后张法预应力钢绞线张拉锚下应力的准确控制

后张法预应力钢绞线张拉锚下应力的准确

控制

2011年第1期SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATIONO建筑与工程0科技信息

后张法预应力钢绞线张拉锚下应力的准确控制

朱光业

(中铁十四局集团有限公司青岛工程分公司山东青岛266061)

【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%.所以伸长值的计算及锚下应力的

控制就相当重要.本文结合实际施工过程,通过对后张法预应力预制箱梁中预应力钢绞线伸长值的计算及实际操作中锚下应力的准确控制.总

结出一套较适用于现场施工的使锚下应力准确达到设计应力的方法.

【关键词】后张法;预应力钢绞线;锚下应力;控制.

1工程概况

国道109线东察高速第三标段阿布亥沟大桥位于阿布亥沟与达

嘎沟与东查干呼素沟交汇处下游,桥梁与河流交角为6O.,半幅桥宽

13.0m,全长406.6m.阿布亥沟大桥为2O孔一2O米装配式部分预应力

砼箱梁桥,柱式桥墩,肋式桥台,钻孔灌注桩基础.

2结构设计形式

2O米预应力箱梁采用单箱单室斜腹板断面.梁高1.2m,混凝土设

计强度等级为C50.纵向预应力束N1,N2,N3分别采用低松弛钢绞线

配OVM15—3型,OVM15—4型和OVM15—3型锚具.钢束N1,N2,N3采用两端张拉.

预应力钢束采用ASTMA416—270级低松弛钢绞线.其抗拉标准

强度为Rby=1860MPa,锚下张拉控制力为k=O.75Rby=1395MPa.

3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}(JVJ041—2000忡关于预应筋伸长值的计算按照以下公式:

A~=PxLx[(1一e一(KL+0))/(KL+0)】/(AyxE(1)

式中:

△r一各分段预应力筋的理论伸长值(mm);

P——各分段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):

I一预应力筋的分段长度(rrIIT1);

Ay——预应力筋的截面面积(mm);

Eg——预应力筋的弹性模量(MPa);

0——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——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——L道每米局部偏差对摩擦的影响系数(1/m),管道

弯曲及直线部分全长均考虑该影响:

II一预应力筋与L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Eg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.Eg的理论值为Eg=(1.9～1.95)xl05MPa,而将钢

绞线进行检测试验,弹性模量则常出现Eg:(1.96～2.04)×

105MPa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Eg=pxl/(AyxAL1可

知,若Av偏小,则得到了偏大的值,虽然Eg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

实际的,所以要按实测值Eg进行计算.

公式(1)中的k和"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

288

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:

Pz=Pq~e一(KX+e)

式中:Pz——分段终点力(N)

Pq——分段的起点力(N)

0,x,k,——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.

下面以预制箱粱中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.

纵向钢绞线钢束根据设计图纸及规范和实测数据,已知以下参数(表1):

表1计算参数

项目名称取值

张拉控制应力1395MPa.

钢绞线面积Ag140m

弹性模量Eg1.96x105MPa

管道摩阻系数"O.23

管道偏差系数k0.0015

根据钢绞线曲线要素,可以计算出各分段长度,根据公式计算出

伸长量,纵向钢束N1,N2,N3纵向布置为对称结构,因此采用计算一

半钢绞线的伸长值然后乘以二的方法,如表2,表3,表4所示.表2N1钢束

预应力钢线段长度

张拉端张拉控制

筋线段Li(m1O(rad)kLi+~0e一(kLi+lxO1—J3—

Nk=

.

5

...

8

,,

5.9....

k

..,—

N

—

预应力钢筋各分段

终点力(kN)理论伸长值(Ⅱu

585.9

14.797O0.00719550.992830326581.699287834.19

24.538O.1l30.0327970.96773499562.93O754431.7l

30459O0.oo068850.9993l1737562.54330993.15