箱梁后张法预应力张拉.docx
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箱梁后张法预应力张拉.docx
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箱梁后张法预应力张拉
中铁一局物资工贸禹城制梁场阳青龙
摘要:
高速铁路客运专线桥梁施工中,已普遍采纳后张法预应力简支箱梁,因此成立正确的预应力体系尤其重要,以下对高速铁路客运专线32m后张法预应力简支箱梁,预应力施工技术、张拉理论伸长值计算及施工常见问题解决方案进行探讨。
Abstract:
Inthehighspeedpassengertransportationspeciallinerailroadbridgeconstruction,haswidelyusedtensioningpre-stressedsimplesupportboxLiang,thereforetheestablishmentcorrectpre-stressedsystemespeciallyisimportant,thefollowingtohighspeedpassengertransportationspecialline32mtensioningpre-stressedsimplesupportboxLiang,thepre-stressedconstructiontechnology,pullsthetheoryelongationvaluecomputationandtheconstructionfrequentlyaskedquestionssolutioncarriesonthediscussion.
关键词:
后张法,预应力筋,张拉,伸长值,计算
Keyword:
posttensioningmethod,prestressedtendon,openspulls,elongatedvalue,computation
随着我国经济持续的进展,人们生活水平的提高和人口的增加及城市化进程的加速,“十一五”期间,中国将完成时速在300千米以上的客运专线大约5457千米。
由于高速客运专线铁路路基工后沉降要求高,因此在高速铁路建设中要紧采纳“以桥代路”的方案解决,桥梁梁体要紧为后张法预应力混凝土简支箱梁。
但目前预应力混凝土桥梁工程施工现场由于缺乏熟练的现场作业人员和工程技术人员,为了保证在钢筋混凝土梁体中成立正确的预应力,保证桥梁质量。
为此,提出以下预应力施工技术、张拉理论伸长值计算及施工常见问题解决方案供工程技术人员参考利用。
一.材料进场
1.预应力筋及配件应符合以下要求:
1)预应力混凝土用钢绞线应符合《预应力混凝土用钢绞线》(GB/T5224-2003)的要求,供给商应提供每批钢绞线的实际弹性模量值;
2)预应力用热处置钢筋应符合《预应力混凝土用热处置钢筋》(GB4463)的要求;
3)钢配件用一般碳素钢应符合《碳素结构钢》(GB700)的要求;
2.预应力筋、锚具、夹具、连接器应具有靠得住的锚固性能、足够的承载能力和良好的适应性,能保证充分发挥预应力筋的强度,平安地实现预应力张拉作业。
并符合现行国家标准《铁路工程预应力筋用夹片式锚具、夹具和连接器技术条件》(TB/T3193-2020)的规定。
3.管道材料及其性能要求:
1)管道材料应采纳刚性或半刚性金属或高密度聚乙烯制成,应具有必然的强度,以使其维持必然的形状,避免在搬运和浇筑混凝土进程中损坏;管道的材质不该与混凝土、预应力筋或水泥浆产生不良的化学反映。
2)金属管道宜尽可能采纳镀锌材料制作,并具有良好的柔韧性、耐磨性和绝缘性能,其性能应符合《预应力混凝土用金属螺旋管》(JG/T3013)的要求。
高密度聚乙烯波纹管的制作材料和管道性能应符合《预应力混凝土桥梁用塑料波纹管》(JT/T529)的要求。
二.张拉机具设备
1.张拉机具设备数量应能知足施工进度打算和对称张拉的需要。
2.张拉机具设备应与锚具配套利用。
3.千斤顶与压力表的配套查验,确信张拉力与压力表读数之间的关系曲线。
4.注意千斤顶与压力表配套查验的有效期。
三.预应力筋的制作、预应力体系的安装
1.预应力筋的制作
1)下料长度不能仅依设计图纸给定的长度为标准,应经计算确信,计算时应考虑结构的孔道长度、锚具厚度、夹具长度、千斤顶长度、锚杯(过度套)长度和限位板限位高度。
下料时应常常检查预应力筋的切断方式;
2)预应力筋编束应检查预应力筋强度是不是相同和有无缠绕现象。
预应力筋在贮存、运输和安装进程中,应采取防锈或防损伤的方法。
2.管道安装
1)波纹管安装完成后,检查压浆孔、抽气孔、排气孔是不是畅通,检查合格后将压浆孔、抽气孔、排气孔用封盖封住,避免浇筑混凝土时水泥浆渗入造成孔道堵塞;
2)抽拔胶管制孔时胶管内应穿放芯棒,芯棒的直径与胶管内径之差不得大于8mm。
胶管接头宜设在跨中处,接头用铁皮管套接,套接长度不得小于30cm。
胶管与铁皮管间隙不得大于1mm,并应密封不漏浆;
3)有焊接作业时采取有效爱惜方法,并检查管道有无损坏。
3.锚垫板安装
1)检查有无错误和较大误差,锚垫板与孔道是不是垂直。
2)增强钢筋布置是不是准确和合理。
3)钢筋和管道是不是妨碍浇筑混凝土,若是有妨碍,在浇筑混凝土前要采取有效的技术方法。
四.施加预应力
1.预应力概况简介
1).32m全梁纵向预应力钢筋分两处设置,别离为腹板束和底板束。
腹板束每边四层,每层两束,编号从下到上别离为:
N3、N4,N五、N6,N7、N8,N9、N10;底板共有十一束编号从中间到两边N1a、N1b、N2d、N2c、N2b、N2a。
示用意如下所示:
预应力孔道位置示用意
2).全梁预应力张拉分预张拉、初张拉、终张拉三次进行。
三次张拉的钢束别离为:
预张拉:
N6、N2a、N1b;初张拉:
N2c、N3、N7、N10、N2d;终张拉:
N9、N8、N1a、N2d、N5、N4、N7、N2b、N10、N7、N6、N3、N1b、N2c、N2a。
3).预张拉和初张拉的锚外操纵应力930Mpa,终张拉N3、N5、N7、N9的锚外操纵应力为;N4、N6、N8、N10为;N1a、N1b、N2d、N2c、N2b、N2a为。
2.各个预应力张拉时期构件的混凝土强度:
预应力张拉各时期混凝土强度应按设计文件图纸确信,当设计无具体要求时应依照有关标准规定确信。
一样情形下当混凝土强度达到设计强度的50﹪时拆除内模,外模之拆不移的情形下张拉部份预应力(预张拉);当梁体混凝土强度达到设计强度的80﹪,即可进行初期部份张拉(初张拉);在梁体混凝土强度达到设计强度的100﹪且弹性模量达到100﹪时,混凝土领期知足10d方能进行终张拉。
3.伸长量的计算
1).预应力筋钢绞线的理论伸长值依照整束分段计算法计算:
平均张拉力为:
,伸长值ΔL为:
;
PP——预应力筋张拉力;
Ay——预应力筋截面积;
Eg——预应力筋弹性模量;
L——从张拉端至计算截面的孔道长度;
K——每米孔道局部误差对摩阻的阻碍系数;
µ——预应力筋与孔道移之间的摩擦系数;
θ——从张拉端至计算截面曲线孔道部份切线的夹角(rad)。
依照中铁咨询桥梁工程设计研究院实测管道摩阻、喇叭口摩阻确信每米孔道局部误差对摩擦的阻碍系数k取值为,预应力筋与孔道移之间的摩擦系数取值µ为;弹性模量Eg取值依照钢绞线出厂合格证数据取值(本次计算取×105MPa)。
每束钢绞线的伸长值依照分段取值的原那么进行计算。
2).下面以N3管道钢绞线伸长值进行说明计算:
1).由于N3管道存在两个弯曲且两边对称,因此可分为6段进行计算。
L0=670mm<从管道口至工具夹片最外侧的钢绞线长度>
L1=(1786/cos8°)/°=1816mm
L2=[1+(8*1452/3*41762)]*2088/°=2108mm(弯曲段钢绞线长度)
L3=(32)/°=795mm
L4=[1+(8*1292/3*45282)]*2264=2269mm
L5=9232mm<平直段钢绞线长度>
2).张拉端至计算截面曲线孔道部份切线的夹角‘θ’。
由于“N3”孔道有两段曲线别离位于L2,L4段上,因此θ1、θ2别离为:
θ1=π/180°*8°=
θ2=π/180°*°=
3)预应力钢绞线为:
1×标准钢绞线,每根钢绞线截面面积为140Sm/mm2,N3孔道预应力钢绞线为9根。
因此N3孔道的钢绞线截面面积Ay=140*9=1260。
4)N3孔道钢绞线伸长值计算具体如下:
N3伸长量计算
锚下控制应力(MPa)
预应力筋面积(㎜)
根数
应力损失
锚前张拉力(N)
锚前张拉力之差(N)
140
9
1811993
1449595
140
9
362399
P1
K
X
θ
μ
e
KX+θμ
1-e-(KX+θμ)
1449595
0
P2
K
X
θ
μ
e
KX+θμ
1-e-(KX+θμ)
1443193
P3
K
X
θ
μ
e
KX+θμ
1-e-(KX+θμ)
1373542
0
P4
K
X
θ
μ
e
KX+θμ
1-e-(KX+θμ)
1370880
P5
K
X
θ
μ
e
KX+θμ
1-e-(KX+θμ)
1315108
0
L0对应伸长量
L0长度(㎜)
L0对应张拉力(N)
预应力筋面积(㎜)
钢绞线的弹性模量(MPa)
670
1449595
1260
198000
L1对应伸长量
L1长度(㎜)
L1对应张拉力(N)
预应力筋面积(㎜)
钢绞线的弹性模量(MPa)
1815
1449595
1260
198000
L2对应伸长量
L2长度(㎜)
L2对应张拉力(N)
预应力筋面积(㎜)
钢绞线的弹性模量(MPa)
2108
1443193
1260
198000
L3对应伸长量
L3长度(㎜)
L3对应张拉力(N)
预应力筋面积(㎜)
钢绞线的弹性模量(MPa)
795
1373542
1260
198000
L4对应伸长量
L4长度(㎜)
L4对应张拉力(N)
预应力筋面积(㎜)
钢绞线的弹性模量(MPa)
2269
1370880
1260
198000
L5对应伸长量
L5长度(㎜)
L5对应张拉力(N)
预应力筋面积(㎜)
钢绞线的弹性模量(MPa)
9232
1315108
1260
198000
△L总伸长量
4.油表读数与实际伸长值的量测:
1)全梁张拉时采纳4只350吨油顶。
每只350吨的油顶及其对应的油表。
①810055#千斤顶采纳的油压表编号为0804701#。
回归公式为:
②809021#千斤顶采纳的油压表编号为0804902#。
回归公式为:
③809022#千斤顶采纳的油压表编号为0804904#。
回归公式为:
④809024#千斤顶采纳的油压表编号为0804604#。
回归公式为:
油表读数可通过每只千斤顶效验后所得线性回归方程计算例如:
809021#千斤顶所对应的油表0804902#读数
.
方程中:
p—表示压力表读数;
ƒ—表示锚外张拉力(锚外操纵应力*预应力束截面面积*1/1000)。
2)预应力筋张拉前需先调整初应力
(本次计算取操纵应力的20%),张拉按以下程序执行:
零―20﹪бcon初始应力(量缸体伸出值a和工具夹片外露值e)-操纵应力бcon(量缸体伸出值b和工具夹片外露值f、计算实际伸长值ΔL、静停5分钟)-再次测量工具夹片外露值并做好记录-锚固(油压回零、卸下千斤顶后在工作夹片外画线做标记)
ΔL=(b+f)-(a+e)
3)预应力筋采纳张拉力操纵,并以伸长值进行校核。
实际伸长值与理论伸长值的差值操纵在6﹪之内且两头伸长值之差应操纵在10﹪不然应暂停张拉,待查明缘故并采取方法予以调整后,方可继续张拉。
4)超误差的缘故判定和采取的方法
伸长值过大或过小对预应力混凝土结构都是不利的,产生超误差的缘故可能有:
①作业人员的量测、读数误差、尺误差;
②千斤顶、油表故障;
③千斤顶、油表未校验或校验过时、利用次数超过规定;
④垫板与孔道不垂直或管道局部有灰浆;
⑤孔道的摩擦损失计算与实际不符;
⑥预应力筋材料质量不稳固;
⑦预应力筋弹性模量与计算时的取值不一致;
⑧操作方式不妥,两头伸长值相差过大。
当误差为上述缘故造成时能够采取以下方法进行调整:
①对作业人员进行培训;
②对张拉设备进行检查和校验;
③排除局部故障;
④调整操作方式,使两头伸长值大致相同;
⑤对预应力钢绞线材料从头取样实验,专门是在预应力筋材料质量不稳固时,应在盘中、两头别离取样实验;
⑥进行摩阻损失测定,调整张拉操纵力;
⑦预应力钢绞线弹性模量的测定。
在结构实体上至少进行10次。
弹性模量测定后对理论伸长值进行修正;
⑧缘故不明时对张拉力进行有限调整。
五.注意事项
1.L0长度应考虑张拉工具锚与工作锚之间的参加张拉伸长的长度,不同型号的千斤顶,其长度不同,应现场量测。
2.预应力筋弹性模量Eg和截面面积Ag应以进场的预应力筋按规定检测频率检测所得,不能以弹模×105MPa定值和公称面积代替。
且在Eg、Ag发生转变时,应及时调整理论伸长值和张拉操纵应力。
3.бcon考虑锚具变形、预应力筋回缩和分块拼装构件的接缝紧缩等引发的应力损失,通常采纳超张拉的方式予以减少。
4.张拉时箱梁双侧腹板宜对称张拉,特殊情形下不平稳束不能超过一束。
必需严格依照设计图规定的编号及张拉顺序张拉。
张拉完成24小时后经检查全梁断、滑丝数量不得超过钢丝总数的﹪,且一束内不得超过一丝,也不得位于同一侧。
参考文献:
1.《客运专线铁路桥涵工程施工技术指南》……………………铁道部经济计划研究院
2.《铁路混凝土工程施工技术指南》……………………………铁道部经济计划研究院
3.《客运专线铁路预应力混凝土箱型简支梁桥梁制造、运输、架设施工技术规程》
………………………………………………………………………中国铁路工程集团公司
4.《后张法预应力筋理论伸长量精准计算方式探讨》……………………………刘绪明
5.《后张法预应力桥梁工程施工监理》…………………………罗代松,张庆华,王旭威
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