30m箱梁负弯矩预应力张拉计算书
1、张拉技术参数
(1).设计张拉技术参数及要求
本大桥30m箱梁负弯矩张拉采用Φj15.24mm钢铰线,标准强度Ryb =1860MPa,标准截面积A=140mm2,钢绞线弹性模量Ep=1.95×105Mpa,张拉控制应力为σk =1395 MPa (0.75Ryb)。待接头现浇砼强度达到设计强度的95%时方可张拉预应力钢束。该负弯矩张拉采用两端同时张拉的方式进行。张拉顺序为T1、T2。
预应力张拉程序按《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000)第12.10.3条规定,后张拉预应力钢绞线张拉程序为:0→初应力(持荷3min,量测引伸量δ1)→100%σk(持荷3min,量测引伸量δ2) →回油→量测引伸量δ3。初应力一般取0.1~0.15σk,初应力阶段的目的是为使预应力束每根钢绞线受力相同,同时也是预应力束延伸量测的需要。
(2).实际采用钢绞线张拉技术参数 张拉实际采用钢绞线具体力学性能如下: 标准强度:Ryb=1860MPa,
实测截面积:A=140mm2,(检定机构未检测,以标准截面积为准) 弹性模量:Ep=1.975×105Mpa,(钢绞线抽样检测平均值) 张拉控制应力:σk =1395 MPa (0.75Ryb)。 2、预应力束理论伸长值的计算
(1)根据《公路桥涵施工技术规范》第12.8.3-3条的规定,预应力束的理论伸长值为:△L=PpL/ApEp (式1)
式中:L—预应力钢绞线长度(m)。
Ap—预应力钢绞线的公称面积(mm2)。 Ep—预应力钢绞线的弹性模量(Mpa)。
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Pp—预应力钢绞线的平均张拉力(KN)。
(2)预应力钢绞线平均张拉力的计算
按《规范》(JTJ041-2000)附录规定:预应力钢绞线的平均张拉力为 Pp=P(1-e-(kx+μθ))/(kx+μθ)。 (式2) 式中:PP——预应力筋平均张拉力(KN);
P——预应力筋张拉端的张拉力(KN); x——从张拉端至计算截面的孔道长度(m);
θ——从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和(rad); k——孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数,参见附表G-8; μ——预应力筋与孔道壁的摩擦系数,参见附表G-8。 注:当预应力筋为直线时PP=P。
(JTJ 041-2000)附表G-8 系数k及μ值表
孔道成型方式 预埋铁皮管道 抽芯成型孔道 预埋金属螺旋管道 k 0.0030 0.0015 0.0015 μ 值 钢丝束、钢绞线、光面带肋钢筋 钢筋 0.35 0.40 0.55 0.20~0.25 0.60 — 精轧螺纹钢筋 — — 0.50 本桥30m箱梁采用预埋金属波纹管, K取0.0015;μ取0.23。 由于30m箱梁负弯矩预应力筋为曲线筋,根据规范要求,其理论伸长值分为3段计算,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为:Pz=Pqe-(kx+μθ) (式3)
式中: Pz ——分段终点力(KN) Pq——分段的起点力(KN) θ、x、k、μ——意义同式1、式2
其他各段的起终点力可以从张拉端开始进行逐步的计算。
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(3)T1束预应力钢绞线伸长量计算(考虑锚具及千斤顶内钢绞线长度) 根据设计图纸,负弯矩T1束预应力筋分段长度为: L1=1.752m(含锚具及千斤顶内长度0.350m);L2=3.099m; 张拉端张拉力(第一段起点张拉力)为: P=Pq1 =σk×Ap×n(根数)=1395×140×1=195.3KN 第一段平均张拉力:
首先计算θ=2.86°=2.86×π/180=0.049916416(rad) Pp1=P (1-e-(kx+μθ)) / (kx+μθ) =195.3×(1-eKN
第一段伸长量
△L1= Pp1 L1/ApEp
=193.98×1.752/(140×1×1.975×105)=12.29mm
另外,第一段终点张拉力(第二段起点张拉力)
Pz1 = Pq2= Pq1e-(kx+μθ) =195.3×e-(0.0015×1.752+0.23×0.0499) =192.56KN 第二段平均张拉力:
Pp2= Pq2 (1-e-(kx+μθ)) / (kx+μθ)
=192.56×(1-e-(0.0015×3.099+0.23×0))/ (0.0015×3.099+0.23×0) =192.21KN 第二段伸长量
△L2=Pp2 L2/ApEp
=192.21×3.099/(140×1×1.975×105)=21.54mm T1束预应力钢绞线理论伸长量为
△L=2×(△L1+△L2)= 2×(12.29+21.54)=67.66mm
(4)T2束预应力钢绞线伸长量计算(考虑锚具及千斤顶内钢绞线长度)
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-(0.0015×1.752+0.23×0.0499
)/(0.0015×1.752+0.23×0.0499)=193.98