嘉兴电厂二期工程运灰道路工程预应力空心板梁张拉计算书教学文稿.docx
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嘉兴电厂二期工程运灰道路工程预应力空心板梁张拉计算书教学文稿
嘉兴电厂二期工程运灰道路工程
预应力空心板梁张拉计算书
嘉兴电厂二期工程运灰道路工程
预应力空心板梁张拉计算书（后张法）
一、工程概况
嘉兴发电厂运灰道路工程I标段，位于平湖市黄山乡境地内，杭州湾以北的六里湾，分为乍全公路拓宽段及六里湾大道新建段，变更后本标段共有两座桥梁，一号桥K0+378.3，结构形式为：
3—16m+20m+16m,交角80度；四号桥K0+825，结构形式为：
1—20m,交角135度。
桥梁上部结构均为预应力混凝土空心板梁，设置端部弯起的预应力钢绞线和OVM锚具，工地现场预制，后张法施工。
梁高分别为80cm和90cm,中板宽均为99cm,边板宽均为99.5+25=124.5cm,本标段共有板梁68片，其中20m中板28片，边板6片，16m中板28片,边板6片。
全桥梁板主要工程数量如下：
1、①j15.24钢绞线：
21252.72kg
2、50号混凝土：
563.54m3
3、1级钢筋：
1597.23kg
4、H级钢筋：
4460.57kg
5、OVM15-3锚具：
224套
6、OVM15-4锚具：
272套
7、OVM15-5锚具：
48套
8、D内径=56mm波纹管：
4490.64m
9、D内径=67mm波纹管：
504.3m
张拉设备的配置及标定情况：
配备两套张拉设备，第一套：
100T1＃（3126＃）油压表编号为“4598”,
第二套：
100T2#（3122#）油压表编号为：
“4716”，张拉设备均由浙江省嘉兴市计量检定测试所进行校验，校验设备采用YE—5000KN型压力机，
100T3126#千斤顶与4598油压表配合使用，100T3122#千斤顶与4716油压表配合使用。
标定报告祥见附表。
二、下料长度
根据图纸要求钢绞线下料预留65cm工作长度，则16m空心板下料长度为：
N1=848.1cm,N2=853.45cm,20m空心板下料长度为：
N1=1048.1cm,N2=1053.15cm。
三、张拉工艺
全桥预应力采用低松弛高强钢绞线体系，低松弛高强度预应力钢绞线应符合ASTMA416—86a标准，采用OVM锚固体系，单根钢绞线直径①j15.24mm,其标准强度：
Rby=1860Mpa,弹性模量Ey=1.95*105Mpa,钢束采用两端张拉，张拉控制应力分别为：
16m边板每束4根钢绞线781.2KN,16m中板每束3根钢绞线585KN,20m边板每束5根钢绞线976.5KN,20m边板每束4根钢绞线781.2KN。
按照施工图及《公路桥涵施工技术规范》的规定，对于夹片式等具式
序为：
0—初应力—20%初应力一100k（持荷2min锚固）。
具张拉作业程序：
1、预拉
将千斤顶用三脚架吊起，并把千斤顶对准安装好锚具的锚垫板，开动高
压油泵使千斤顶大缸进油随时调整锚圈及千斤顶的位置，使其对准孔道轴线，
钢绞线长短、松紧不一时，应及时调整。
2、张拉
初始张拉：
预拉后继续张拉到初始应力时（查表中的初应力时油表读数）测量两端缸的伸长值A1、A1/。
继续张拉至20%初应力时，测量两端缸的伸长值A2、A2/。
钢绞线达到临时超张拉应力时，油泵不能关闭，使油泵保持2分钟以补偿钢绞线松弛产生的应力损失，持荷2分钟后使油表读数达到张拉应力，油表稳定后测量两端缸的伸长值A3、A3/。
回油至0时测定预应力筋的回缩量与锚具变形量，若有滑丝测出滑丝长度A4、A4/。
3、比较
算伸长量并与理论伸长值比较，差值在±6%范围内，否则采取措施或重新校验设备、对预应力材料作弹性模量试验或重新张拉补足伸长量或其它方法。
4、伸长量控制
实际伸长量计算：
△L=（A3、A3/）-（A1、A1/）+（A2、A1+A2/-A1/）
5、压浆及锚固
压浆：
压浆在张拉完毕后10小时左右、观察预应力钢绞线和锚具稳定后，即可进行，水泥浆按试验配合比严格控制，压浆前应先将灰浆泵试开一次，运转正常，压力达到0.5~0.7Mpa为宜.压浆前后用压力水冲洗孔道，压浆时从一端先后各压两次，两次的间隔时间达到先压注的水泥既充分泌水又未初凝为度，一般宜为30~45分钟，当构件两端的排气孔分别排出空气、水、稀浆及浓浆时，用木塞塞住，压浆过程中及压浆后期8小时内，结构砼温度不低于50C如在压浆途中发生故障，不能连续一次压滿时，应立即用水冲洗干净，
故障处理后再压浆。
6、封锚
埋置在构件内的锚具，压浆后应先将周围冲洗干净，凿毛，然后按设计加工钢筋，并浇筑封锚混凝土。
四、张拉原则
1、混凝土达到设计标号的90%后，方可张拉钢绞线。
2、采和张拉力和伸长量双控。
实际伸长量和理论伸长量的差值控制在±6%范围内。
3、张拉应对称进行。
两端同时张拉。
4、每个断面断丝之和不得超过该断面钢丝总数的1%。
5、张拉钢绞线过程中必须随时注意上拱度的变化，张拉时弹性上拱误差控制在《规范》允许范围内。
6、存梁期控制在一个月内，存梁期密切注意梁的累计上拱值，若超过3cm，
则采取堆载与桥面铺装等载预压来加以控制。
五、伸长值计算
后张法预应力钢绞线张拉伸长值计算公式如下：
△L二P*L/（Eg*Ay）
~P=p*:
1-e-（kL+"e）］/（kL+
Ay—预应力钢绞线的公称截面积mm2,取140mm2。
△L—预应力钢筋理论伸长值（cm）
Eg-预应力筋弹性模量
P—预应力筋平均张拉力（N）
L-从张拉端至计算截面孔道长度（m）
P—预应力筋张拉端的张拉力（N）
e-从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线夹角之和（rad）
k—孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数，取0.0015
卩―预应力筋孔道壁的摩擦系数，取0.23
20m预应力板梁中板
1、N1号钢绞线
（1）计算参数达到确定
P=781.2KN;K=0.0015;^=0.23
钢绞线截面积：
Ay=140mm2,Eg=1.95*105Mpa
二端曲线段长度各为：
L1=（50+90+439.8）cm=579.8cm
中间直线段长度：
L2=9.167m
0=3.14*12/180=0.21rad
⑵曲线段平均张拉力Pp=p*:
1-e-（kL+“0）]/（kL+卩0）=781200*[1-e-（0.0015*5.798+0.23*0.21）]/（0.0015*5.798+0.23*0.21）=759353.9881N
（3）曲线段理论伸长量△L1:
△L1=PpL1/AgEp=759353.9881*5798/（140*4*195000）=40.318mm.
⑷交界点的张拉力Px=p*:
e-（kL+"0）]=781200*护0015*5.798*。
.23*。
.21）
=737919.1N
（5）直线段平均张拉力P*px*:
1-e「（kLi0）]/（kL+卩0）
=737919.1*[1-e-（0.0015*4.5835）]/（0.0015*4.5835）=735388.215N
（6）直线段理论伸长量△L2:
△L2=PpL2/AgEp=735388.2151*9167/（140*4*195000）=61.734mm
（7）理论伸长量△L:
20m预应力板梁中板
2、N2号钢绞线
（1）计算参数达到确定
P=781.2KN;K=0.0015;^=0.23
钢绞线截面积：
Ay=140mm2,Eg=1.95*105Mpa
二端曲线段长度各为：
L1=（50+76.7+87.3）cm=214cm中间直线段长度：
L2=16.382m
0=3.14*2/180=0.035rad
⑵曲线段平均张拉力Pp=p*:
1-e-（kL+“0）]/（kL+卩0）
=781200*[1-e-（0.0015*2.14+0.23*0.035）]/（0.0015*2.14+0.23*0.035）=776818.305N
（3）曲线段理论伸长量△L1:
△L1=PpL1/AgEp=776818*2140/（140*4*195000）=15.223mm.
⑷交界点的张拉力Px=p*:
e-（kL+"0）]=781200*护0015*2"0.23*0.035）
=772453.0259N
（5）直线段平均张拉力P*px*:
1-e「（kLi0）]/（kL+卩0）
=772453.0259*[1-e-（0.0015*8.191）]/（0.0015*8.191）=767727.029N
（6）直线段理论伸长量△L2:
△L2=PpL2/AgEp=767727.029*16382/（140*4*195000）=115.17mm
（7）理论伸长量△L:
20m预应力板梁边板
3、N1号钢绞线
（1）计算参数达到确定
P=976.5KN;K=0.0015;^=0.23
钢绞线截面积：
Ay=140mm2,Eg=1.95*105Mpa
二端曲线段长度各为：
L1=（50+90+439.8）cm=579.8cm中间直线段长度：
L2=9.167m
0=3.14*12/180=0.21rad
⑵曲线段平均张拉力Pp=p*:
1-e-（kL+“0）]/（kL+卩0）=976500*[1-e-（0.0015*5.798+0.23*0.21）]/（0.0015*5.798+0.23*0.21）=949192.4851N
（3）曲线段理论伸长量△L1:
△L1=PpL1/AgEp=949192.4851*5798/（140*5*195000）=40.32mm.
⑷交界点的张拉力Px=p*:
e-（kL+"0）]=976500*e-（0.0015*5.798+0.23*0.21）
=922398.8759N
（5）直线段平均张拉力P*px*:
1-e「（kLi0）]/（kL+卩0）
=922398.8759*[1-e-（0.0015*4.5835）]/（0.0015*4.5835）=919235.2688N
（6）直线段理论伸长量△L2:
△L2=PpL2/AgEp=919235.2688*9167/（140*5*195000）=61.73mm
（7）理论伸长量△L:
20m预应力板梁边板
4、N2号钢绞线
（1）计算参数达到确定
钢绞线截面积:
P=976.5KN;K=0.0015;卩=0.23
Ay=140mm2，Eg=1.95*105Mpa
二端曲线段长度各为:
L1=（50+76.7+87.3）cm=214cm
中间直线段长度:
L2=16.382m
（2）曲线段平均张拉力
9=3.14*2/180=0.035rad
Pp=p*:
1-e-（kL+"9）]/（kL+卩9）
=976500*[1-e-（0.0015*2.14+0.23*0.035）]/（0.0015*2.14+0.23*0.035）=971022.8817N
（3）曲线段理论伸长量△L1:
△L1=PpL1/AgEp=971022.8817*2140/（140*5*195000）=15.223mm.
⑷交界点的张拉力Px=p*:
e-（kL+"9）]=976500*护0015*2.14*0.23*0.035）
=965566.2824N
（5）直线段平均张拉力Pp/=px*:
1-尹》9）]/（kL+卩9）
=965566.2824*[1-e-（0.0015*8.191）]/（0.0015*8.191）=959658.7862N
（6）直线段理论伸长量△L2:
△L2=PpL2/AgEp=959658.7862*16382/（140*5*195000）=115.17mm
（7）理论伸长量△L:
16m预应力板梁中板
5、N1号钢绞线
（1）计算参数达到确定
P=585KN;K=0.0015;^=0.23
钢绞线截面积：
Ay=140mm2,Eg=1.95*105Mpa
二端曲线段长度各为：
L1=（50+99.8+250.5）cm=400.3cm
中间直线段长度：
L2=8.763m
0=3.14*14/180=0.24rad
⑵曲线段平均张拉力Pp=p*:
1-e'（kL+"0）]/（kL+卩0）=585000*[1-e-（0.0015*4.003+0.23*0.24）]/（0.0015*4.003+0.23*0.24）=567457.3971N
（3）曲线段理论伸长量△L1:
△L1=PpL1/AgEp=567457.3971*4003/（140*3*195000）=27.735mm.
⑷交界点的张拉力Px=p*:
e-（kL+"0）]=585000*护0015*4.003®3*。
.24）
=550269.0537N
（5）直线段平均张拉力P*px*:
1-e「（kLi0）]/（kL+卩0）
=550269.0537*[1-e-（0.0015*4.382）]/（0.0015*4.382）=548464.5503N
（6）直线段理论伸长量△L2:
△L2=PpL2/AgEp=548464.5503*8763/（140*3*195000）
=58.684mm
（7）理论伸长量△L:
△L=△L1*2+△L2=27.735*2+58.684=114.154mm
16m预应力板梁中板
6、N2号钢绞线
（1）计算参数达到确定
P=585KN;K=0.0015;^=0.23
钢绞线截面积：
Ay=140mm2,Eg=1.95*105Mpa
二端曲线段长度各为：
L1=（50+76.7+87.3）cm=214cm
中间直线段长度：
L2=12.382m
0=3.14*2/180=0.0349rad
⑵曲线段平均张拉力Pp=p*:
1-e'（kL+"0）]/（kL+卩0）=585000*[1-e-（0.0015*2.14+0.23*0.0349）]/（0.0015*2.14+0.23*0.0349）=581725.4543N
（3）曲线段理论伸长量△L1:
△L1=PpL1/AgEp=581725.4543*2140/（140*3*195000）=15.200mm.
⑷交界点的张拉力Px=p*:
e-（kL+"0）]=585000*护0015*2“*0.23*0.0349）
=578463.1511N
（5）直线段平均张拉力P*px*:
1-e「（kLi0）]/（kL+卩0）
=578463.1511*[1-e-（0.0015*6.191）]/（0.0015*6.191）=575785.4972N
（6）直线段理论伸长量△L2:
△L2=PpL2/AgEp=575785.4972*12382/（140*3*195000）
=87.050mm
（7）理论伸长量△L:
△L=△L1*2+△L2=15.200*2+87.050=117.45mm
16m预应力板梁边板
7、N1号钢绞线
（1）计算参数达到确定
P=781.2KN;K=0.0015;^=0.23
钢绞线截面积：
Ay=140mm2,Eg=1.95*105Mpa
二端曲线段长度各为：
L1=（50+99.8+250.5）cm=400.3cm中间直线段长度：
L2=8.763m
0=3.14*14/180=0.24rad
⑵曲线段平均张拉力Pp=p*:
1-e'（kL+"0）]/（kL+卩0）=781200*[1-e-（0.0015*4.003+0.23*0.24）]/（0.0015*4.003+0.23*0.24）
=757773.8779N
（3）曲线段理论伸长量△L1:
△L1=PpL1/AgEp=757773.8779*4003/（140*4*195000）=27.778mm.
⑷交界点的张拉力Px=p*:
e-（kL+"0）]=781200*护0015*4.003®3*。
.24）
=734820.8287N
（5）直线段平均张拉力P*px*:
1-e「（kLi0）]/（kL+卩0）
=734820.8287*[1-e-（0.0015*4.382）]/（0.0015*4.382）=732411.1226N
（6）直线段理论伸长量△L2:
△L2=PpL2/AgEp=732411.1226*8763/（140*4*195000）
=58.774mm
（7）理论伸长量△L:
△L=△L1*2+△L2=27.778*2+58.774=114.33mm
16m预应力板梁边板
8、N2号钢绞线
（1）计算参数达到确定
P=781.2KN;K=0.0015;^=0.23
钢绞线截面积：
Ay=140mm2,Eg=1.95*105Mpa
二端曲线段长度各为：
L1=（50+76.7+87.3）cm=214cm
中间直线段长度：
L2=12.382m
0=3.14*2/180=0.0349rad
⑵曲线段平均张拉力Pp=p*:
1-e'（kL+"0）]/（kL+卩0）=781200*[1-e-（0.0015*2.14+0.23*0.0349）]/（0.0015*2.14+0.23*0.0349）=776827.2221N
（3）曲线段理论伸长量△L1:
△L1=PpL1/AgEp=776827.2221*2140/（140*4*195000）=15.224mm.
⑷交界点的张拉力Px=p*:
e-（kL+"0）]=781200*护0015*2"0.23*0.0349）
=772470.7925N
（5）直线段平均张拉力P*px*:
1-e「（kLi0）]/（kL+卩0）
=772470.7925*[1-e-（0.0015*6.191）]/（0.0015*6.191）=768895.0946N
（6）直线段理论伸长量△L2:
△L2=PpL2/AgEp=768895.0946*12382/（140*4*195000）
=87.184mm
（7）理论伸长量△L:
△L=△L1*2+△L2=15.224*2+87.184=117.632mm
根据标定结果，经内插计算，各阶段油压表读数如下表:
1#千斤顶
读数
阶段
20m中板
20m边板
16m中板
16m边板
油表读数
（Mpa）
校验值
（KN）
油表读数
（Mpa）
校验值
（KN）
油表读数
（Mpa）
校验值
（KN）
油表读数
（Mpa）
校验值
（KN）
初应力
5.078
78.12
6.347
97.65
3.803
58.5
5.078
78.12
20%初应力
9.481
156.24
11.551
195.3
7.401
117
9.481
156.24
张拉控制力
42.132
781.2
52.102
976.5
32.013
585
42.132
781.2
2#千斤顶
、、读数阶段'、
20m中板
20m边板
16m中板
16m边板
油表读数
（Mpa）
校验值
（KN）
油表读数
（Mpa）
校验值
（KN）
油表读数
（Mpa）
校验值
（KN）
油表读数
（Mpa）
校验值
（KN）
初应力
3.594
78.12
4.492
97.65
2.691
58.5
3.594
78.12
20%初应力
7.637
156.24
9.746
195.3
5.518
117
7.637
156.24
张拉控制力
40.041
781.2
50.090
976.5
30.028
585
40.041
781.2
七、安全质量措施
1、安全
（1）张拉工必须熟悉张拉程序，具备预应力施工知识和正确的操作能力。
禁止非操作人员进入场地。
（2）张拉过程中构件两端严禁站人，操作人员要戴防护目镜，防止油管破裂及接头喷油伤眼。
（3）操作人员站在侧面，严禁正面站人，佩戴安全帽，以免滑丝时夹片及钢绞线飞出伤人。
（4）油泵不许超负荷工作，安全阀必须按额定油压或实际油压调整。
（5）张拉时尽量避过雨天进行，如遇雨天张拉时，应搭设雨棚，防止机具淋湿。
（6）张拉油泵使用完毕后，各液压缸回程到底，保持进出口油路清洁，并妥善保管在干燥处。
2、质量
（1）必须采用两端对称张拉，并且对称于构件截面张拉，避免截面偏心受压过大。
（2）张拉时千斤顶张拉力作用线应与预应力钢材的轴线一致，当端头与孔道中心不垂直时，可在锚环下另加斜垫板调整准确，
（3）钢绞线在张拉控制应力达到稳定后，方可锚固。
（4）当千斤顶一次张拉行程不能满足预应力要求时，可两端再次张拉或多次重复张拉。
（5）顶压过程中应注意工作锚夹片移动情况，发现不正常时，可将顶压油缸回油，用小钢针插入夹片缝隙，再将张拉油泵回油，取出夹片，找出原因后重新张拉。
（6）张拉前清除锚垫板外露部分的焊渣、毛刺、混凝土殘渣，尤其注意梁体砼强度达到90%后方可张拉。
（7）张拉完毕后抽1~2根检查其张拉力是否达到控制应力，其偏差不得超过按一个构件全部力筋预应力总值的5%。
（8）预应力筋张拉完毕后，预应力筋重心与设计位置的偏差不得大于6mm。
（9）预应力筋的锚固应在张拉控制应力稳定状态下进行，锚固阶段张拉端预应力筋的内缩量不得大于6mm,预应力筋锚固外露长度不宜小于30mm,锚固完毕并经检验合格后即可用切割端头多余的预应力筋，严禁用电弧焊切割，强调用砂轮机切割。
嘉兴电厂二期工程运灰道路1标段
2005年8月15日
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