张法及后张法预应力张拉伸长值计算.docx
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张法及后张法预应力张拉伸长值计算
20m后张法连续箱梁预应力计算数据
一、预应力配套张拉机具的选定及配套数量
1、圆锚张拉机具选用：
根据设计文件给定的圆锚张拉数据，采用每个钢绞线根数最多的圆锚进行计算。
查设计文件得：
钢绞线张拉控制应力σk＝1395MPa；钢绞线截面积：
Ay＝139㎜2；钢绞线最多根数：
n＝5。
计算张拉力：
Ny＝σk×Ay×n＝1395×139×5＝969525（N）
据此：
张拉机具吨位必须选用120t以上的拉伸机，所以我们可采用规格为120t的油压千斤顶最为合适，配电动高压油泵进行张拉，压力表选用应与张拉力配套。
但我部现有250吨的千斤顶，也能满足施工要求。
计算如下：
250t油压千斤顶的张拉活塞面积Au=2192×3.14/4=37649mm2
计算压力表读数为Pu=Ny/Au=969525/37649=25.8MPa
所以：
可选用最大读数为（3/2～2）Pu的压力表即60MPa的压力表。
注：
Au—千斤顶的张拉活塞面积（㎜2）
Pu—压力表读数（MPa）
Ny—张拉力（N）
2、张拉机具数量表：
名称
规格
数量（套）
备注
油压千斤顶
250t
4
电动高压油泵
4
与大千斤顶配套
压力表
60Mpa
8
与大千斤顶配套
其它
与张拉设备配套的附属设备
3.压浆设备
选择1m3水泥浆拌和容器1台、压浆泵1台（配有最大读数为4MPa的压力表）
4.千斤顶的标定和压力表读数的确定
①千斤顶的标定：
千斤顶、压力表（1块进油表、1块回油表）、高压油泵三者必须固定配套使用。
在标定250t千斤顶过程中，压力机每250kN的读数对应一个压力表读数，小千斤顶每20kN的压力机读数对应一个压力表读数。
根据标定结果，用内插法求出压力表读数（10％和100％张拉力对应的）。
每个千斤顶校验3次取平均值。
②张拉：
在张拉过程中，实际伸长量与理论伸长量差值控制在±6％之内，钢束理论伸长量附后。
5.波纹管内径的确定：
（1）：
圆形波纹管：
A：
卷制5根钢绞线束的波纹管内径为：
2√（3.4×139×5）/3.14＝54.9≈55（㎜）；采用55（㎜）
B：
4根钢绞线束的波纹管内径为：
2√（3.4×139×4）/3.14＝49.1（㎜）；采用50（㎜）
C：
3根钢绞线束的波纹管内径为：
2√（3.4×139×3）/3.14＝42.5（㎜）；采用50（㎜）
（2）：
扁形波纹管：
4根钢绞线束的波纹管内径为：
75×28（㎜）
5根钢绞线束的波纹管内径为：
90×28（㎜）
二、后张法预应力张拉力与压力表读数对应计算
查《公路桥涵施工技术规范》，对于夹片式具有自锚性能的锚具，采用的是低松弛力钢绞线，其张拉程序：
0初应力δcon（持荷2min锚固）
（δcon是指张拉时的控制应力，包括预应力损失值）。
设计图纸要求δcon=1395Mpa，钢绞线面积A=140mm2，弹性模量Ey=1.95×105Mpa,标准强度1860Mpa，管道摩擦系数μ=0.20,k=0.0015。
初应力为10%δcon。
1.计算张拉力（每根钢绞线控制张拉力）:
初应力:
Ny=1395×140×10%=19530N
控制应力:
Ny=1395×140=195300N
2.计算压力表读数:
根据试验报告计算出张拉力与压力表的线性关系y=ax+b,六个千斤顶分别对应的压力表读数如下图:
（y—是指压力表读数,x—是指控制张拉力）。
1）、2号YCW250T千斤顶1234号压力表:
y=0.0217x-0.3908
①、3孔锚具同时张拉:
控制张拉应力（Mpa）
张拉力
（KN）
压力表读数（Mpa）
备注
0
0
0
0
139.5（初应力）
58.59
1.2
19530N×3=58.59KN
1395
585.9
12.3
195300N×3=585.9KN
②、4孔锚具同时张拉:
控制张拉应力（Mpa）
张拉力
（KN）
压力表读数（Mpa）
备注
0
0
0
0
139.5（初应力）
78.12
1.6
19530N×4=78.12KN
1395
781.20
16.4
195300N×4=781.20KN
③、5孔锚具同时张拉:
控制张拉应力（Mpa）
张拉力
（KN）
压力表读数（Mpa）
备注
0
0
0
0
139.5（初应力）
97.65
2.0
19530N×5=97.65KN
1395
976.5
20.7
195300N×5=976.50KN
2）1号YCW250T千斤顶371号压力表:
y=0.0206x+0.3601
①、3孔锚具同时张拉:
控制张拉应力（Mpa）
张拉力
（KN）
压力表读数（Mpa）
备注
0
0
0
0
139.5（初应力）
58.59
1.3
19530N×3=58.59KN
1395
585.9
12.4
195300N×3=585.9KN
②、4孔锚具同时张拉:
控制张拉应力（Mpa）
张拉力
（KN）
压力表读数（Mpa）
备注
0
0
0
0
139.5（初应力）
78.12
1.8
19530N×4=78.12KN
1395
781.20
16.2
195300N×4=781.20KN
③、5孔锚具同时张拉:
控制张拉应力（Mpa）
张拉力
（KN）
压力表读数（Mpa）
备注
0
0
0
0
139.5（初应力）
97.65
2.2
19530N×5=97.65KN
1395
976.5
20.3
195300N×5=976.50KN
3）、3号YCW250T千斤顶,6061压力表:
y=0.0216x-0.5896
3孔锚具同时张拉:
控制张拉应力（Mpa）
张拉力
（KN）
压力表读数（Mpa）
备注
0
0
0
0
139.5（初应力）
58.59
1.1
19530N×3=58.59KN
1395
585.9
12.2
195300N×3=585.9KN
②、4孔锚具同时张拉:
控制张拉应力（Mpa）
张拉力
（KN）
压力表读数（Mpa）
备注
0
0
0
0
139.5（初应力）
78.12
1.8
19530N×4=78.12KN
1395
781.2
16.4
195300N×4=781.20KN
③、5孔锚具同时张拉:
控制张拉应力（Mpa）
张拉力
（KN）
压力表读数（Mpa）
备注
0
0
0
0
139.5（初应力）
97.65
1.9
19530N×5=97.65KN
1395
976.50
20.4
195300N×5=976.50KN
4）、4号YCW250T千斤顶,5111压力表:
y=0.0211x+0.8486
①、3孔锚具同时张拉:
控制张拉应力（Mpa）
张拉力
（KN）
压力表读数（Mpa）
备注
0
0
0
0
139.5（初应力）
58.59
1.5
19530N×3=58.59KN
1395
585.9
13.3
195300N×3=585.9KN
②、4孔锚具同时张拉:
控制张拉应力（Mpa）
张拉力
（KN）
压力表读数（Mpa）
备注
0
0
0
0
139.5（初应力）
78.12
2.0
19530N×4=78.12KN
1395
781.2
17.1
195300N×4=781.20KN
③、5孔锚具同时张拉:
控制张拉应力（Mpa）
张拉力
（KN）
压力表读数（Mpa）
备注
0
0
0
0
139.5（初应力）
97.65
2.4
19530N×5=97.65KN
1395
976.5
21.5
195300N×5=976.50KN
5）、2号YCW250T千斤顶,6089压力表:
y=0.021x+0.8734
1、3孔锚具同时张拉:
控制张拉应力（Mpa）
张拉力
（KN）
压力表读数（Mpa）
备注
0
0
0
0
139.5（初应力）
58.59
1.5
19530N×3=58.59KN
1395
585.9
12.9
195300N×3=585.9KN
②、4孔锚具同时张拉:
控制张拉应力（Mpa）
张拉力
（KN）
压力表读数（Mpa）
备注
0
0
0
0
139.5（初应力）
78.12
1.95
19530N×4=78.12KN
1395
781.2
17.4
195300N×4=781.20KN
③、5孔锚具同时张拉:
控制张拉应力（Mpa）
张拉力
（KN）
压力表读数（Mpa）
备注
0
0
0
0
139.5（初应力）
97.65
2.4
19530N×5=97.65KN
1395
976.5
21.7
195300N×5=976.50KN
6）、3号YCW250T千斤顶,3220压力表:
y=0.0215x+0.1572
①、3孔锚具同时张拉:
控制张拉应力（Mpa）
张拉力
（KN）
压力表读数（Mpa）
备注
0
0
0
0
139.5（初应力）
58.59
1.4
19530N×3=58.59KN
1395
585.9
12.7
195300N×3=585.9KN
②、4孔锚具同时张拉:
控制张拉应力（Mpa）
张拉力
（KN）
压力表读数（Mpa）
备注
0
0
0
0
139.5（初应力）
78.12
1.9
19530N×4=78.12KN
1395
781.2
16.6
195300N×4=781.20KN
③、5孔锚具同时张拉:
控制张拉应力（Mpa）
张拉力
（KN）
压力表读数（Mpa）
备注
0
0
0
0
139.5（初应力）
97.65
2.3
19530N×5=97.65KN
1395
976.5
20.9
195300N×5=976.50KN
7）1号YCW250T千斤顶1884号压力表:
y=0.0206x+0.2098
①、3孔锚具同时张拉:
控制张拉应力（Mpa）
张拉力
（KN）
压力表读数（Mpa）
备注
0
0
0
0
139.5（初应力）
58.59
1.3
19530N×3=58.59KN
1395
585.9
12.3
195300N×3=585.9KN
②、4孔锚具同时张拉:
控制张拉应力（Mpa）
张拉力
（KN）
压力表读数（Mpa）
备注
0
0
0
0
139.5（初应力）
78.12
1.7
19530N×4=78.12KN
1395
781.20
16.1
195300N×4=781.20KN
③、5孔锚具同时张拉:
控制张拉应力（Mpa）
张拉力
（KN）
压力表读数（Mpa）
备注
0
0
0
0
139.5（初应力）
97.65
2.1
19530N×5=97.65KN
1395
976.5
20.2
195300N×5=976.50KN
3、理论伸长值:
张拉过程采用双控,以钢束伸长量进行校核:
设计文件要求:
编号
位置
N1
N2
N3
中跨
13.9
13.8
13.7
边跨
13.9
13.8
13.8
三、20m后张法预应力连续箱梁张拉相关数据计算
（一）、计算控制张拉力：
P
P=δ×A=1395Mpa×140mm2=195300N
δ—控制张拉应力
A—Φj15.20钢绞线截面积。
（二）、平均张拉力的计算：
－P（1－e－（kx+mθ））
1.P=
Kx+mθ
P—平均张拉力；K—管道偏差系数；
P－控制张拉力；m—管道摩擦系数；
Θ—曲线孔道与部分切线的夹角之和；x—孔道长度。
注：
当预应力筋为直线时,θ=0时,P=P。
（三）、张拉力及伸长量的计算：
A、边跨N1（从锚固点向跨中分）
1、求各段平均张拉力：
1
AB段：
PAB=193905（N）
193905×〔1－e-（0.0015×0.785＋0.2×1.8×π/180）〕
2
BC段：
PBC=
0.0015×0.785+0.2×1.8×π/180
=193183.5（N）
3
CD段：
PCD=193183.5－（193905－193183.5）=192462（N）
PD（1－e-（kx+μQ））192462×〔1-e-（0.0015×3.054+0.2×5×π/180）〕
4
DE段：
PDE===190357（N）
kx+μQ0.0015×3.054+0.2×5×π/180
5
EF段：
PEF=190357－（192462－190357）=188252（N）
2、各段伸长值计算：
AB段：
△LAB=PL/A·E=（193905×721）/（139×1.95×105）=5.2mm
BC段:
△LBC=（193183.5×785）/（139×1.95×105）=5.6mm
CD段：
△LCD=（192462×2579）/（139×1.95×105）=18.3mm
DE段：
△LDE=（190357×3054）/（139×1.95×105）=21.4mm
EF段：
△LEF=（188252×2671）/（139×1.95×105）=18.6mm
3、总伸长值：
（5.2+5.6+18.3+21.4+18.6）×2=138.2mm
B、边跨N2
1、求各段平均张拉力：
1
AB段：
PAB=193905（N）
2
BC段：
PBC=193183.5（N）
3
CD段：
PCD=192462（N）
4
DE段：
PDE=190357（N）
5
EF段：
PEF=188252（N）
2、各段伸长值计算：
AB段：
△LAB=PL/A·E=（193905×721）/（139×1.95×105）=5.2mm
BC段:
△LBC=（193183.5×785）/（139×1.95×105）=5.6mm
CD段：
△LCD=（192462×984）/（139×1.95×105）=7.02mm
DE段：
△LDE=（190357×3054）/（139×1.95×105）=21.4mm
EF段：
△LEF=（188252×4271）/（139×1.95×105）=29.7mm
3、总伸长值：
（5.2+5.6+7.0+21.4+29.7）×2=137.8mm
C、边跨N3
1、求各段平均张拉力：
①AB段：
PAB=193905（N）
193905×〔1－e-（0.0015×0.733＋0.2×1.4×π/180）〕
2
BC段：
PBC=
0.0015×0.733+0.2×1.4×π/180
=193808（N）
3
CD段：
PCD=193808－（193905－193808）=193711（N）
2、各段伸长值计算：
AB段：
△LAB=PL/A·E=（193905×1016）/（139×1.95×105）=7.3mm
BC段:
△LBC=（193808×733）/（139×1.95×105）=5.2mm
CD段：
△LCD=（193711×8001）/（139×1.95×105）=56.8mm
3、总伸长值：
（7.3+5.2+56.8）×2=138.6mm
D、中跨N1（从锚固点向跨中分）
1、求各段平均张拉力：
①AB段（直）：
PAB=1395×139=193905（N）
193905×〔1－e-（0.0015×0.785＋0.2×1.8×π/180）〕
2
BC段：
PBC=
0.0015×0.785+0.2×1.8×π/180
=193183.5（N）
3
CD段（直）：
PCD=192462（N）
PD（1－e-（kx+μQ））192462×〔1-e-（0.0015×3.054+0.2×5×π/180）〕
4
DE段：
PDE===190357（N）
kx+μQ0.0015×3.054+0.2×5×π/180
5
EF段：
PEF=190357－（192462－190357）=188252（N）
2、各段伸长值计算：
AB段：
△LAB=PL/A·E=（193905×721）/（139×1.95×105）=5.2mm
BC段:
△LBC=（193183.5×785）/（139×1.95×105）=5.6mm
CD段：
△LCD=（192462×4311）/（139×1.95×105）=30.6mm
DE段：
△LDE=（190357×3054）/（139×1.95×105）=21.4mm
EF段：
△LEF=（188252×929）/（139×1.95×105）=6.5mm
3、总伸长值：
（5.2+5.6+30.6+21.4+6.5）×2=137.8mm
E、中跨N2
1、求各段平均张拉力：
①AB段（直）：
PAB=1395×139=193905（N）
193905×〔1－e-（0.0015×0.785＋0.2×1.8×π/180）〕
2
BC段：
PBC=
0.0015×0.785+0.2×1.8×π/180
=193183.5（N）
3
CD段（直）：
PCD=192462（N）
PD（1－e-（kx+μQ））192462×〔1-e-（0.0015×3.054+0.2×5×π/180）〕
4
DE段：
PDE===190357（N）
kx+μQ0.0015×3.054+0.2×5×π/180
5
EF段：
PEF=190357－（192462－190357）=188252（N）
2、各段伸长值计算：
AB段：
△LAB=PL/A·E=（193905×721）/（139×1.95×105）=5.2mm
BC段:
△LBC=（193183.5×785）/（139×1.95×105）=5.6mm
CD段：
△LCD=（192462×2704）/（139×1.95×105）=19.2mm
DE段：
△LDE=（190357×3054）/（139×1.95×105）=21.4mm
EF段：
△LEF=（188252×2551）/（139×1.95×105）=17.7mm
3、总伸长值：
（5.2+5.6+19.2+21.4+17.7）×2=138.2mm
F、中跨N3
1、求各段平均张拉力：
①AB段（直）：
PAB=1395×139=193905（N）
193905×〔1－e-（0.0015×0.733＋0.2×1.4×π/180）〕
2
BC段：
PBC=
0.0015×0.733+0.2×1.4×π/180
=1933808（N）
3
CD段：
PCD=193711（N）
2、各段伸长值计算：
AB段：
△LAB=PL/A·E=（193905×1066）/（139×1.95×105）=7.6mm
BC段:
△LBC=（193808×733）/（139×1.95×105）=5.2mm
CD段：
△LCD=（193711×7901）/（139×1.95×105）=56.5mm
3、总伸长值：
（7.6+5.2+56.5）×2=138.6mm
（四）、计算伸长值汇总（如下表）
编号
位置
N1
N2
N3
控制应力
10%δcon
100%δcon
10%δcon
100%δcon
10%δcon
100%δcon
中跨（mm）
14
138
14
138
14
139
边跨（mm）
14
138
14
138
14
139
16m先张法空心板梁预应力计算数据
一、计算单根钢绞线控制张拉力：
P
P=δ×A=1395Mpa×139mm2=193905N
δ—控制张拉应力
A—Φj15.20钢绞线截面积。
二、平均张拉力的计算：
－P（1－e－（kx+mθ））
1.P=
Kx+mθ
P—平均张拉力；K—管道偏差系数；
P－控制张拉力；m—管道摩擦系数；
Θ—曲线孔道与部分切线的夹角之和；x—孔道长度。
注：
当预应力筋为直线时,θ=0时,P=P。
三、张拉力及伸长量的计算：
1、求单根平均张拉力：
P=193905（N）
2、伸长值计算：
△L=PL/A·E=（193905×76100）/（139×1.95×105）=544.4（mm）
3、总伸长值与单根长度相等。
中板与边板伸长值相同，只不过中板总张拉力为：
2326.7KN；边板总张拉力为：
2520.8KN。
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