桥梁工程--后张法20米空心板预应力张拉计算

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后张法20米空心板梁张拉计算书

工程概况:

**二级公路工程中桥,桥面结构为3跨20m预应力钢筋砼空心板。

一、预应力筋材料与张拉设备

(一)、预应力筋材料:

根据设计施工图,预应力筋为φj 15.24钢绞线,标准强度Ry b=1860MPa,φj = 15.24mm。A=140mm2。经检查,其出厂质量证明材料符合规范规定的要求;经现场取样委托检验,其各项质量指标符合设计和规范规定质量标准。

(二)、预应力张拉设备规格、型号及标定情况:

1、千斤顶:采用(顶)150t/(泵)ZB4-500型,千斤顶活塞面积:A=30220mm2,

2、油表:采用1.6级YCW250B型千斤顶配套的ZB2×2/500型电动油泵。

3、锚具:根据设计图纸,采用M15—4和M15—15系列锚具;

(三)、油表量程的选用:

根据设计图纸,该梁板有两种钢束,分别由4、5股钢绞线构成,各种钢束最大控制张拉力分别为:

4股: P = 1860×1000×0.75×140/1000000×4 = 781.2KN、

5股: P = 1860×1000×0.75×140/1000000×5 = 976.5KN、

按最大控制张拉力P =976.5 KN 计算,

其油表读数Q=P/A=(976.5×1000)/30220=32.31MPa,

故油压表选用1.6级,选用量程为(1.3~2倍)×32.31 = 42.01 ~64.62(MPa)最大量程为60MP a。

(四)、张拉设备标定情况:

经区质量技术监督局2011年11月**日标定,其编号配套及曲线方程分别如下:Ⅰ#:张拉千斤01535,油压表5457,y =31.899x - 11.533, r2 = 0.9999 ;

Ⅱ#:张拉千斤01767,油压表5976, y =32.057x - 12.867, r2 = 0.9999 ;

(注:y - 张拉控制力KN;x - 张拉控制应力MPa )

二、预应力张拉控制应力计算:预应力张拉控制应力计算见下表:

三. 钢束理论伸长值计算:

(一)、、计算公式及参数:

查“《公路桥涵施工技术规范》JTG/T F50—2011”7.6.3.4和附录C1分别得:

△L=(Pp×L) /(Ep×Ap) (1)

其中:

△L—预应力钢束理论伸长值(㎜); L—预应力筋长度(㎜);

Pp—预应力钢束的平均张拉力(N);直线筋取张拉 Ay—预应力钢束截面面积(㎜2);

端的拉力;两端张拉的曲线筋,按下式(2)计算; Eg—预应力钢束弹性模量,Mpa

Pp= P×[1-e-(kx+μθ)]/(kx+μθ) (2)

其中:

Pp—预应力筋的平均张拉(N);θ-从张拉端至计算截面曲线孔道部份切线的夹角之和(rad)

P—预应力筋张拉端的张拉力(N); K—孔道每米局部偏差对摩檫的影响系数;

x—从张拉端至计算截面孔道长度(m);μ—预应力钢束与孔道壁的摩檫系数;

(二)、、钢绞线规格、形状及长度:详如下图

由设计资料和《公路桥涵施工技术规范》JTG/T F50—2011附录C1、分别得:

θN1= 40 = 0.0698 1rad ;θN2 = 90 = 0.1571 1rad ; K = 0.0015 ;

μ = 0.14~0.17,取塑料波纹管μ=0.155

(三)、、钢绞线各技术指标:

⑴、由设计文件、钢绞线出厂质量证明文件、钢绞线现场随机取样检验报告分别得:

钢绞线等级为2#低松弛钢绞线,其各项技术指标为:

公称直径:ф15.24 ;公称面积:Ap =140mm2;设计应力: Ryb=1860 Mpa ,

弹性模量:Ep=1.95×105Mpa ;张拉控制应力:0.75Ryb=0.75×1860=1395 Mpa ;⑵、张拉时,一根钢绞线的最大控制张拉力:

P1 = 0.75×Ryb×Ap = 0.75×1860×140/1000 = 195.3

钢绞线张拉端部工作长度:=400㎜

(四)、、张拉理论伸长值计算:

1、N1号钢绞线(每束均为5股钢绞线,以其1/2总长的计,下同): 根据图纸,将N 1号钢绞线一半分为三段,分别计算伸长量。即:

端部直线段L 1 = 878 mm ;曲线段L 2 = 1396 mm ;中部直线段L 3 = 15058/2 = 7529 mm ; 端部张拉控制力:P = P 1×5=195.3×5=976.5KN ;A P =140×5=700mm 2 ⑴、求△L 1:

∵L1为直线, 千斤顶工作长度=0.4m 。

∴θ=0°,L=879 + 400=1279 mm,且Pp 1 = P 1 = 976.5KN ;

∴△L1=(P1*L)/(Ep*AP)=(976500*1279)/(195000*140*5) = 9.15mm. ⑵、求△L2:

∵L2曲线, x=1396 mm, θ=4°* π/180°=0.069813(rad); P 2 = P 1 = 976.5KN

∴P P 2 = P 2[1-e (k * x+μ*θ)]/(k * x +μ*θ) =976500 *[ 1-e -(0.0015 * 1.396 +0.155 * 0.069813)

]/(0.0015 * 1.396 + 0.155 * 0.069813)

= 970221(N )

∴△L2=(Pp 2*L)/(Ep*A P )=( 970221*1396)/(195000*140*5) = 9.92mm. ⑶、求△L 3:

∵L 3直线, L = 15058/2 = 7529 mm ;

P 3 = 2 * P P2 – P 2 = 2 * 970221 - 976500 = 963942 N

∴△L 3 =(P 3×L)/(Ep ×A P )=( 963942×7529)/(195000×140×5) = 53.17mm.

⑷、∑△L=(△L 1 + △L 2 +△L 3)× 2 =(9.15 + 9.92 + 53.17)× 2 = 144.5 mm ;

2、N2号钢绞线:

①普通中板及0.13cm 翼边梁(每束4股钢绞线,以其1/2总长的计): 根据图纸,将N 2号钢绞线的一半分为对称的三段分别计算伸长量。即:

端部直线段L 1 = 2665 mm ;曲线段L 2 = 1571 mm :中部直线段L 3= 11207/2=5603.5 mm ; 端部张拉控制力:P = P 1×4=195.3×4= 781.2 KN ;A P =140×4 = 560mm 2

曲线段θ= 9°* π/180°= 0.157080 (rad) ⑴、求△L 1:

∵L1直线段, 千斤顶工作长度0.4=0.4m 。

∴θ=0°,L=2665 + 400=3065 mm,且P 1 = P = 781.2 KN ;

∴△L 1 =(P 1×L)/(E p ×A P )=(781200×3065)/(195000×140×4) = 21.93mm.

⑵、求△L 2:

∵L 2曲线段, L=1571 mm, θ= 9°* π/180°=0.15708 (rad) P 2= P 1 = 781.2KN

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