后张法预应力梁钢铰线张拉控制应力及伸长值计算

后张法预应力梁钢铰线张拉控制应力及伸长值计算

程正剑

（黄山市公路管理局歙县分局，安徽黄山245000）

摘要：预应力张拉是后张法预应力梁施工中的关键工序，其质量的好坏直接影响到结构的安全和耐久性，文章以预应力箱梁为例，详细介绍了预应力张拉施工中各阶段张拉控制应力及钢铰线伸长量计算步骤和方法。

关键词：后张法；预应力混凝土梁；张拉控制应力；伸长值；计算

前言

近年来，我国交通事业发展迅速，公路桥梁预应力施工技术在交通基本设施建设中得到了充分的运用。后张法预应力混凝土技术以其能够充分发挥钢筋和混凝土各自的特性；提高钢筋混凝土构件的刚度、抗裂性和耐久性；可有效地利用高强度钢筋和高强度等级的混凝土及无需大型台座和可曲线配筋等优点在工程中得到广泛应用。预应力施工时张拉控制应力和预应力筋伸长值是控制预应力施工质量的两项关键指标，现已32m后张法预应力箱梁为例，谈谈对张拉控制应力和钢铰线理论伸长值的计算步骤、方法。

1梁结构设计情况及要求

1.1实例

预应力小箱梁长32m，梁板混凝土标号为C50，箱梁高1.6m，中梁宽2.4m，边梁宽2.85m。

1.2预应力设计情况

预应力钢束布置：边跨梁布置为2束5φj15.2和6束6φj15.2钢铰线；中跨梁布置为6束5φj15.2和2束6φj15.2钢铰线。

预应力钢束材料：采用低松驰钢铰线，公称直径15.24（15.20）mm，按设计钢绞线标准强度Ryb=1860N/mm2，弹性模量Es=1.94×105Mpa。孔道采用预埋金属波纹管成孔。

锚具体系：按设计配筋及《公路桥涵施工技术规范》JTG/TF50-2011，采用钢绞线群锚体系YM15-6或YM15-5体系并选配同型号的锚垫板。

1.3张拉时砼强度

按设计要求，需待梁砼达到90%设计强度方可张拉。顶板负弯矩张拉需待湿接头混凝土强度大于90%且7天以上方可进行。

2预应力施工方法

（1）张拉工艺：按设计要求两端同时对称张拉，即采用YDC-150千斤顶二套分别置于梁的两端进行对称张拉。

（2）张拉顺序：N1（左右）--N3（左右）--N2（左右）--N4（左右）。

（3）张拉程序：0→0.15σk(量伸长量初读△11)→1.0σk(持荷5min量△l2)→校核伸长值（满足）→锚固；或0→0.15σk(量伸长量初读△11)→0.3σk(量伸长量初读△12)→1.0σk(持荷5min量△13)→校核伸长值（满足）→锚固。

3张拉控制应力计算

按设计给定张拉控制应力σk=0.75Ryb=0.75×1860=1395MPa，每束张拉控制力：6股为6×140mm2×1395Mpa=1171.8KN，5股为5×140mm2×1395Mpa=976.5KN。

张拉前对两组张拉设备配套标定，1#千斤顶和1#压力表线性回归方程为P=0.03307F+2.000；2#千斤顶和2#压力表线性回归方程为P=0.2154F+1.6。

依据设计给定张拉控制力，两组YDC150千斤顶系统标定结果及张拉程序制表列出；张拉过程中各应力阶段相对应油表读数：

4预应力筋理论伸长值计算

根据施工技术规范要求，张拉采取“双控制”，即实行应力控制的同时，进行伸长值较核，将张拉实际伸长值与理论计算伸长值差控制在±6%之内。

中跨（半跨）钢铰线布置如下：

箱梁由预埋波纹管成孔，曲线钢铰线束按《公路桥涵施工技术规范》JTG/TF50-2011取：K=0.0015，u=0.25，钢绞线弹性模量Es=1.94×105Mpa。根据设计图，各号钢铰线分工具段、斜线段、曲线段、梁中至起弯点段，逐段计算叠加,对中跨一端，理论伸长值计算如下表：

将各段累计，中跨箱梁为中跨一端值乘以2，边跨为边跨非连续端和中跨一端值之和。以中跨箱梁为例汇总如下表：

5张拉伸长值校核

（1）张拉实际伸长测量：△1=（△12-△11）/0.85或△1=（△12-△11）+（△13-△11）

（2）张拉实际伸长允许范围：△L×（1-6%）＜△1＜△L×（1+6%）

张拉时伸长值满足后方可锚固。如出现超出允许范围，应立即停机检查，查明原因予以调整，直到满足后方可正常施工。

6结语

总之，预应力张拉工序是预应力混凝土桥梁施工中的重要环节，张拉作业时严格控制张拉力和预应力筋伸长量，是关系到事先在混凝土箱梁中引入这种应力是否达到设计目的、能否发挥预应力真正作用的关键工序，必须按设计及规范要求程序严格控制，以确保工程质量。

参考文献：

[1]JTG/TF50-2011公路桥涵施工技术规范[S]