后张法预应力计算书(最新规范编写)

预应力空心板张拉压浆

施

工

方

案

河南省中原水利水电集团有限公司

大运高速公路代县连接线改建工程项目部

目录

一、张拉要求........................................................................................................ - 2 -

二、计算所用常量................................................................................................. - 2 -

三、计算所用公式................................................................................................. - 2 -

1.P的计算 ........................................................................................................ - 2 -

2.Pp的计算....................................................................................................... - 3 -

3.预应力钢材张拉时理论伸长值的计算.............................................................. - 3 -

四、计算过程........................................................................................................ - 3 -

1.P的计算 ........................................................................................................ - 3 -

2.空心板梁0°、15°、30°、45°理论伸长量的计算...................................... - 4 -

五、各阶段张拉力及油表读数控制 ........................................................................ - 9 -

1.钢绞线为3根/束…………………………………………………………………….- 10 -

2.钢绞线为4根/束…………………………………………………………………....- 10 -

3. 钢绞线为5根/束………………………………………………………………...… - 10 -

六、实际预应力筋伸长值的量测及计算方法………………………………………….- 13 -

七、张拉施工........................................................................................ …………- 13 -

1.设备选择、使用、保管................................................................................. - 13 -

2.张拉............................................................................................................. - 14 -

3.张拉时易出现问题的原因分析和防治措施..................................................... - 16 -

八、压浆............................................................................................................. - 18 -

九、封锚............................................................................................................. - 21 -

十、吊运............................................................................................................. - 21 -十一、存梁 ......................................................................................................... - 21 -十二、安全保证措施 ........................................................................................... - 22 -

1.保证体系...................................................................................................... - 22 -

2.制度保证...................................................................................................... - 22 -

3.安全技术措施............................................................................................... - 24 -十三、质量保证措施…………………………………………………………………….- 25 - 十四、环境保护及文明施工措施……………………………………………………….- 26 - 附件:

1、预应力混凝土用钢绞线检测报告

2、工作锚板及工作夹片检测报告

3、预应力千斤顶标定报告

后张法空心板预应力计算书

一、张拉要求

设计要求预制空心板梁混凝土达到设计强度的85%时张拉，且龄期不小于7天，张拉时采取双向张拉、张拉力与伸长量双控，以钢束的伸长量进行校核。

二、计算所用常量

弹性模量E p=1.95×105Mpa=1.95×105N/mm2（试验数据与设计要求相符）

公称截面积A p=140mm2

标准强度f pk=1860Mpa（试验数据与设计要求相符）

偏差系数k=0.0015

摩阻系数μ=0.25

锚下张拉控制应力σcon=0.75f pk=1395Mpa

单股张拉控制力P=195.3KN

三、计算所用公式(公路桥涵施工技术规范7.6.3-4)

1.P的计算

1×b=P′× n×b (KN) (1) P=σcon×A p×n×

1000

式中：σcon---预应力钢材的张拉控制应力(Mpa);

A p---预应力单束钢筋截面面积(mm2);

P′---单股张拉控制力，取195.3KN;

n---同时张拉预应力筋的根数;

b ---超张拉系数，不超张拉取1.0。

2. Pp 的计算

μθμθ+-=

+-kx e p P kx p )1()( (2)

式中：P p ---预应力筋平均张拉力（N ）; P---预应力筋张拉端的张拉力（N ）;

x---从张拉端至计算截面的孔道长度（m ）;

θ

---从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和（rad ）;

k---孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数; μ---预应力筋与孔道壁的摩擦系数。

3. 预应力钢材张拉时理论伸长值的计算

P

P P E A L

P L =

?1 (3)

式中：P P ---预应力钢材的平均张拉力（N ）;

L ---预应力筋的长度（mm ）; A p ---预应力筋的截面面积（mm 2）; E p ---预应力筋的弹性模量（N/mm 2）。

四、计算过程

中跨边梁上的钢束N1计算

1. P 的计算

采用?s

15.2mm 规格的钢绞线，超张拉系数b=1，则根据公式（1）有

1×b=P′× n×b

P=σcon×A p×m×

1000

=195.3×5×1

=976.5 KN

2.理论伸长量的计算

钢绞线在张拉时伸长量分为直线部分和曲线部分分别计算，然后进行叠加。

N1钢绞线共分为3段，分段进行计算

第1段：直线段

L1=2044mm=2.044m θ=0rad

起点张拉力 P1=195.3KN=195000N

终点张拉力为P′1=195300N

平均张拉力P p1=(195000+195300)/2=195150N

理论伸长量△L1=14.612mm

第2段：曲线段

L2=2793mm=2.793m θ=4×3.14/180=0.0698rad

起点张拉力 P2=195300N

终点张拉力P′2=193538N

平均张拉力 P p2=(195300+193538)/2=194419N

理论伸长量△L2=19.860mm

第3段：直线段

L3=2756mm=2.756m θ=0rad

起点张拉力 P3=193538N

终点张拉力P′2=193139N

平均张拉力 P p3=(193538+193139)/2=193338N

理论伸长量△L3=19.488mm

N1钢束的理论伸长量

△L=(△L1+△L2+△L2)×2=107.92

同理可进行边跨梁预应力钢束N2、N3、N4理论伸长量的计算；对于中跨主梁预应力钢束理论伸长量的计算可以取跨中到一端的长度计算伸长量，然后乘以2，即是整根钢束张拉伸长量。

经过计算得到如下钢绞线伸长量计算表：

16米45°空心板梁中跨边梁

16米45°空心板梁中跨中梁

16米45°空心板梁边跨中梁

16米45°空心板梁边跨边梁

16米30°空心板梁中跨边梁

16米30°空心板梁边跨中梁

16米30°空心板梁边跨边梁

16米15°空心板梁中跨中梁

16米15°空心板梁边跨中梁

16米15°空心板梁边跨边梁

16米0°空心板梁中跨中梁

16米0°空心板梁中跨边梁

16米0°空心板梁边跨中梁

16米0°空心板梁边跨边梁

五、各阶段张拉力及油表读数控制

空心板梁张拉采用两台YDC1100型千斤顶和两台高压电动油泵及配套油表进行，编号12473千斤顶配套油表编号为501；编号12472千斤顶配套油表编号为803

钢绞线为3根/束张拉控制力：

P=σcon×A p×n =0.75×1860×140×3=585.9KN

A.千斤顶编号为12473

对应压力表编号501，校验回归方程式为

压力表读数Y=1.01863337+0.05317257x

B.千斤顶编号为12472

对应于压力表编号803，校验回归方程式为

压力表读数Y=0.08757222+0.05436606x

钢绞线为4根/束张拉控制力：

P=σcon×A p×n =0.75×1860×140×4=781.200KN

A.千斤顶编号为12473

对应压力表编号501，校验回归方程式为

压力表读数Y=1.01863337+0.05317257x

B.千斤顶编号为12472

对应于压力表编号803，校验回归方程式为压力表读数Y=0.08757222+0.05436606x

钢绞线为5根/束张拉控制力：

P=σcon×A p×n =0.75×1860×140×5=976.5KN

A、千斤顶编号为12473

⑴对应压力表编号501，校验回归方程式为

压力表读数Y=1.01863337+0.05317257x

B、千斤顶编号为12472

⑴对应于压力表编号803，校验回归方程式为

压力表读数Y=0.08757222+0.05436606x

六、实际预应力筋伸长值的量测及计算方法

预应力筋张拉前，先调整到初应力0σ（取控制应力值的10％）再开始张拉和量测伸长值。实际伸长值为张拉时量测的伸长值加上初应力时的推算伸长值。

21L L L ??=?＋

式中：

1L ?——从初应力至最大张拉应力间的实测伸长值，mm ； 2

L ?——初应力时推算伸长值，mm 。（采用应力值10%到20%的实

测伸长值替代）

七、张拉施工

1. 设备选择、使用、保管

千斤顶的额定张拉力宜为所需张拉力的1.5倍，且不得小于1.2倍。与千斤顶配套使用的压力表应选用防震型产品，其最大读数应为张拉力的1.5～2.0倍标定精度不得低于1.0级。

预应力张拉机具设备必须由专人使用和管理，并应定期维护和校验，千斤顶与压力表应配套校验标定后使用，当千斤顶使用超过6个月或300次或在使用过程中出现不正常现象或检修以后

应重新校验。

2.张拉

纵向预应力筋的张拉遵循“同步、对称、偏心荷载小”的原则，按设计图顺序和施工顺序逐束张拉。

钢束张拉顺序为： N1左→N2右→N1右→N2左。

(1)顺序安装：安装工作锚锚板和夹片；安装限位板；安装千斤顶；安装工具锚组件；锚板不垂直度不得大于1°（见下图）

片

锚环及夹片使用前用煤油或柴油逐件清洗干净，不得有油污、铁屑、泥砂等杂物。

钢绞线外伸部分要保持干净，施工人员不得随意进行踩蹋。

工作锚必须准确放在锚垫板的定位槽内，并与孔道对中，每个锚孔中，每个锚孔装入夹片拼用胶圈套好。穿入工作锚的钢绞线要顺直，

对号入座，不得使钢绞线扭结交叉。先安装内圈的夹片，再安装外圈的夹片，最后用内径稍大于钢绞线的铁管穿入钢绞线，向前轻击顶紧夹片。

限位板要与锚环对中，不得错开。

安装千斤顶于孔道中线对位，注意不要接错大、小油缸。安装千斤顶时，不要推拉油管及接头，油管要顺畅，不得扭结成团。

工具锚安装前，应将千斤顶活塞伸出3～5cm，钢绞线穿入工具锚时，要对号入座，钢绞线的位置要与工具锚孔的位置对应，千斤顶内钢绞线要相互平行。

为保证完成张拉后，工具锚能顺利退下，必须在工具锚的夹片光滑面均匀地涂一层厚约1mm的润滑剂，也可在工具锚的锚孔中涂润滑剂。

工具锚的夹片与工作锚的夹片应分开放置，不得混淆。每次安装前要对夹片进行检查，如有裂纹及齿尖损坏等现象，应及时更换。

(2)将B路回油阀打开，A路截止阀关闭即可启动油泵电机，向张拉缸供油进行张拉；同时调节节流阀，以控制油压高低和张拉速度。

(3)在活塞外伸时，工具锚夹片可自行夹紧钢绞线。工作锚中的夹片此时因受限位板的支托，只可被带出一些而不会退出很多。

(4)先调整到初应力0 （取控制应力值的10％），再开始按10%σcon～20%σcon～σcon（持荷5min锚固）张拉和量测伸长值,并做好伸长量记录。

(5)当活塞行程还余10mm～20mm时，即停止向A路供油，此时可

将节流阀回旋，同进转回回油阀，A路压力降至零点。由于钢绞线束

的加缩，活塞被接回若干长度，这时工作锚的夹片被带入锚板内而自行夹紧。钢绞线的回缩量不得大于6mm。

(6)B路关闭截止阀，节流阀控制升压，活塞回程，留10mm～20mm 即可停泵。

(7)如果钢绞线张拉长度较短，一次张拉就可达到张拉控制应力

；如果一次张拉达不到设计要求，则进行多次张拉；此时，自动工k

具锚的夹片已与锚板自行脱离，因此二次张拉前需将工具锚平片重新推入工具板锥孔中，然后重复以上步骤，直到达到设计张拉力。张拉至控制应力持荷5分钟，如油压有点下降则加油到张拉力后可锚固。当张拉的钢绞线为一端张拉时锚固可直接缓慢释放油缸压力到零；当两端张拉钢绞线时必须分端锚固，即先将一端张拉锚固后，再将别一端补足控制应力值后进行锚固。

(8)张拉时进行双控，以张拉力控制为主，以张拉时的实际伸长值与理论伸长值进行校核，钢绞线束实际伸长值与理论伸长值相差要控制在±6％以内方可进行锚固，否则暂停张拉，查明原因并采取措施加以调整后，再续继张拉。

3.张拉时易出现问题的原因分析和防治措施

（1）、钢绞线出现滑丝现象，可能由于以下原因：

①锚环锥孔、夹片生锈或有杂质造成夹片回缩不到位。

②夹片或锚环硬度不足，发生变形造成夹片夹不牢。

③穿束时钢绞线混乱，造成钢束中钢绞线受力不均匀，个别钢绞

线受力大于设计张拉应力。

④锚具和夹片的锚固性能不符合要求。

⑤钢绞线弹性模量较大，夹片夹不牢固。

（2）张拉中发生断丝现象一般有以下原因

①穿束时钢绞线绞在一起，在波纹管中顺序较乱，张拉后个别钢绞线受力较大，超过钢绞线极限抗拉强度。

②夹片硬度太大，对钢绞线线产生损伤。

③钢绞线穿束前受到损伤。

④孔道阻塞，钢绞线受力不均匀。

⑤钢绞线存在质量问题。

（3）、发生夹片回缩不均匀、端部不齐可能由于以下原因

①锚具和夹片之间摩阻太大，卸载时回缩不均匀。

②锚具和夹片的锚固效率系数不符合要求。

③夹片质量不一致、硬度不同。

④限位板和锚具之间空隙不适当，夹片滑出太多或者不能自由滑出，锚固时回缩不一致。

防治措施：严格控制钢绞线质量及下料长度，钢绞线一定要有质量鉴定合格证书；穿束顺序要合理，不能发生窜孔、扭绞现象；夹片、锚具质量和硬度等性能指标经过严格鉴定，符合要求方能使用，必要时更换；张拉前冲洗干净波纹管内附着物，以减小孔道壁摩擦；限位扳、锚具等的安装严格按说明书和作业指导书进行；控制张拉力缓慢均匀增加且不能过多超张拉。

八、压浆

预应力筋张拉后，孔道应尽早压浆。且应在24h 内完成，否则应采取措施，避免预应力筋不出现锈蚀。压浆采用真空辅助压浆工艺。

后张预应力孔道宜采用专用压浆料或专用压浆剂配制的浆液进行压浆。所用原材料应符合下列规定：

1、水泥应采用性能稳定、强度等级不低于42.5的低碱硅酸盐或低碱普通硅酸盐水泥。

2、外加剂应与水泥具有良好的相容性，且不得含有氯盐、亚硝酸盐或其他对预应力筋有腐蚀作用的成分。减水剂应采用高效减水剂，且应满足现行国家标准《混凝土外加剂》（GB 8076）中高效减水剂一等品的要求，其减水率应不小于20%。

3、矿物掺合料的品种宜为I级粉煤灰、磨细矿渣粉或硅灰。

4、水不应含有对预应力筋或水泥有害的成分，每升水中不得含有350mg以上的氯化物离子或任何一种其他有机物，宜采用符合国家卫生标准的清洁饮用水。

5、膨胀剂宜采用钙矾石系或复合膨胀剂，不得采用以铝粉为膨胀源的膨胀剂或总碱量0.75%以上的高碱膨胀剂。

6、压浆材料中的氯离子含量不应超过胶凝材料总量的0.06%，比表面积应大于350m2/kg,三氧化硫含量不应超过6.0%。

用于后张预应力孔道压浆的设备性能应符合下列规定：

1、搅拌机的转速应不低于1000r/min,搅拌叶的形状应与转

速相匹配，其叶片的线速度不宜小于10m/s,最高线速度宜限制在20m/s以内，且应能满足在规定的时间内搅拌均匀的要求。

2、用于临时储存浆液的储料罐亦应具有搅拌功能，且应设置网格尺寸不大于3min的过滤网。

3、压浆机应采用活塞式可连续作业的压浆泵，其压力表的最小分度值应不大于0.1MPa,最大量程应使实际工作压力在其25%~75%的量程范围内。不得采用风压式压浆泵进行孔道压浆。

4、真空辅助压浆工艺中采用的真空泵应能达到0.10MPa的负压力。

孔道压浆前的准备工作应符合下列规定：

1、应在工地试验室对压浆材料加水进行试配，各种材料的称量应精确到±1%。

2、应对孔道进行清洁处理。对抽芯成型的混凝土空心孔道应冲洗干净并使孔壁完全湿润；金属管道、塑料管道必要时亦应冲洗以清除有害材料；对孔道内可能发生的油污等，可采用已知对预应力筋和管道无腐蚀作用的中性洗涤剂或皂液，用水稀释后进行冲洗。冲洗后，应使用不含油的压缩空气将孔道内的所有积水吹出。

3、应对压浆设备进行清洗，清洗后的设备内不应有残渣和积水。

压浆时，对曲线孔道和竖向孔道应从最低点的压浆孔压入；对结构或构件中以上下分层设置的孔道，应按先下层后上层的顺