1860级低松弛钢绞线高温下力学性能
钢绞线张拉应力应变计算
丹江特大桥K162+957;K163+405箱梁，设计采用标准强度fpk=1860Mpa的高强低松弛钢绞线，公称直径Ф15.2mm，公称面积Ag=139mm²；弹性模量Eg=1.95×105Mpa。
为保证施工符合设计要求，施工中采用油压表读数和钢绞线拉伸量测定值双控。
理论伸长量计算采用《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2002附表G-8预应力钢绞线理论伸长值及平均张拉力计算公式。
一、计算公式及参数：1、预应力平均张拉力计算公式及参数：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的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檫的影响系数，取0.0015μ—预应力筋与孔道壁的摩檫系数，取0.252、预应力筋的理论伸长值计算公式及参数：式中：P p—预应力筋平均张拉力（N）L—预应力筋的长度（mm）A p—预应力筋的截面面积（mm2），取139 mm2E p—预应力筋的弹性模量（N/ mm2），取1.95×105 N/ mm2二、伸长量计算：1、N1束一端的伸长量：单根钢绞线张拉的张拉力P=0.75×1860×139=193905NX直=11.322m；X曲=1.018mθ=4×π/180=0.0698radk X曲+μθ=0.0015×1.018+0.25×0.0698=0.019P p=193905×（1-e-0.019）/0.019=192074NΔL曲= P p L/（A p E p）=192074×1.018/（139×1.95×105）=7.2mmΔL直= PL/（A p E p）=193905×11.322/（139×1.95×105）=81mm(ΔL曲+ΔL直)*2=(7.2mm+81mm)*2=176.4mm与设计比较（176.4-172）/172=2.56%2、N4束一端的伸长量：单根钢绞线张拉的张拉力P=0.75×1860×139=193905NX直= 4.709m；X曲=7.601mθ=4×π/180=0.1571radk X曲+μθ=0.0015×7.601+0.25×0.1571=0.0507P p=193905×（1-e-0.0507）/0.0507=189071NΔL曲= P p L/（A p E p）=189071×7.601/（139×1.95×105）=53mmΔL直= PL/（A p E p）=193905×4.709/（139×1.95×105）=33.7mm (ΔL曲+ΔL直)*2=(53mm+33.7mm)*2=173.4mm与设计比较（173.4-171）/171=1.4%同理，N2,N3束钢绞线计算结果详见附表。
钢绞线力学性能表
1、钢绞线镀锌力学性能表钢绞线中镀锌钢丝力学性能表钢绞线中镀锌钢丝锌层性能表Property of Zinc Coating of Zinc-Plated Steel Wire in Strand1.80 220 180 1602.00 230 200 160 142.20 230 200 180 .2.60 250 220 200 2.80 270 250 2303.20 280 260 230 3.50 290 270 2504.002902702502、无粘结钢绞线 UNBONDED STRAND WIRE注：(1) 力学性能应符合PC 钢绞线标准要求(2) 根据不同用途，经双方协议，供应其它强度和直径的预应钢绞线。
Note:(1) Mechanical performance should conform to the specification of PCstranded wire (2) According to different uses,we can supply PC stranded wire with the other tensile strength and diameter through negotiation by both parties.1x7执行标准规格 r(mm)抗拉强度 Mpa屈服负荷 KN弹性模量N/mm 2防腐润滑脂重量大于 Corrosion resstantlubricating greaseweight more than(g/m)高密度聚乙烯护套厚度 High density polythenebushing thickness (mm)1000h 松驰值% (初始负荷为70%破断负荷)不大于建筑行业标准 JG3006-93 （钢绞线） （PC Stranded wire)￠12.0 ￠15.01570 1470119.17*174.93*1.8X10543 500.8-1.2 0.8-1.22.52.5注：(1) *指屈服负荷是整根钢绞线破断负荷的85%(2) 根据不同用途，经双方协议，供应其它强度和直径的预应力钢材。
钢绞线张拉
3、预应力钢绞线及张拉指标参数预应力钢绞线采用抗拉强度标准值为1860MPa的高强低松弛钢绞线，弹性模量为1.95×105Mpa，7φ5钢绞线公称直径15.24mm，按美国ASTMA416M-98标准270级执行。
锚于梁端的钢束采用4根9-7φ5钢绞线；边梁和中梁锚于梁顶的钢束分别采用3根和2根7-7φ5钢绞线。
边梁的9-7φ5和7-7φ5预应力钢绞线张拉控制应力为0.72Ryb，9-7φ5钢绞线张拉力为1662KN，7-7φ5钢绞线张拉力为1312KN；中梁的9-7φ5和7-7φ5预应力钢绞线张拉控制应力为0.75Ryb，9-7φ5钢绞线张拉力为1749KN，7-7φ5钢绞线张拉力为1367KN.施工中，不得对预应力钢绞线进行超张拉。
张拉千斤顶的型号分别为YCW250B和YCW150B，电动油泵型号为OVM ZB4-500型。
采用OVM15-9和OVM15-7锚具，该锚具包括锚头、锚垫板和与之相配套的锚下螺旋筋等。
制梁所用水泥为法国产CPA42.5特种水泥，该水泥具有早期强度增长快的特点，四天强度可达90%左右。
4、张拉工艺采用两端对称同时张拉、张拉力和伸长量双控法，两端千斤顶升降压、画线、测伸长、插垫等工作一起进行。
千斤顶就位后，先将主油缸少许充油，使之蹬紧，让预应力钢绞线绷直，在钢绞线拉至规定的初应力σ0时，停机量测原始空隙并画线作标记。
钢绞线的张拉顺序综合以下几方面因素核算确定：其一避免张拉时构件截面呈过大的偏心受力状态，不使砼边缘产生拉应力；其二计算并比较分批张拉的预应力损失值；其三是尽量减小梁体产生过大的上拱度，防止梁体开裂或变形严重。
经综合比较，采用了两阶段传力锚固法张拉，即T梁砼强度达90%后，首先张拉锚固于梁端的N1-N4钢绞线，对此4根钢绞线的孔道压浆，然后存梁；为减小T梁的徐变上拱度，锚于梁顶的N5-N7钢绞线待架梁前再进行张拉并压浆，随即架梁。
采用两次张拉工艺的另一优点是：先张拉一部分钢绞线，对梁体施加较低的预应力，使梁体能承受自重荷载，提前将梁移出生产梁位，可大大缩短生产台座使用周期，加快施工进度。
预应力钢绞线及张拉指标参数
预应⼒钢绞线及张拉指标参数
3、预应⼒钢绞线及张拉指标参数
预应⼒钢绞线采⽤抗拉强度标准值为1860MPa的⾼强低松弛钢绞线，弹性模量
为1.95×105Mpa，7φ5钢绞线公称直径15.24mm，按美国ASTMA416M-98标准270级执⾏。
锚于梁端的钢束采⽤4根9-7φ5钢绞线；边梁和中梁锚于梁顶的钢束分别采⽤3根和2根7-7φ5钢绞线。
边梁的9-
7φ5和7-7φ5预应⼒钢绞线张拉控制应⼒为0.72Ryb，9-7φ5钢绞线张拉⼒为1662KN，7-7φ5钢绞线张拉⼒为1312KN；中梁的9-7φ5和7-7φ5预应⼒钢绞线张拉控制应⼒为0.75Ryb，9-7φ5钢绞线张拉⼒
为1749KN，7-7φ5钢绞线张拉⼒为1367KN.施⼯中，不得对预应⼒钢绞线进⾏超张拉。
张拉千⽄顶的型号分别为YCW250B和YCW150B，电动油泵型号为OVM ZB4-500型。
采⽤OVM15-9和OVM15-7锚具，该锚具包括锚头、锚垫板和与之相配套的锚下螺旋筋等。
制梁所⽤⽔泥为法国
产CPA42.5特种⽔泥，该⽔泥具有早期强度增长快的特点，四天强度可达90%左右。
4、张拉⼯艺
采⽤两端对称同时张拉、张拉⼒和伸长量双控法，两端千⽄顶升降压、画线、测伸长、插垫等⼯作⼀起进⾏。
千⽄顶就位后，先将主油缸少许充油，使之蹬紧，让预应⼒钢绞线绷直，在钢绞线拉⾄规定的初应⼒σ0时，停机量测原始空隙并画线作标记。
钢绞线的张拉顺序综合以下⼏⽅⾯因素核算确定：其⼀避免张拉。
1860MPa级1×19—28.6低松弛预应力钢绞线研制’
收缩 率大于 ３ ％的 ０ ４ｍ ２ ０ １ ｍ８ Ｂ专用盘条 ； 将盘条在质量分数１ ％ ～ ０ ５ ２ ％盐酸溶液 中去 除氧化铁皮后 ， 进入磷酸二 氢锌 为主液的槽 中进行磷化 处理 ， 然后浸入 ９ ０—１０℃的皂 液中皂 化 ， ０ 最后 在 １０℃左 右的烘箱 中烘干 ； 拔钢丝 ０ 拉 时严格按盘条轧 制方向顺 向拉拔 。给出捻制稳定 化工艺参数 ： 捻距 ４０ｍｍ， ０ 捻制速度 ２ ／ ｉ， ５ｍ ｒｎ 张力 ３０ｋ 温度 ａ ３ Ｎ， ３ ５～ ９ ８ ３０ｏ Ｃ。试验 结果表明 ， 采用上述工艺研制 的钢绞线抗拉强度 为 １８８～１ ０ ａ 延伸 率为 ６０ ～ ． ％ ， ６ ４ＭＰ ， ９ ．％ ８５
２ ｎｖｒｔ ｏ ｃ ｎｅａ ｄＴｃｎｌ ｙＢ ｉｎ Ｂ ｉ ｇ １０ ８ ， ｈｎ ） ．Ｕ ｉ ｓｙ ｆＳｉ ｃ ｎ ｅｈｏｏ ｅｉ ｅ ｉ ｅ ｇ ｊ ｇ， ｅ ｎ ００ ３ Ｃ ｉ ａ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔ ｎｒ ｄ ｃ ｈ ｅ ｅ ｒｈ ｄ ｖ ｌｐ ｎ ｆ １ ８ ０ ＭＰ ｒ ｄ ×１ — ２ ． ｏ ｅａ ａｉｎ ｐ ｅ ｓｒ ｓ ｅ ｔ ｅ ｓｒ ｃ ｏ ｉ ｔ ｕ ｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ａ ｃ ｅ ｅ ｏ ｍｅ ｔ ｏ ６ ａ ｇ ａ ｅ １ ｏ ９ ８ ６ ｌｗ ｒｌ ｘ ｔ ｒ —ｔｅ ｓ ｄ ｓｅ ｌ ｏ ｓ ａ ｄ Ｃ ｏ ｓｎ ｉｍｅ ｅ ４ ｍｍ ８ Ｂ ｗ ｒ ｏ ｔ ｎ ｉ ｔｅ ｇｈ １ ０ ａ ａ ｄ ｐ ｒ ｅ ｔ ｇ ｅ ｕ ｔ ｎ ｏ ｒ ａ ｏ ｅ ０ ｔ ｎ ． ｈ ｏ ｉ ｇ ｄ ａ ｔｒ １ ２ ｉｅｒ ｄ ｗｉ ｔ ｓｌ ｓｒｎ ｔ ０ ＭＰ ｎ ｅｃ ｎ ａ ｅｒ ｄ ｃｉ ｆ ｅ ｖ ｒ３ ％ ｒ ｈｅ ｅ ３ ｏ ａ
《铁路桥梁设计》word文档
《铁路桥梁设计》word⽂档设计说明⼀、概述为满⾜改建铁路胶济客运专线建设的需要，编制本设计图。
⼆、设计依据（⼀）《新建时速200公⾥客货共线铁路设计暂⾏规定》铁建设函［2005］285号。
（⼆）《铁路桥涵设计基本规范》TB1002.1-2005。
（三）《铁路桥涵钢筋混凝⼟和预应⼒混凝⼟结构设计规范》 TB1002.3-2005。
（四）《铁路桥涵混凝⼟和砌体结构设计规范》TB10002.4-2005。
（五）《铁路混凝⼟结构耐久性设计暂⾏规定》铁建设（2005）157号。
（六）《铁路线路设计规范》（报批稿）。
（七）《铁路⼯程抗震设计规范》 GBJ111（报批稿）。
（⼋）《铁路架桥机架梁规程》 TB10213—99。
（九）铁道部⼯程设计鉴定中⼼《改建铁路胶济客运专线⼯程初步设计审查意见》。
三、适⽤范围（⼀）设计速度：客车200km/h,货车120 km/h 。
（⼆）线路情况：客货共线，双线正线（标准线间距4.4m ），曲线（曲线半径R=2200m ）。
（三）轨底⾄梁顶⾼度：0.7m 。
（四）施⼯⽅法：挂篮悬臂灌筑施⼯。
（五）地震烈度：基本地震烈度6度。
（六）桥式：本桥桥跨布置为75+120+75m 预应⼒混凝⼟连续梁，全长271.7m （含两侧梁端⾄边⽀座中⼼各0.85m ）。
四、设计原则及技术参数（⼀）设计荷载 1. 恒载（1）结构⾃重：按《铁路桥涵设计基本规范》（TB1002.1-2005）采⽤，梁体γ取26.5kN/m 3。
（2）⼆期恒载：双线桥⾯⼆期恒载（包括钢轨、扣件、垫板、枕⽊、道碴、防⽔层、保护层、电缆槽、挡碴墙、⼈⾏道栏杆、接触⽹⽀架、⼈⾏道板等）按有碴桥⾯考虑，⼆期恒载q ＝198kN/m 。
（3）混凝⼟收缩、徐变影响：根据《铁路桥涵设计基本规范》（TB1002.1-2005）进⾏计算，环境条件按野外⼀般条件计算，相对湿度取70%。
根据⽼化理论计算混凝⼟的收缩徐变，系数如下：徐变系数终极极值：2.0（混凝⼟龄期6天）。
高强度低松驰预应力钢绞线的应用
⾼强度低松驰预应⼒钢绞线的应⽤195±10KN／mm2”。
弹性模量对于施⼯时的张拉量有实际意义。
2钢绞线标准对照分析2．1 破断载荷破断载荷拉⼒是钢绞线主要的性能指标，直接反映钢绞线的效能，强度级别的⾼低，反映出钢绞线标准的⾼低。
各标准中，强度级别都是以破断⼒和公称截⾯积进⾏计算的，强度级反映钢材的效率。
BS5896—80Φ15.7mm绞线，强度级1770，破断⼒为265KN，ASTM416—90a绞线级为1860(270级)，破断⼒为260．7KN，强度级⽐BS⾼，但破断⼒更⼩，是不是效率更低?不是，它与⾯积有关，BS中公称⾯积为150mm2，⽽ASTM中公称⾯积为140mm2，破断⼒相差(265—260．7)÷265=1．62％，⽽⾯积相关(150—140)÷150=6.67％，相对来说BS标准⽐ASTM标准更费材料，因此强度的⾼低直接反映钢材的效能，不能不说，从节材的⾓度考虑，使⽤GB5224—85钢绞线是⼀种浪费，当今国外⼯程普遍使⽤的都是强度为1860N／mm2级的钢绞线。
2．2 松弛性预应⼒使硷构件能承受巨⼤的外来载荷。
⼈们希望预应⼒不随时间的推移⽽减⼩，但由于钢材产⽣松弛现象使构件预应⼒产⽣部分损失，松弛性能越差，应⼒损失就越⼤。
为了弥补就要增加绞线⽤量，有关资料介绍低松弛绞线⽐普遍松弛绞线节省钢材14％，因此，应尽量使⽤低松弛预应⼒钢材。
就BS5896—80的铰线，在70％的初载下，标准规定1000hr的松弛值对低松弛为2．5％，普通松弛为8％，相差3．2倍，对⼤型建筑物来说都是百年⼤计，实际上长期的应⼒损失会更⼤。
2．3 延伸率标准中除规定钢绞线要有⾼的强度外，同时还规定了塑性指标，以保证万⼀过载构件变形，砼破裂时钢绞线有必需的塑性变形能⼒，不⾄于⽴即断裂，标准的延伸率要求都是≥3．5％，但ASTM要求的标距最长，所以对延伸的要求较严。
3 低松弛预应⼒钢绞线的特点低松弛预应⼒钢纹线作为最新⼀代的预应⼒钢材、除具备预应⼒钢材的⼀般性能外，还具有如下特点：3．1 寓的弹性模量及⾼的屈强⽐：普遍松弛预应⼒钢绞线屈强⽐⼀般规定为≥85％，⽽低松弛钢绞线屈强⽐为≥90％，弹性模量195K／mm2左右，给钢绞线的使⽤增加了保险系数，受⼒后产⽣永久变形的可能性更⼩。
常用钢绞线力学性能表、锚具规格表、波纹管选用表、电动油泵性能、千斤顶参数表
140
165
165
165
195
C
90
100
110
135
10
D
50
53
58
63
73
78
83
88
93
管 道
F
40
45
50
55
65
70
75
80
85
锚 板
G
85
85
95
105
125
135
145
155
165
H
50
50
50
50
55
60
60
65
65
螺 旋 筋
/
130
160
190
210
IoOoh应
力松弛率r∕%≤
1×7
15.20
(15.24)
1470
206
234
181
对所有规格
对所有规 格
对所有规 格
1570
220
248
194
3.5
70
80
2.5
4.5
1670
234
262
206
9.50
(9.53)
1720
94.3
105
83.0
11.10
(11.11)
128
142
113
12.70
170
203
162
15.20
(15.24)
260
288
229
15.70
279
309
246
17.80
(17.78)
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万方数据
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1860级低松弛钢绞线高温下力学性能
作者：张昊宇， 郑文忠， ZHANG Hao-yu， ZHENG Wen-zhong
作者单位：哈尔滨工业大学,土木工程学院,哈尔滨,150090
刊名：
哈尔滨工业大学学报
英文刊名：JOURNAL OF HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY
年，卷(期)：2007,39(6)
被引用次数：3次
1.范进;吕志涛受高温作用时预应力钢绞线性能的试验研究[期刊论文]-建筑结构 2002(03)
2.王俊;蔡跃;黄鼎业预应力钢筋高温蠕变试验研究及有限元分析应用[期刊论文]-土木工程学报 2004(11)
3.华毅杰预应力混凝土结构火灾反应及抗火性能研究[学位论文] 2000
4.张昊宇预应力钢丝抗火性能研究[学位论文] 2005
1.周焕廷.李国强.蒋首超.ZHOU Huan-ting.LI Guo-qiang.JIANG Shou-chao高温下钢绞线材料力学性能的试验研究[期刊论文]-四川大学学报（工程科学版）2008,40(5)
2.马林国产1860级低松弛预应力钢绞线疲劳性能研究[期刊论文]-铁道标准设计2000,20(5)
3.范进高温后预应力钢绞线性能的试验研究[期刊论文]-南京理工大学学报(自然科学版)2004,28(2)
4.王文喜.翟巧玲.蔺秀艳.王国良1X7-Ф21.6mm低松弛预应力钢绞线的研制[会议论文]-2006
5.沈小瑾.孙欣"低松弛、高强度预应力钢绞线项目"经济效益分析[期刊论文]-工程设计与建设2005,37(1)
6.蒋明.陆荣庆.尚春来.陈烨.祝伟.JIANG Ming.LU Rong-qing.SHANG Chun-lai.CHENG Ye.ZHU Wei预应力钢绞线拉伸实验研究[期刊论文]-苏州科技学院学报(工程技术版)2007,20(4)
7.张玉玲关于2 000 MPa级低松弛钢绞线的研制过程[期刊论文]-天津冶金2004(5)
8.袁广林.李庆涛.吕志涛.黄方意.YUAN Guang-lin.LI Qing-tao.L(U) Zhi-tao.HUANG Fang-yi高温下无黏结预应力混凝土中钢绞线预应力的损失[期刊论文]-河海大学学报（自然科学版）2006,34(1)
9.高强度低松弛预应力钢绞线[期刊论文]-江苏科技信息2000(6)
10.金士惠.孙顺起.于国胜影响钢绞线松弛性能及弹性模量的几个因素[期刊论文]-金属制品2003,29(1)
1.傅传国.王玉镯.于德帅.韩建火灾作用下预应力型钢混凝土简支梁承载性能试验研究[期刊论文]-防灾减灾工程学报 2012(1)
2.张岗PC宽异薄壁箱梁火灾高温场形变分析[期刊论文]-解放军理工大学学报（自然科学版） 2011(2)
3.王烨华.沈祖炎.李元齐大跨度空间结构抗火研究进展[期刊论文]-空间结构 2010(2)
本文链接：/Periodical_hebgydxxb200706006.aspx。