雨、湿气等对钢绞线的锈蚀。
  3 预应力筋张拉准备工作
  3.1 预应力筋张拉或放张时,混凝土龄期、弹性模量、强度必须达到设计要求,当强度设计无具体要求时,不应低于设计强度的75%,亦应达到设计要求。
  3.2 张拉机具及设备
  3.2.1 压力表的选择
   一般规定,压力表正常允许使用的压力范围是:在静荷载条件下,不应超过测量上限值的3/4;在动荷载情况下,不应超过测量上限值的2/3。
  3.2.2 张拉机具的校验
   千斤顶和压力表必须配套校验和使用,校验应在经主管部门授权的法定计量技术机构定期进行。使用过程中,当千斤顶使用超过6个月或200次或在使用过程中出现不正常现象或检修以后应重新校验。
  3.2.3 张拉程序
   张拉程序详见JTG/T F50-2011《公路桥涵施工技术规范》,根据设计图,本工程的张拉程序为:0→0.1→0.2→张拉控制应力 (持荷5min锚固)。
  3.4张拉伸长值计算
   预应力筋的理论伸长值ΔL(mm)可按下式计算(方法很多):
   ,其中预应力筋平均张拉力;
   另一种算法:△L=×L/Eg,其中=(+)/2,,其中=×,
   式中:—预应力筋平均张拉力;
   P—预应力筋张拉端的张拉力;
  —预应力筋平均应力;
  —预应力筋起点应力;
  —预应力筋终点应力;
  —从张拉端至计算截面的孔道长度;
  θ—从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和(rad);
  μ—预应力筋与孔道道璧的摩擦系数;
  k—孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数。
  —预应力筋面积
  —预应力筋弹性模量
   因直线段和曲线段的μ值不同,计算伸长量时必须分段计算。
   以40米跨113.5°小箱梁边跨N1(锚具型号为15-5型)钢绞线为例
  
   左右对称钢绞线,计算半跨即可。分为四段来计算,即千斤顶段,直线段,曲线段,直线段。
   (1)第一段千斤顶段计算:
  
   则千斤顶段终应力伸长量为
   (2)第二段直线段计算:
  
   则第二段直线段终应力伸长量:
   (3)第三段曲线段计算
  
   则第三段曲线段终应力伸长量:
   (4)第四段直线段计算过程与第二段相同,计算结果为△=27.26mm
   综上:半跨钢绞线伸长量
  由于工作量比较大,可以将计算公式及过程输入excel表格,便于计算。表格见下;
  
  
  2.5张拉油压表度数计算及控制
   张拉机具校验后,报告上有回归曲线,该曲线是荷载值和油压表度数的线形曲线,故在知道张拉力时能够计算出相对应的油压表度数。以回归曲线y=30.054×+0.3825为例:
   —油压表度数;y—荷载值
   计算过程如下:
  
  
   在张拉过程中还要测量0.1Fcon、0.2Fcon的伸长值,故还要计算出各个荷载值所对应的伸长量,计算方法和计算总伸长量的方法一致。计算结果如下:
   伸长值△L(0.1Fcon)=12.9mm;△L(0.2Fcon)=25.8mm。
   最后将以上所有控制张拉参数汇总到一张表格上以方便施工,表格见下:
  
  
  4 预应力筋张拉施工
  4.1 安全措施
   张拉前组织专门的技术交底,并做好安全防护措施。在台座两端设置牢靠坚固的挡冲板,千斤顶后面不得站人,以防止钢绞线张拉过程中被拉断或锚具弹出伤人。高压油泵出现不正常情况时,立即停机检查。当钢铰线实测伸长值与理论计算值校差超过6%时,停止张拉,查明原因;已张拉完尚未压浆的梁,严禁搬动或剧烈震动,以防止与预应力钢铰线断裂酿成重大的质量安全事故。
  4.2 张拉注意事项
   张拉时严格采取双控措施,即以应力控制为主,伸长量作校验,实际伸长量与理论伸长量比较,误差必须保持在±6%以内,如出现任何异常的情况,应立即停止张拉,查明原因并提出解决方案,待监理工程师审查批准之后,方可继续张拉。
  结论:
   张拉在预应力砼施工过程中是相当关键一步,这道施工工序的质量对工程的寿命起着相当关键的作用,应该引起大家足够的重视。
  参考文献:
  JTG/T F50-2011《公路桥涵施工技术规范》人民交通出版社2011年8月第一版第二次印刷。
  JTG/T F50-2011《公路桥涵施工技术规范》人民交通出版社2011年8月第一版第二次印刷。
  注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。

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