30M梁板张拉计算算例.docx
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30M梁板张拉计算算例
30m预应力T梁张拉及灌浆施工技术方案
一、计算依据
1、张拉采用M15-7型和M15-8型两种锚具，张拉设备采用YDC350DX型配套千斤顶，已通过质量监督局检验所检验合格并标定，检验证书附后。
2、本桥采用高强度低松弛预应力钢绞线，单根钢绞线为15.2mm（钢绞线面积A=140mm2）,标准强度Rby=1860Mpa,弹性模量Eg=1.95×105Mpa。
锚下控制应力：
σcon=0.75×1860=1395Mpa。
3、张拉油泵采用ZB4-500型高压油泵，油表应具有不小于150mm直径的刻度盘，精度不低于1.5级，表面最大读数为60Mpa以上的压力表，读数精确度在±2％以内，一般千斤顶配有两块表。
4、张拉时采用预应力筋的张拉力与预应力筋的伸长量双控，并以预应力筋的张拉应力控制为主，以延伸量校核。
5、国道318线邛崃至名山高速公路E段两阶段施工图纸及《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000。
二、张拉程序
1、T梁钢绞线张拉程序
①中板张拉顺序：
N2→N1→N3左（右）
②边板张拉顺序：
N2→N1→N3左（右）
采用单根两端对称、均匀张拉，接头混凝土强度达到设计强度的85％以上（龄期达到7天后）时张拉。
张拉分级：
0－σ0（10％σcon）－20％σcon－100％σcon（持荷2min锚固）
张拉过程中为保证T梁整体受力平衡注意对称施工。
四、具体计算
（一）、已知条件
因30m正交预应力T梁为简支体系，梁体两端对称，故计算至跨中。
该T梁是一端简支一端连续梁，梁长：
L0=2994（cm）。
该T梁设有4束钢束，①号钢束设有8根φ15.2钢绞线，钢束长度（包括每端预留工作长度70cm）：
L1＝L0+125cm；②号钢束设有7根φ15.2钢绞线，钢束长度（包括每端预留工作长度70cm）：
L2＝L0+123.1cm；③号钢束有2束每束设有8根φ15.2钢绞线，钢束长度（包括每端预留工作长度70cm）：
L3＝L0+116cm。
该T梁①、②号钢束竖弯角度均为：
θ竖=6.5°,③号钢束竖弯角度均为：
θ竖=4.5°，①、②、③号钢束平弯角度均为：
θ平=0°。
预应力张拉千斤顶工作段长度为：
L工＝20cm，压力表回归方程：
3727号压力表（简称压力表1）为：
Y=0.0147X-0.01；4596号压力表（简称压力表2）为:
Y=0.0147X-0.1。
预应力筋为低松弛钢绞线，其截面积为：
Ap＝140mm2,弹性模量为：
Ep＝1.95×105Mpa,张拉控制应力：
σk＝1395Mpa，采用两端同时对称张拉技术。
（二）、预应力钢绞线伸长值计算公式
预应力钢绞线伸长值：
ΔL＝（Pp×L）/（Ap×Ep）,其中：
ΔL－预应力钢绞线伸长值（mm）
L－预应力钢绞线计算长度（mm），包括千斤顶工作段长度；
Ap－预应力钢绞线的截面面积（mm2）；
Ep－预应力钢绞线的弹性模量（N/mm2）；
Pp－预应力钢绞线的平均张拉力（N）；按JTJ041－2000《公路桥涵施工技术规范》附录G-8曲线筋公式计算，即Pp=P×（1-e-（kx+μθ））/（kx+μθ）；其中：
P－预应力钢束张拉端的张拉力（N）；
k－孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数（波纹管计算取0.0015）。
x－从张拉端至计算截面的孔道长度（m）；
μ－预应力钢绞线与孔道壁的摩擦系数（波纹管计算取0.2）；
θ－从张拉端至计算截面的孔道部分切线的夹角之和（rad）。
（三）、钢绞线伸长值计算
1、①号钢束预应力钢绞线一端伸长值
预应力钢绞线计算长度L1/2＝（2994＋125－2×70）/2＋20＝1509.5（cm）
每根预应力钢绞线截面面积：
Ap＝140（mm2）
预应力钢绞线弹性模量：
Ep＝1.95×105（N/mm2）
每根预应力钢绞线张拉端的平均张拉力：
Pp＝P×（1-e-（kx+μθ））/（kx+μθ）
其中：
P＝Ap×σk＝140×1395＝195300（N）
θ＝θ竖＝6.5°＝0.11320321376（rad）
kx+μθ＝0.0015×15.095＋0.2×0.11320321376＝0.04528
Pp＝195300×（1-e-0.04528）/0.04528＝190922（N）
钢绞线一端伸长值：
ΔL1＝（Pp×L）/（Ap×Ep）＝（190922×15245）/（140×1.95×105）＝106.6（mm）
2、②号钢束预应力钢绞线一端伸长值
预应力钢绞线计算长度L1/2＝（2994＋123.1－2×70）/2＋20＝1508.6（cm）
每根预应力钢绞线截面面积：
Ap＝140（mm2）
预应力钢绞线弹性模量：
Ep＝1.95×105（N/mm2）
每根预应力钢绞线张拉端的平均张拉力：
Pp＝P×（1-e-（kx+μθ））/（kx+μθ）
其中：
P＝Ap×σk＝140×1395＝195300（N）
θ＝θ竖+θ平＝6.5°＋0°＝6.5°＝0.11320321376（rad）
kx+μθ＝0.0015×15.086＋0.2×0.11320321376＝0.04527
Pp＝195300×（1-e-0.04527）/0.04527＝190945.3（N）
钢绞线一端伸长值：
ΔL2＝（Pp×L）/（Ap×Ep）＝（190945.3×15086）/（140×1.95×105）＝105.5（mm）
3、③号钢束预应力钢绞线一端伸长值
预应力钢绞线计算长度L1/2＝（2994＋116－2×70）/2＋20＝1505（cm）
每根预应力钢绞线截面面积：
Ap＝140（mm2）
预应力钢绞线弹性模量：
Ep＝1.95×105（N/mm2）
每根预应力钢绞线张拉端的平均张拉力：
Pp＝P×（1-e-（kx+μθ））/（kx+μθ）
其中：
P＝Ap×σk＝140×1395＝195300（N）
θ＝θ竖+θ平＝4.5°＋0＝4.5°＝0.0784591（rad）
kx+μθ＝0.0015×15.05＋0.2×0.0784591＝0.038267
Pp＝195300×（1-e-0.038267）/0.038267＝191569（N）
钢绞线一端伸长值：
ΔL3＝（Pp×L）/（Ap×Ep）＝（191569×15050）/（140×1.95×105）＝105.6（mm）
（四）、张拉各阶段钢束伸长值、张拉力、千斤顶压力表读数
1、①号预应力钢束
①号钢束张拉程序：
0→初应力（15%σk）→30%σk→σk（持荷2min锚固）
（1）、张拉到初应力（15%σk）时,钢束伸长值、张拉力、千斤顶压力表读数:
钢束一端伸长值:
ΔL15%＝ΔL1×15%＝106.6×15%＝16.0（mm）
钢束一端张拉力:
P15%＝8×σk×Ap×15%＝8×1395×140×105%×15%＝246078（N）＝246.078（KN）
压力表1读数:
Y10%＝Y=0.0147X-0.01＝0.0147×246.078-0.01＝3.60（Mpa）
压力表2读数:
Y10%＝Y=0.0147X-0.1＝0.0147×246.078-0.1＝3.52（Mpa）
（2）、张拉到30%σk时,钢束伸长值、张拉力、千斤顶压力表读数:
钢束一端伸长值:
ΔL30%＝ΔL1×30%＝106.6×30%＝32.0（mm）
钢束一端张拉力:
P30%＝8×σk×Ap×30%＝8×1395×140×105%×30%＝492156（N）＝492.156（KN）
压力表1读数:
Y30%＝0.0147X-0.01＝0.0147×492.156-0.01＝7.22（Mpa）
压力表2读数:
Y30%＝0.0147X-0.1＝0.0147×492.156-0.1＝7.13（Mpa）
（3）、张拉到σk时,钢束伸长值、张拉力、千斤顶压力表读数:
钢束一端伸长值:
ΔL100%＝ΔL1＝106.6（mm）
钢束一端张拉力:
P100%＝8×σk×Ap＝8×1395×140×105%＝1640520（N）＝1640.52（KN）
压力表1读数:
Y100%＝0.0147X-0.01＝0.0147×1640.52-0.01＝24.1（Mpa）
压力表2读数:
Y100%＝0.0147X-0.1＝0.0147×1640.52-0.1＝24.02（Mpa）
2、②号预应力钢束
②号钢束张拉程序：
0→初应力（15%σk）→30%σk→60%σk→σk（持荷2min锚固）
（1）、张拉到初应力（15%σk）时,钢束伸长值、张拉力、千斤顶压力表读数:
钢束一端伸长值:
ΔL15%＝ΔL2×15%＝105.5×15%＝15.8（mm）
钢束一端张拉力:
P15%＝7×σk×Ap×15%＝205065（N）＝205.065（KN）
压力表1读数:
Y15%＝0.0147X-0.01＝0.0147×205.065-0.01＝3.00（Mpa）
压力表2读数:
Y15%＝0.0147X-0.1＝0.0147×205.065-0.1＝2.91（Mpa）
（2）、张拉到初应力（30%σk）时,钢束伸长值、张拉力、千斤顶压力表读数:
钢束一端伸长值:
ΔL30%＝ΔL2×30%＝105.5×30%＝31.7（mm）
钢束一端张拉力:
P30%＝7×σk×Ap×30%＝7×1395×140×105%×30%＝430636（N）＝430.636（KN）
压力表1读数:
Y30%＝0.0147X-0.01＝0.0147×430.636-0.01＝6.33（Mpa）
压力表2读数:
Y30%＝0.0147X-0.1＝0.0147×430.636-0.1＝6.23（Mpa）
（3）、张拉到初应力（60%σk）时,钢束伸长值、张拉力、千斤顶压力表读数:
钢束一端伸长值:
ΔL60%＝ΔL2×60%＝103.3×60%＝62.0（mm）
钢束一端张拉力:
P60%＝8×σk×Ap×60%＝8×1395×140×60%＝937440（N）
＝937.440（KN）
压力表1读数:
Y60%＝0.0226X-0.1902＝0.0226×937.440-0.1902＝21.00（Mpa）
压力表2读数:
Y60%＝0.0226X+0.1191＝0.0226×937.440+0.1191＝21.31（Mpa）
（3）、张拉到σk时,钢束伸长值、张拉力、千斤顶压力表读数:
钢束一端伸长值:
ΔL100%＝ΔL2＝106.6（mm）
钢束一端张拉力:
P100%＝7×σk×Ap＝7×1395×140×105%＝1435455（N）＝1435.455（KN）
压力表1读数:
Y100%＝0.0147X-0.01＝0.0147×1435.455-0.01＝21.1（Mpa）
压力表2读数:
Y100%＝0.0147X-0.1＝0.0147×1435.455-0.1＝21（Mpa）
3、③号预应力钢束
③号钢束张拉程序：
0→初应力（15%σk）→30%σk→σk（持荷2min锚固）
（1）、张拉到初应力（15%σk）时,钢束伸长值、张拉力、千斤顶压力表读数:
钢束一端伸长值:
ΔL15%＝ΔL1×15%＝105.6×15%＝15.8（mm）
钢束一端张拉力:
P15%＝8×σk×Ap×15%＝8×1395×140×105%×15%＝246078（N）＝246.078（KN）
压力表1读数:
Y10%＝Y=0.0147X-0.01＝0.0147×246.078-0.01＝3.60（Mpa）
压力表2读数:
Y10%＝Y=0.0147X-0.1＝0.0147×246.078-0.1＝3.52（Mpa）
（2）、张拉到30%σk时,钢束伸长值、张拉力、千斤顶压力表读数:
钢束一端伸长值:
ΔL30%＝ΔL1×30%＝106.6×30%＝31.7（mm）
钢束一端张拉力:
P30%＝8×σk×Ap×30%＝8×1395×140×105%×30%＝492156（N）＝492.156（KN）
压力表1读数:
Y30%＝0.0147X-0.01＝0.0147×492.156-0.01＝7.22（Mpa）
压力表2读数:
Y30%＝0.0147X-0.1＝0.0147×492.156-0.1＝7.13（Mpa）
（3）、张拉到σk时,钢束伸长值、张拉力、千斤顶压力表读数:
钢束一端伸长值:
ΔL100%＝ΔL1＝105.6（mm）
钢束一端张拉力:
P100%＝8×σk×Ap＝8×1395×140×105%＝1640520（N）＝1640.52（KN）
压力表1读数:
Y100%＝0.0147X-0.01＝0.0147×1640.52-0.01＝24.1（Mpa）
压力表2读数:
Y100%＝0.0147X-0.1＝0.0147×1640.52-0.1＝24.02（Mpa）
1、张拉各阶段钢束伸长值、张拉力、千斤顶压力表读数汇总表
钢束伸长值、张拉力、千斤顶压力表读数汇总表
钢束编号
15%控制应力
30%控制应力
张拉力（KN）
压力表1读数（Mpa）
压力表2读数（Mpa）
伸长值（mm）
张拉力（KN）
压力表1读数（Mpa）
压力表2读数（Mpa）
伸长值（mm）
①
246.078
3.6
3.5
16
492.156
7.2
7.1
32
②
215.318
3.2
3.1
15.8
430.637
6.3
6.2
30.3
③
246.078
3.6
3.5
15.8
492.156
7.2
7.11
31.7
续上表
100%控制应力
张拉力（KN）
压力表1读数（Mpa）
压力表2读数（Mpa）
伸长值（mm）
1640.52
24.1
24
106.6
1435.455
21.1
21
105.5
1640.52
35.12
24
105.6
预应力筋张拉的实际伸长值L=L1+L2-L3
L1-从初应力至最大张拉应力间的实际伸长值（mm）;
L2-初应力以下的推算值（mm）,可采用相邻级的伸长值；
L3-从最大张拉力至持荷稳固后的回缩量（mm）。
在张拉完成后，测得的实际伸长量与计算伸长量的差值应控制在±6％以内。
预应力绞线在张拉时，分级进行张拉。
按每束设计张拉力计算分级张拉中的各级压力表读数标在压力表上并按照张拉次序将钢束进行编号，以免出错。
另外预应力筋的锚固，应在张拉控制应力处于稳定的状态下进行。
锚固阶段张拉端预应力的回缩量，应不大于设计规定或不大于6mm。
五、安全要求
1、张拉现场的周围应设有相应的警告标志，绳索阻拦。
严禁与改工作无关人员进入，梁的两端应设有较完善的安全防护措施，张拉时千斤顶对面严禁站人，以防意外。
2、参加张拉工作的人员，应是熟悉本专业的技术负责人和经培训合格后上岗的技术工人。
操作完后严禁摸踩、碰撞钢绞线或夹片。
3、工具锚和工作锚上用的夹片，使用时须分别存放，绝对不能混在一起使用。
4、千斤顶支撑必须与梁端垫板接触良好，位置正确、对称，严禁假多层铁垫板，以防支撑不稳定或受力不均倾倒伤人。
5、检查张拉设备、工具是否符合施工及安全要求。
压力表应按规定周期进行检验标定。
6、锚具使用前应经检验合格后方可使用。
7、油泵开动时，进、回油速度与压力表指针升降，应平稳、均匀一致。
安全阀保持灵敏可靠。
油泵操作人员要戴防护护眼罩。
8、预应力钢绞线下料，在清理干净的硬化场地进行。
场地内严禁动用电焊设备，防止电弧击伤钢绞线，造成钢绞线在张拉时断裂伤人。
9、夹片、锚具进场后仔细检查夹片、锚具的硬度和圆锥度以及夹片有无裂纹、有无锈蚀现象，以保证夹具具有足够的自锚能力，防止夹片、锚具弹出伤人。
10、采用油顶、油表相互匹配的预应力张拉施工设备，在使用一定时间或次数后及时校检，防止因油顶、油表不匹配造成张拉力控制不准确，产生安全事故。
11、锚垫板安装角度位置严格按设计要求，并采取锚筋与梁体钢筋焊接的方法确保锚垫板角度、位置准确。
以防应力过大，造成锚垫板松动，造成预应力施工安全事故。
12、在张拉施工时，精确调整油顶位置确保油顶、工具锚、锚具、锚垫板位于同一条线上，确保预应力施工安全。
13、张拉油顶采用安全可靠的钢支架配合导链挂吊挂，以防油顶掉落，伤及张拉操作人员。
14、张拉作业区设立钢筋栅栏及安全防护网，并设立安全防护标志，严禁非作业人员进入。
15、张拉或退锚时，张拉油顶后面严禁站人，并在张拉作业区后方设置防护板以防预应力筋拉断或锚具、夹片弹出伤人。
16、张拉作业时设置专人负责指挥，用钢板尺测量伸长量时，停止油顶张拉。
17、张拉液压系统的高压油管的接头应加防护套，以防漏油伤人。
高压油管在正式使用前作油管承压检查，保证油管的正常使用。
六、预应力孔道压浆
1、灌浆前的准备工作
预应力筋张拉完成后,经检查合格,即可用切割机切割端头钢绞线。
灌浆前,梁两端锚具部位应用水泥砂浆封端,以免泻浆及降低浆压。
2、灌浆程序
锚具封头→进浆咀安装→制浆及过虑→灌浆机压浆→排气口出浆→关闭排气口→关闭进浆口→完成灌浆。
3、设备
孔道压浆采用灰浆搅拌机制浆、采用JW180型二次搅拌注浆机压浆，灌浆压力不得小于0.5Mpa—0.6Mpa，当压浆管长度大于30mm时，应提高压力0.1—0.2Mpa。
4、材料
采用与T梁混凝土砼同标号的普通硅酸盐水泥，筛除水泥中杂物、结块。
水灰比一般宜采用0.4—0.45。
水泥浆拌和：
先下水再下水泥，拌和时间不小于1分钟，灰浆过筛后存放于储浆桶中低速搅拌，并经常保持足够的数量以保证每根管道能一次连续完成。
5、水泥浆的工地配制
①严格按配合比配料
②拌合方法：
先放入水和减水剂，再加入水泥搅拌均匀，标准搅拌时间5分钟。
③经试验测定符合水泥浆性能要求（稠度在14S－18S）
6、压浆操作要求
①打开全部进浆孔和排气孔。
②用压浆泵将水泥浆从压浆孔中压入。
③当另一端压浆孔流出的浆和压浆孔压入的浆稠度相同时，关闭原先的压浆孔。
④移至新的压浆孔继续送浆，如此不断往前直至到达另一端的排气孔。
⑤关闭排气孔阀门。
⑥逐渐升至0.6-0.7MPa时稳定一定时间（约2－5分钟）。
⑦关闭压浆嘴。
⑧填写施工记录并经质检员、监理认可，收存。
7、割束和封锚
①割束方法
钢绞线割束可在压浆前也可在压浆后，割束必须用砂轮机锯割，任何预应力钢筋均不能用电弧烧割。
割束的要求：
对于钢束切割的余留长度暂定为砂轮锯割L＞10cm。
② 封锚
封锚前应先将锚具周围冲洗干净并凿毛，然后按图纸要求布置钢筋网，浇筑封锚砼。
对于横向预应力钢筋封锚时还必须注意其颜色，必须和周围砼颜色一致，保持砼表面的美观。
封锚砼标号应符合规定，不低于设计砼的80％，即40MPa。
8、灌浆记录
操作人员应做好压浆记录，包括灌浆日期、作业时间、温度、灰浆的比例、灰浆数量、压浆压力及压浆过程中所发生的异常情况等，并在压浆后3天内送监理工程师核查。
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