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1、 25m 预制箱梁预应力张拉计算书25m 箱梁预应力张拉计算书 1、 工程概况桥梁全长 315m，桥面全宽 40 米，断面分配形式：3m（栏杆+人行道）+3m（非机动车道）+2m（侧分带）+11m（机动车道）+2m（中分带）+11m（机动车道）+2m（侧分带）+3m（非机动车道）+3m（人行道+栏杆）=40m。设计桥跨布置为：425m40m60m40m325m，主桥为三跨变截面连续箱梁结构，引桥为 25m 跨装配式小箱梁结构。本计算书针对引桥的预制箱梁。预制箱梁分布于桥前 4 跨及后 3 跨，分中跨中梁、中跨边梁、边跨中梁、边跨边梁四种型号，共 84 片梁。各梁的预应力筋分布情况如下表所示：腹
2、板 N1、N2 底板 N3、N4 顶板 T1、T2箱梁名称数量(片) 波纹管 钢绞线 波纹管 钢绞线 波纹管 钢绞线中跨中梁 24 内 55 4 s15.2 内 50 3 s15.2 内90*255 s15.2中跨边梁 12 内 55 4 s15.2 内 50 3 s15.2 内90*255 s15.2边跨中梁 32 内 55 4 s15.2 内 55 4 s15.2 内90*255 s15.2边跨边梁 16 内 55 4 s15.2 内 55 4 s15.2 内90*255 s15.225m 预制箱梁为单箱单室构造，梁高 1.4m，梁底宽 1m，中梁顶宽 2.4m，边梁顶宽 2.85m，砼强
3、度 C50。预应力筋均为纵向，分布在底板、腹板及顶板，其中底板 4 束，腹板 4 束，顶板 5 束，对称于梁横断方向中线布置。钢绞线采用符合 GB/T5224-2003 标准 25m 预制箱梁预应力张拉计算书的低松驰高强度预应力钢绞线，单根钢绞线直径 s15.2，标准强度 Ryb =1860MPa，公称截面积 Ap=139mm2，弹性模量 Ep=1.95*105 MPa，松驰系数:0.3。试验检测的钢绞线弹性模量 Ep=1.91*105 MPa。预应力管道采用塑料波纹管，腹板及底板为圆孔，所配锚具为 M15-3 及M15-4，顶板为长圆孔，所配锚具为 BM15-5。2、 后张法钢绞线理论伸长值
4、计算公式及参数后张法预应力钢绞线在张拉过程中，主要受到两方面的因素影响：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。2.1、力学指标及计算参数预应力筋力学性能指标及相关计算参数如下：弹性模量：Ep=1.91*10 5 MPa标准强度：R yb =1860MPa张拉控制应力：con=0.75*R yb =1395MPa钢绞线松驰系数：0.3孔道偏差系数：=0.0015孔道摩阻系数：=0.15锚具变形及钢束回缩每端按 6mm 计2.2、理论伸长值的计算根据公路桥梁施工技术规范(JTJ 0
5、41-2000)，关于预应筋伸长值的计算按如下公式进行： 25m 预制箱梁预应力张拉计算书（公式 1）=式中：L各分段预应力筋的理论伸长值（mm ） ；Pp预应力筋的平均张拉力（KN） ；L预应力筋的长度（ m） ；Ap预应力筋的截面面积（mm 2） ；Ep预应力筋的弹性模量（ Mpa） 。预应力筋的平均张拉力 Pp 按如下公式计算：（公式 2）=(1(+）+上式中：P预应力筋张拉端的张拉力（ KN） ；从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和（rad） ；x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孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数（1/m） ， ；预应力筋与孔
6、道壁之间的磨擦系数。上式中的 k 值在管道弯曲及直线部分全长均应考虑该影响， 值只在管道弯曲部分考虑该系数的影响。预应力张拉端的张拉力 P 值按如下公式计算：（公式 3）= 11000上式中：P预应力筋的张拉力（ KN） ；con 预应力筋的张拉控制力（MPa） ；Ap每根预应力筋的截面面积（ mm2） ；n同时张拉预应力筋的根数；b超张拉系数，不超张拉时为 1.0。 25m 预制箱梁预应力张拉计算书2.3、实际伸长值的量测及计算预应力筋在张拉之前，要先调整到初应力 0，一般取控制应力 con 的10%15%） ，本桥取 10%，即 0=0.1con=139.5MPa ，张拉到初应力后再开始张
7、拉和量测伸长值。实测伸长值除张拉时量测的伸长值外，还应加上初应力时的推处伸长值，先张法还应扣除混凝土结构在张拉过程中产生的弹性压缩值。实际伸长值总量L 的计算公式如下：（公式 4） L= L1+ L2-上式中：L 1从初应力至最大张拉力间的实测伸长值（mm） ；L 2初应力 0 时推算伸长值（mm） ；C混凝土构件在张拉过程中的弹性压缩值（ mm） ，一般情况下可忽略不计。上式中L 2按下式计算：（公式 5） L2=0式中各符号的含义与上述相同。3、 设计对预应力工艺的有关要求3.1、对混凝土强度、龄期的要求箱梁混凝土强度达到设计强度的 85%，且混凝土龄期不小于 7d 时，方可张拉预应力钢束
8、。3.2、对张拉力的要求预制梁内正弯矩钢束及墩顶连续段处的负弯矩钢束均采用两端同时张拉，锚下控制力为 0.75*Ryb=1395MPa。施加的预应力采用张拉力与伸长值双控。 25m 预制箱梁预应力张拉计算书3.3、对伸长值的要求当预应力张拉到设计张拉力时，实际伸长值与理论伸长值的误差应控制在6%以内，实际伸长值应扣除钢束的非弹性变形的影响，各钢束伸长值（两端之和）详下表：钢束理论伸长值一览表（设计图） 单位：mm项 目 N1 N2 N3 N4 T1 T2中 跨 173 173 173 172边 跨 174 173 173 17350 1003.4、对压浆工艺的要求孔道压浆采用真空辅助压浆，孔道
9、压浆采用 M50 水泥浆，要求压浆饱满。水泥浆强度达到 40MPa 时箱梁方可吊装。4、 后张法预应力钢绞线理论伸长值的计算本桥箱梁预应力筋既有平弯又有竖弯，直线段与曲线段交错分布，故进行分段计算，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：（公式 6）=(+）（公式 7）=+上式中：Pp 分段的平均张拉力（ KN） ；Pz分段的终点张拉力（KN） ；Pq分段的起点张拉力（KN） ；其余符号的意义同上。其它各段的起终点力可以从张拉端开始进行逐步的计算。中跨及边跨各钢束仅计算半边钢绞线的伸长量，中跨按计算的伸长量乘以 2 为总的伸长量，边 25m 预制箱梁预应力
10、张拉计算书跨按计算的半边的伸长量加中跨半边的伸长量为总的伸长量。顶板束为直线，不需分段计算。计算钢束的伸长量时还应考虑千斤顶的计算长度及工具锚的长度，张拉端还应考虑千斤顶及工具锚的长度。千斤顶的计算长度为 0.35m，工具锚的长度为 0.07m。一根钢绞线张拉端的张拉力：= 11000=1395*139*1*0.001*1=193.905KN预制箱梁区分中跨及边跨及不同的钢束分段进行理论伸长量的计算，中跨的两端伸长量按半边梁乘 2 计，边跨的两端伸长量按非连续端半边梁加中跨半边梁计，其计算表详附表 1“25m 预制箱梁预应力筋理论伸长量计算表” ，计算结果如下表：钢束理论伸长值一览表（计算结果
11、） 单位：mm项 目 N1 N2 N3 N4 T1 T2中 跨 183 183 183 182边 跨 183 183 182 18357 1085、 千斤顶张拉力与对应油表读数的计算5.1、钢绞线张拉控制应力的计算根据设计图提供的数据，张拉控制应力 con=0.75*R yb =1395MPa，截面积 Ap=139mm2，低松驰预应力筋不考虑超张拉，则按“公式 3”计算得各预应力张拉端的张拉力 P 值如下表所示：预应力张拉端的张拉力 单位：KN钢束规格 1 s15.2 4 s15.2 3 s15.2 5 s15.2锚下张拉力 193.905 775.620 581.715 969.525 25
12、m 预制箱梁预应力张拉计算书5.2、油表检测结果本工程使用的油压千斤顶的型号为 YCW100C-200，是预应力穿心式通用万能型千斤顶，与 M15 型锚具配套使用，其公称张拉力 1000KN，张拉行程200mm。千斤顶共 2 套，编号分别为 10901、101101，10901#千斤顶配套使用的油压表编号为 12334.103，101101#千斤顶配套使用的油压表编号为12333.103。油表的检测结果如下表：10901#千斤顶油表检测结果负荷(KN)实测油表读数(MPa)回归方程计算的油表读数(MPa)油表偏差(%)0 - - -200 9.33 9.16 1.8400 19.90 19.9
13、2 0.1600 30.23 30.68 1.5800 41.73 41.45 -0.71000 52.23 52.21 0回归方程：Y=0.053815X-1.605 X:力值(KN) Y=油表读数(MPa) r=0.999863101101#千斤顶油表检测结果负荷(KN)实测油表读数(MPa)回归方程计算的油表读数(MPa)油表偏差(%)0 - - -200 9.43 9.27 -1.7400 20.23 19.96 -1.3600 30.27 30.65 1.3800 41.27 41.35 0.21000 52.27 52.04 -0.4 25m 预制箱梁预应力张拉计算书回归方程：Y=
14、0.05346X-1.422 X:力值(KN) Y=油表读数(MPa) r=0.999896从以上两表中可知，油表的最大偏差分别为 1.8%、-1.7%，均出现在力值为200KN 处，故初应力不按回归方程计算，但终值计算时可以使用。5.3、油表读数的计算按不同的钢束区分使用不同的油压千斤顶分别计算10%con、2 0%con、100%con 的油表读数，初应力的力值用内插法计算，终值用回归方程计算，计算结果如下表：10901#千斤顶张拉时各阶段的油表读数 单位：MPa10%con 20%con 100%con钢束规格力值(KN) 读数 力值(KN) 读数 力值(KN) 读数1 s15.2 19.391 0.90 38.781 1.81 193.905 9.054 s15.2 77.562 3.62 155.124 7.24 775.620 40.133 s15.2 58.172 2.71 116.343 5.43 581.715 29.705 s15.2 96.953 4.52 193.905 9.05 969.925 50.57101101#千斤顶张拉时各阶段的油表读数
