预应力筋伸长量计算表
预应力钢绞线理论伸长值计算方法1
二、后张法预应力筋理论伸长值计算
预应力筋理论伸长值应根据预应力筋受力状态分段计算。预应力筋理论伸长值ΔLB可按下式精确计算：
ΔLB=ΔL5+ΔL6
式中：
ΔL5——工作锚间预应力筋理论伸长值；
ΔL6——工作锚至工具锚间预应力筋理论伸长值；
注：设计图纸中给出理论伸长值仅为ΔL5。
（3）注意Xi的单位，公式二中以m为单位，公式一中以㎜为单位。
2、工作锚至工具锚间预应力筋理论伸长值 L6时应采用实测预应力筋弹性模量，分别计算预应力筋的两端。
计算公式为：
式中：
F——预应力筋锚外张拉力；
L0——张拉前工作锚至工具锚的预应力筋实测长度，包含千斤顶、限位板等的长度总和。其余符号同前述。
e——常数，取2.718281828计算；
K——实测管道每米局部偏差对摩擦的影响系数；
——实测预应力筋与管道壁间的摩擦系数。
K及 值当设计提供取值时可采用设计提供数值，设计未进行实际测定时，可参照附表1中取值计算。
附表1系数K及 值表
孔道成型方式
K
值
钢丝束、钢绞线、光面钢筋
带肋钢筋
精轧螺纹钢筋
预埋铁皮管道
（2）计算时Pi，Pi（平均值）按如下方式计算：
1）P1=张拉端张拉力，按“公式二”求得P1平均值；
2）P2=P1—2×（P1—P1平均值）张拉端张拉力，按“公式二”求得P2平均值；
3）P3=P2—2×（P2—P2平均值）张拉端张拉力，按“公式二”求得P3平均值；
4）P4、P5参照P2、P3计算方法类推。
1、工作锚间预应力筋理论伸长值
对于任意直线预应力筋或由多段曲线和直线组合的预应力筋，工作锚与工作锚之间预应力筋理论伸长值可根据预应力筋布置形式，分段计算出各段理论伸长值，然后各段叠加得出总理论伸长值，分段方法详见图1，各段理论伸长值（单位：㎜）按“公式一”计算：
预应力张拉伸长量计算
后张法预应力张拉伸长 量计算与测定分析一、理论伸长量计算 1、理论公式：（1）根据《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041—2000），钢绞线理论伸长量计算公式如下：PP P E A L P L =∆ ①()()μθμθ+-=+-kx e P P kx P 1 ②式中：P P ——预应力筋的平均张拉力（N ），直线筋取张拉端的拉力，曲线筋计算方法见②式；L ——预应力筋的长度； 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）；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的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。
（2）计算理论伸长值，要先确定预应力筋的工作长度和线型段落的划分。
后张法钢绞线型既有直线又有曲线，由于不同线型区间的平均应力会有很大差异，因此需要分段计算伸长值，然后累加。
于是上式中：i L L L L ∆+∆+∆=∆ 21PP i p i E A L P L i =∆P p 值不是定值，而是克服了从张拉端至第i —1段的摩阻力后的剩余有效拉力值，所以表示成“Pp i ”更为合适； （3）计算时也可采取应力计算方法，各点应力公式如下：()()()()111--+--⨯=i i kx i i eμθσσ各点平均应力公式为：()()ii kx i pikx e iiμθσσμθ+-=+-1 各点伸长值计算公式为：pip i E x L iσ=∆ 2、根据规范中理论伸长值的公式，举例说明计算方法：某后张预应力连续箱梁，其中4*25米联内既有单端张拉，也有两端张拉。
箱梁中预应力钢束采用高强度低松弛钢绞线（Φ15.24），极限抗拉强度f p =1860Mpa ，锚下控制应力б0=0.75f p =1395Mpa 。
K 取0.0015/m ，µ=0.25。
预应力筋的理论伸长量精确计算
预应力筋的理论伸长量精确计算作者：张尚荣来源：《城市建设理论研究》2013年第03期摘要：结合工程实例，介绍预应力筋理论伸长量分段计算的方法，总结了影响理论长量值的几种因素，以提高理论伸长量的计算准确性，有效控制预应力施工。
关键词：预应力，理论伸长量，张拉力中图分类号： TU378 文献标识码： A 文章编号：问题的提出目前预应力技术广泛用于公路、铁路、电力、水利等领域，施加预应力是采用应力变双控来完成的，这就要求有一个准确的理论伸长量，但规范中给出的计算公式无法适应于预应力筋分布两端不对称时的理论计算，文中从实际施工出发，讨论了理论伸长量的精确计算法。
理论伸长量分段计算过程2.1 工程实例宿州新汴河特大桥大桥共有30m箱梁204片，28m箱梁48片，现以一片30m的中跨箱梁为例进行计算，预应力筋由2N1，2N2，2N3，2N4组成，N1，N2，N3，N4各由4根钢绞线组成，采用塑料波纹管成孔，预应力筋采用GB/T5224-2003《预应力混凝土用钢绞线》中直径为15.20mm的钢绞线，张拉采取两端对称张拉（为了计算简化，每束钢绞线仅计算其中一根的理论伸长量）。
中跨钢束构造图（半跨）如图1。
图12.1.1已知条件1）钢绞线的标准强度：fpk＝1860MPa；2）钢绞线的截面积：Ap＝140mm2；3）钢绞线的弹性模量：Ep＝1.95×105 MPa（本项目试验检测结果190.6 GPa）；4）μ＝0.23；5）k＝0.0015。
2.1.2 张拉控制应力张拉端的张拉力按下式计算：P=δcon×Ap×n×1/1000×b式中： P—预应力张拉力，kNδcon—预应力钢束的张拉控制应力，MPaAp—每根预应力筋的截面积，mm2n—同时张拉预应力筋的根数b—超张拉系数，不超张拉的为1.02.1.3 理论伸长量分段计算N1的AD段设计总长度为14.78m，C点为钢绞线起弯点，CD＝0.885m，BC＝Π×5/180×R ＝0.087266×45＝3.927m，AB＝9.968m。
精、准、快的计算预应力钢绞线的伸长量
精、准、快的计算预应力钢绞线的伸长量目前预应力技术已广泛应用于我国的公路、铁路、电力、水利、煤炭等领域，文章结合施工实例，主要总结了后张法预应力钢绞线理论伸长量的计算方法、采用Excel编程提高了计算的效率和精度，简明易懂的内容将对预应力知识的普及起到推动作用。
标签：预应力钢绞线；伸长量；Excel；编程公路桥涵施工技术规范要求预应力实测伸长量与理论伸长量的偏差控制在±6%以内，因此在施工中务必做到预应力筋的理论伸长量计算精确、实际伸长量测量准确，否则张拉不合格的将变为合格的，给结构安全、工程质量带来隐患；张拉合格的将会变为不合格的，给工程施工造成不必要的浪费。
1 受力分析后张法预应力钢绞线在张拉过程中，预应力损失有多种原因造成，有预应力筋与管道内壁间的摩擦引起的应力损失，有锚具变形、预应力筋回缩引起的应力损失，混凝土弹性压缩引起的应力损失，预应力筋松弛引起的应力损失，混凝土收缩与徐变引起的应力损失等。
若要施工技术人员将各种各样的影响因素全部考虑后再进行钢绞线伸长量的计算很难，而实际上设计人员在设计时已经根据各种影响因素对相应的预应力损失进行了估算，最终给出的设计张拉控制应力是考虑所有损失后的值。
如设计对个别影响因素未予考虑，则会在设计文件中明确指出，若设计未考虑锚口摩阻损失，则锚口摩阻损失应在施工中测定或由厂家提供。
后张法预应力钢绞线主要受以下两方面因素影响：一是弯道影响引起的摩擦力；二是管道偏差影响引起的摩擦力。
正因为这两个因素的影响，导致钢绞线张拉时，锚下控制应力沿着管壁逐渐减小，因而每一段钢绞线的伸长量是不一样的。
故预应力伸长量采用分段累加计算是比较合理和精确的。
2 计算公式根据《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50—2001）第54页、第272页，李国平主编《预应力混凝土结构设计原理》（第二版）第36页、第37页所列相关内容，汇总出以下三个公式：公式①：ΔL=公式②：PP=公式③：PZ=Pq×e-（kx+μθ）△L——各段预应力筋的计算伸长量；x——预应力筋分段长度；Pp——预应力筋平均张拉力，不等于起点力与终点力的平均值；Pq——预应力筋分段起点张拉力；Pz——预应力筋分段终点张拉力，上一段终点力即为下一段的起点力；θ——分段从起点到终点的转角（直线段转角为0Rad，曲线段转角等于圆弧所对应圆心角）；μ——孔道摩阻系数，仅在曲线段考虑该系数的影响；k——孔道偏差系数；A——预应力筋截面面积；Ep——预应力筋弹性模量。
伸长量的计算
40mT梁预应力筋理论张拉伸长值计算
一、计算公式
ΔL=P p L/EA
Pp=Pq*[1-e-(kx+uθ)]/(kx+uθ)
Pz=Pq*e-(kx+uθ)
式中：
ΔL---预应力钢筋理论伸长值
L---预应力钢筋的长度
Pp---预应力筋的平均张拉力
x---从张拉端至计算截面孔道长度
A---预应力筋的截面积
E---预应力筋的弹性模量
P---预应力筋张拉端的张拉力
θ---从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和
8索，张拉控制应力（按75%控制）F=140*8*1860*0.75=1562.4KN
9索，张拉控制应力（按75%控制）F=140*9*1860*0.75=1757.7KN
弹性模量E=1.95*105 ,管道摩擦系数u=0.2,管道偏差系数k=0.0025，钢绞线单位公称面积A=140mm2复核：计算：
以下为伸长量的计算：N1束：每束8根，p=1562.4KN
N2束：每束8根，p=1562.4KN
N3束：每束9根，p=1757.7KN
N4束：每束9根，p=1757.7KN
复核：计算：。
伸长量计算
单端伸长量
计算：
复核：
审核：
1 N3 2 3
ab bc cd
1.193 1.587 2.367
0.0015 0.0015 0.0015
0.25 0.25 0.25
0
0.0017895
0.9982121 0.959205052 0.996455796 72
1395.00 1392.51 1335.70
75.42 17.82 6.21 -21.62 2.41 70.38 12.50 5.76 88.65 55.36 21.45 11.45 88.26 17.82 6.21 63.52 87.55 70.38 12.50 5.80 88.68 55.36 21.45 11.48
0.05992763 0.016330278 0 -0.0047244 4.810952671
合计 2555 899 -3150 合计 0.984890314 0.966990069 0.998700405 1395.00 1373.92 1328.57 1373.92 1328.57 1326.84 2.00E+05 2.00E+05 2.00E+05 10150 1848 867 合计 0.988114695 0.969452175 0.997433724 1395.00 1378.42 1336.31 1378.42 1336.31 1332.88 2.00E+05 2.00E+05 2.00E+05 7971 3155 1713 合计 0.996174835 0.983802338 0.986084133 1395.00 1389.66 1367.15 1389.66 1367.15 1348.13 2.00E+05 2.00E+05 2.00E+05 2555 899 9342 合计 0.984890314 0.966990069 0.998692915 1395.00 1373.92 1328.57 1373.92 1328.57 1326.83 2.00E+05 2.00E+05 2.00E+05 10150 1848 872 合计 0.988114695 0.969452175 0.997426243 1395.00 1378.42 1336.31 1378.42 1336.31 1332.87 2.00E+05 2.00E+05 2.00E+05 7971 3155 1718
伸长量计算
1、计算公式及说明：预应力钢绞线张拉理论伸长值计算公式(参照《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-200 0)ΔL＝（PpL）/（ApEp）………………①①式中：Pp――预应力筋的平均张拉力（N），直线筋取张拉端的拉力，两端张拉的曲线筋，计算方法见公式②；L――预应力筋的长度（mm）Ap――预应力筋的截面面积（mm2）Ep――预应力筋的弹性模量（Mpa）Pp＝P（1－e-(kx+μθ)）／（kx＋μθ）……②②式中：Pp――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（1/m）μ――预应力筋与孔道壁的摩擦系数对公式的两点说明：（1）、因为预应力筋大多呈曲线布置，因此Pp的计算通常采用公式②进行，对于曲线筋还应根据不同的曲率半径进行分段，分别计算相应的Pp和ΔL。
（2）、对于②式中的θ，由它的符号解释可知，曲线孔道部分切线的夹角之和应等于曲线所对应的圆心角，根据几何关系得出：θ=L/R(rad),式中L是从张拉端至计算截面曲线孔道的长度（m），R是该段曲线孔道的曲率半径（m）。
2、基础数据选定由工程概况介绍及技术规范和钢绞线的规格选定下列数据：系数k及μ值表孔道成型方式k μ（钢绞线）预埋金属螺旋管道0.0015 0.20～0.25采用值0.0015 0.20钢绞线强度：钢绞线截面积：Ap＝140mm2钢绞线弹性模量：Ep=195000Mpa二、理论伸长值计算本例通过对中梁N1钢绞线的计算进行说明，钢绞线的设计见下图，由图可知，钢绞线成直线和曲线交错对称布置，因此选定半幅钢绞线分成AB，BC，CD三段分别计算伸长值，另外半幅伸长值与此相等。
对于中梁N1钢绞线：钢绞线股数：n＝7股1、张拉控制力计算钢绞线总的截面积：Ap＝7*140＝980mm2钢绞线弹性模量：Ep=195000Mpa钢绞线强度：单束钢绞线张拉控制应力σcon=0.75×1860=1395Mpa单束钢绞线张拉控制力：P1=1395*140=195300N超张拉张拉力：1.03P1×7＝1.03*195300*7＝1408113N2、分段起、终点力及平均张拉力计算，列表如下注：（rad）＝3.543/29＝0.1223、伸长量计算，将已知数据代人公式①，计算出△LAB=1397477.51*10124/(980*195000)=74.03mm△LBC=1366490.10*3543/(980*195000)=25.33mm△LCD=1345199.27*1074/(980*195000)=7.56mm△L/2=74.03+25.33+7.56＝106.92mm总伸长量：△L＝2*106.92＝214mm同理可知，初应力推算伸长值：△L2=(214/1.03)*0.1=21mm,式中张拉1.03时的伸长量为214，张拉至0.1时的应力为21mm。
预应力钢绞线理论伸长量计算方法
预应力筋理论伸长值△L 计算方法计算预应力筋理论伸长值时，将直线段与曲线段拆分开，分段计算各个伸长量，再将各段的伸长值一次相加，可得整个钢绞线的伸长值，具体计算如下：1、预应力筋理论伸长值△L(mm)计算： △L=PP P E A L P式中：Pp ——预应力筋的平均张拉力（N ），直线段取张拉端的拉力，曲线是按下一步的2式计算； L ——预应力筋的长度（mm ）； Ap ——预应力筋的截面面积（mm 2）； Ep ——预应力筋的弹性模量（N/mm 2）； 2、预应力筋的平均张拉Pp （N ）计算： Pp=P con ×[1-e-（kx+µθ）]/（kx+µθ）式中：P con ——预应力筋张拉端张拉力（N ）； X ——从张拉端至尾端的孔道长度（m ）；θ ——曲线孔道切线夹角（rad ）；弧度θ=角度α×л÷180；k ——孔道每米局部偏差对摩擦系数的影响k=0.0015； µ——钢绞线与孔道壁的摩擦系数；取0.2～0.25； e ——取2.718；3、预应力筋张拉端张拉力P coni 经孔道摩擦阻力后尾端的张拉力P wj ：P wj=P coni×e－（kx+µθ）式中：P wj——经过长度L后预应力筋的终点处张拉力，N;P coni——预应力筋起点处张拉力,N；注：i、j为连续两断面点；后一段钢绞线张拉端张拉力P con 等于前一段钢绞线尾端张拉力P w；例：以环岛路（太阳岛—仙足岛）衔接改造工程中第一联4×30.5m 底板B2为例计算预应力钢绞线理论伸长量（已知如下图，预应力筋采用7－Φs15.20高强度低松弛钢绞线，标准强度f pk=1860MPa，Ep=195000MPa，控制张拉力б=0.75f pk）解：如上图，B2预应力筋可分成直线AB（L=2173mm）、曲线BC （L=1260mm，θ=90，R=8000,rad=90×л÷180=0.1571）、直线CD（L=33519mm ）、曲线DE （L=487mm ，θ=60，R=6000,rad=60×л÷180=0.1047）、直线EF(L=1237mm)，1、AB 段：张拉端的控制张拉力：P AB =f pk ×75%×A P ×n=1860×0.75×140×7=1367100NAB 端的平均张拉力：Pp=P AB =1367100N △L AB =PP P E A LP =1367100×2173÷(140×7×195000)=15.56mm2、BC 段：张拉端的控制张拉力：P BC =P WAB =P AB ×e－（kx+µθ）=1367100×e-（0.0015×2.173）=1362651.192NBC 段平均张拉力：Pp=P BC ×[1-e-（kx+µθ）]/（kx+µθ）=1362651.192×[1-e-(0.00151.26+0.250.157)]÷(0.0015×1.26+0.25×0.1571) =1334985.344N △L BC =PP P E A L P =1334985.344×1260÷(140×7×195000)=8.8mm30、CD 段：张拉端的张拉力：P CD =P WBC =P BC ×e－（kx+µθ）=1307696.520NCD 段平均张拉力：Pp=P CD =1307696.520N △L CD =PP P E A L P =229.37mm40、DE 段：张拉端的张拉力：P DE =P WCD =P CD ×e －（kx+µθ）=1243573.025NDE 段平均张拉力：Pp=P DE ×[1-e-（kx+µθ）]/（kx+µθ）=1226992.582N △LDE=PP P E A L P =3.12mm50、EF 段：张拉端的张拉力：P EF =P WDE =P DE ×e－（kx+µθ）=1210560.176NEF 段平均张拉力：Pp=P EF =1210560.176N △L EF =7.836mm则预应力筋B2最终理论伸长量：△LEF=△L AB +△L BC +△L CD +△L DE +△L EF=264.686mm （设计263mm ）。