后张法预应力钢绞线张拉伸长值的计算

科技狂济市场2006年2月杨景峰(二公局(洛阳)第四工程处河南洛阳471000)摘要:桥梁预应力施工时，采用张拉应力和伸长值双控，实际伸长值与理论伸长值误差不得超过6%,所以伸长值的计算就相当重要，本文结合实际施工过程，通过对后张法现浇预应力箱梁预应力钢绞线张拉伸长值的计算，总结出一套较适用于现场施工的伸长值的计算方法。关键词:后张法预应力伸长值计算(一)工程概况041-2000)中关于预应筋伸长值的计算按照以下公式:ApEpP(1-e-\"\"0.})Pp=kx+u0△L=PpL川j2(的，所以要按实测值印’进行计算。公式(2)中的k和u是后张法钢绞线伸长量计算中的两个重要的参数，这两个值的的大小取决于多方面的因素:管道的成型方式、力筋的类型、表面特征是光滑的还是有波纹的、表面是否有锈斑，波纹管的布设是否正确，偏差大小，弯道位置及角度等等，各个因素在施工中的变动很大，还有很多是不可能预先确定的，因此，摩擦系数的大小很大程度上取决于施工的精确程度。在工程实施中，最好对孔道磨擦系数进行测定，并对施工中影响磨擦系数的方面进行认真的检查，如波纹管的三维位置是否正确等等，以确保摩擦系数的大小基本一致。进行分段计算时，靠近张拉端第一段的终点力即为第二段的起点力，每段的终点力与起点力的关系如下式:式中:AL一各分段预应力筋的理论伸长值(mm);Pp一各分段预应力筋的平均张拉力，注意不等于各分段的起点力与终点力的平均值(N);L一预应力筋的分段长度(mm);NC-WJ1标成章互通主线桥位于常州武进区成章南，半幅桥宽17.0m，全长692.85m。其中跨越239省道的第五联采用现浇预应力连续箱梁，桥梁跨径布置为左幅(2-27+2-28+2-19.75)m;右幅(2-19.75+2-28+2-27)m，下部结构第21-23#采用独柱墩，其余采用双柱墩。(二)结构设计形式第五联现浇预应力箱梁采用单箱三室直腹板断面，梁高1.6m，混凝土设计标号为C50.纵向预应力束采用低松弛钢绞线配OVM15-15型锚具和OVM15-15L型连接器，钢绞线N1,N2,N3,N7,N8,N9采用单端Ap一预应力筋的截面面积(mm2);Ep一预应力筋的弹性模量(Mpa);p一预应力筋张拉端的张拉力，将钢绞线分段计算后，为每分段的起点张拉力，即为前段的终点张拉力(N);0一从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和，分段后为每分段中各曲线段的切线夹角和(rad);x一从张拉端至计算截面的孔道长度，整个分段计算时x等于L(m);k一孔道每束局部偏差对摩擦的影晌系数(1/m)，管道弯曲及直线部分全长均应考虑该影响;p一预应力筋与孔道壁之间的磨擦系数，只在管道弯曲部分考虑该系数的影响。从公式(1)可以看出，钢绞线的弹性模量印是决定计算值的重要因素，它的取值是否正确，对计算预应力筋伸长值的影响较大。而将钢绞线进行检测试验，弹性模量则常出现Pz=Pqe-\"P.)尸卜分段终点力(N)(3)尸q一分段的起点力(N)9,x,k,u一意义同上其他各段的起终点力可以从张拉端开始进行逐步的计算。下面以现浇箱梁22-23跨钢绞线的伸长量计算为例，进一步说明伸长量的计算方法。纵向钢绞线N4,N5,N6，横向横隔梁钢绞线N1,N2钢束大样图(图1)及N4坐标表如下(表1):(其余略)根据设计图纸及规范和实测数据，已知以下参数(表2):张拉，N4,N5,N6采用双端张拉，横向预应力束采用低松弛钢绞线配OVM15-15型锚具和OVM15-15P型固定P锚，钢绞线N1,N2采用单端张拉。预应力钢束采用ASTMA416-270级低松(三)后张法钢绞线理论伸长值计算公式说明及计算示例后张法预应力钢绞线在张拉过程中，主要受到以下两方面的因素影响:一是管道弯曲影响引起的摩擦力，二是管道偏差影响引起的摩擦力，导致钢绞线张拉时，锚下控制应力沿着管壁向梁跨中逐渐减小，因而每一段的钢绞线的伸长值也是不相同的。(公路桥梁施工技术规范》(JTJ弛钢绞线，其标准强度为R'y=1860Mpa,锚下张拉控制力为△k=0.75R气Mpa.印的理论值为Ep=(1.9-1.95)x105Mpa,Ep'=(1.96-2.04)x105Mpa的结果，这是由于实际的钢绞线的直径都偏粗，而进行试验时并未用真实的钢绞线面积进行计算，采用的是偏小的理论值代入公式进行计算，根据公式Ep=pL可知，若Ap偏小，则得到了偏大ApAL根据钢绞线要素(图1和表1)，可以计算出各分段长度，根据公式计算出伸长量，N4,NS、N6采用计算一半钢绞线的伸长值然后乘以二的方法，见表3;横隔梁钢绞线N1,N2采用钢绞线全长计算的方法，见表4:(四)张拉时钢绞线实际伸长量的测童方法的印’值，虽然印’并非真实值，但将其与钢绞线理论面积相乘所计算出的△L却是符合实际、\\一~一~一~一~.-一、钢绞线实际伸长量的测量方法有多种多样，目前使用较多的是直接测量张拉端千斤顶一一一一.一一一镇关系，促成利益共享机制的形成。要解决广州开发区与周边乡镇的利益冲突，就必须促进广州开发区与周边乡镇之间的联动发展，使其建立起共同的发展基础，形成共同的利益保障机制。循着这一思路，可以从下面几个层面展开:第一、广州开发区必须逐步培养与周边乡镇共同开发的理念，形成区域开发整体效应观念。在调整区划的同时确立开发区和乡镇之间在地域形态上的统一性，使形成两者之间的协调机制具有相应的地理基础，避免不必要的行政分割干扰了整体效应。第二、广州开发区的产业功能与周边乡镇的行政功能相结合，形成联动的功能互补。开发区的优势在于产业功能，而乡镇的优势在于行政功能。在双确立了共同发展目标后，周边乡镇的产业发展会主要依托广州开发区，而广州开发区也可以将大量的社会管理工作转移给周边乡镇，由此来实现双方的功能互补，达到既发挥了各自的优势又促进了双方的发展。第三、在招商机制上，通过广州开发区的产业辐射和项目扩散，与周边乡镇建立起联动的招商机制。并按照开发区致力于发展以高技术为先导、现代化工业为主体的新型工业园区的要求，将区内原有的一些企业转移扩散到乡镇工业小区，以此达到既带动了周边乡镇经济的发展，也符合广州开发区经济发展的内在要求的目的。为此，广州开发区可以通过提供相关的政策扶持，利用政府风险投资来吸引其他投资主体的投资。这不仅可以采取政府贷款担保来鼓励金融机构进行风险投资，还可以借助风险基金、建立风险投资经营公司、证券市场及良好的投资环境来吸引私人风险资本和境外风险资本的投入。开放、健全的投资体系，灵活的投资体制，多样化的投资主体和投资形式将为开发区后续发展的提供主要动力。参考文献:(六)建立健全灵活的投资体系。在我国加入了W丁O的背景条件下，开发区应当适时的将国外的经验与本国、本地区的实际相结合，借鉴外界的经验，进一步建立健全风险投资体制。把以政府投资为主的投资体制逐渐过渡为以私人投资和境外投资为主的风险投资体制。[1]刘思华.可持续区域经济发展论[M].北京:中国环境科学出版社，2002.[2]夏海钧.中国高新区发展之路[M].北京:中信出版，2001.[3]冯之浚.区域经济发展战略研究[M].北京:经济科学出版社，1999.892006年2月科杖任济市场表3幽了习c‘/.oNa翌cI。N5OW409)N6翻率}权Slp侧胶七毛e{。线编号分暇心L旧2.192饭n以16斌于卜9心月.沙户.)AL(助0.996TiT0.974必，0.996?F:0.盯0541，5.3h1口)194.66_‘眨皿〕194的△L总仲〔..)15.11长量〔.)00.0877740.0此澎8.门赎.l、.期双六样园国国团国kiab2.6532.1410.025M0.003212豁家刁图表H4园困}:，.、189.68189.68189.071日3.劝3182.48192.16】日，3817.公，1d.3400.10271403.081，.闷50.033DIO0.00317:1日，叮功3.43均62，20.29欢，20.994幻80.970巧40.989680182.96179.74176.115.0816.9163.0813.必困国FG4842806492147。.:二::。}。.。，01习2.劝日177.此1T7.03175.2169.9719.5843.0718.820.6818.145，5543.150.0103140.03030.005950.1027140一}N4(0M)一}人B{}，一}5842}3442断}x(、一}。。，2}125，}Y(c、一。;一}，4了}，;7588513.8851转}Za\"a时针为正，一}5.0291书0291一二::5，5.8851一3000.A*fR(cm)}一3000}一300013000}一263.33圆弧长LR(cm，一。。，一}308，3。:，一一。081}308.1巧4.2一}131:t7l*KT(c‘}一}154.2一2.，一MOER(cm)}一}}4}一}一36924192日0-5.885130003000154.2159.2159.24钢束编号$MAA号。.。。。}1175.2一0.99。W肠9.970.盯015M.5T1那169.09164.叫3.0810.日580.10271400030m00.0014370.004974169.09】‘‘.55。.，，。，}!164.040的5仍日0.9671120.的86371‘，.日194努187.94163.9219魂.82191.123.3场2.3日白0.77600.11942901953194.33发公魂16.155.1513口口园园国那0.033翻10.001lr40.028?6:0.0067190.0207600.014916}187，。187.72187.72182.4187.83185.05181.791阳，‘174.乃20别闷.d7，2.0549.9440.10271400.9716500的3加口0.9716500.98195102闷181.18176.叫173.43表2项目名称取值1395Mpa140mm'张拉控制应力Qk国国园国k1自国28.79笼2.盯61.44口2，妞，0.1027140181.18176.042.054.4792峪0.47228.560.10271400.1027140团国‘0.028754}}0.9716550.0067190.0287540.0007080.042070.023SDi0.993匀心0盯16550.的，湘173.45168.51167.38场2.‘口195，187.17168.51}1170.96167邓162.6412洲62‘167.菊ELF:58钢绞线面积Ag弹性模量Eg管道摩阻系数协管道偏差系数k张拉端的张拉力11.962.02X10'场a0.25肠162.二{】‘2187.17182.86】习2.‘2.7100.083M500.95习与50.976%80.998580191.2185.01均2.731即.49191.75日.，，6.128.195口1口3.勺71.2850.94712韶0.0015195.3KN园国0.001421.203Mr182.肠182.6178.590.08550500.9769680的$7141阳朋1花.160.妞阳0.00IZI178.27活塞伸出量的方法，笔者认为这样的测量方法存在一定的误差，这是因为工具锚端夹片张拉前经张拉操作人员用钢管敲紧后，在张拉到大。10%ak时因钢绞线受力，夹片会向内滑动，张拉到20%ak时，夹片又会继续向内滑动，这样通过测量千斤顶的伸长量而得到的10%-20%ak的伸长量比钢绞线的实际伸长值长1-2mm，若以10%-20%ak的伸长量作为0%-10%ak的伸长量，哪么在0%-20%ak的张拉控制段内，钢绞线的伸长量就有2-3mm的误差。从20%ak张拉到100%ak时，钢绞线的夹片又有2-3mm的滑动，按最小值滑动量计算单端钢绞线的伸长量就有3一4mm的误差，两侧同时张拉时共计有约6一8mm的误差(误差值的大小取决于工具锚夹片打紧程度)。对于单项张拉的N1,N2横隔梁钢铰线的理论伸长量按7.87cm计算，4mm的测量误差为(五)结束语理论伸长值计算中，钢绞线N4,N5,N6采取的是两端张拉，所以在进行伸长量计算时是计算一半钢绞线的伸长值然后乘以二的方法;口隔梁钢绞线N1,N2是单端张拉则要进行全长计算;而对于非对称结构，在计算钢绞线的伸长值时，计算原则是从两侧向中间分段计算，至跨中某一点时钢绞线的受力基本相能够满足精度要求，通过测量千斤顶活塞伸出量再进行换算的方法也可以用于实际施工中，这里我们仅是将现行规范中精确计算法及施工中误差较小的一种测量方法作了简单的介绍，希望能起到抛砖引玉的作用。由于我们水平有限，不足之处，尚请批评指正。参考文献:等即可，而不是简单的分中计算。钢绞线的分段原则是将整根钢绞线根据设计线形分成曲线连续段及直线连续段，而不能将直线段及曲线段分在同一段内。预应力筋的伸长量计算方法有多种，常用的平均力法及简化计算法在很多工程施工中也表41、叶见曙，表国干。结构设计原理「MI.北京:人民交通出版社，1996.233-235.2、范立础。预应力混凝土连续梁桥[M]。北京:人民交通出版社，1999.31-33.3、中华人民共和国行业标准:公路桥涵施工技术规范仃TJ041-2000)。北京:人民交通出版社，2000.129,339.5.1，已接近达到土6%的理论值与实测值的允许的偏差值。因此用测量千斤活塞的方法一般测出来的值都是偏大的。因此，对于钢束实际伸长值的测量，建议采用量测钢绞线绝对伸长值的方法，而不使用量测千斤顶活塞伸出量的法，后者测得的伸长值须考虑工具锚处钢束回缩及夹片滑移等影响，尤其是在钢线较长，必须进行分级张拉时，更为繁琐，若直接通过测量千顶活塞的伸出量，则误差累计更钢绞线编号L.分段ab(m)34夕5(rad)00.1325男0031田男0KX+pBODM43OD347刃01〕21953218D0OA01074e-(KX+pO)099477109叹Pq(KN)1953194沼18765186.49PzPp(KN)194.7919095187A7179.12AL蓉门一长量)(KN)1942818765(}(c甸24.07?16回横确梁N1、N2caIA64.1462.480.7160夕9拍由0921977186妇17134171满27.4315.71435?37国of099892717194171出90