T梁预应力张拉控制

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桥梁预制T梁预应力张拉施工技术

桥梁预制T梁预应力张拉施工技术

桥梁预制T梁预应力张拉施工技术摘要:随着当前社会经济的进步,我国建筑行业发展迅速,桥梁预制T量预应力张拉施工已经成为当前桥梁建筑工程中较为常见的一种施工方法,其对在保障整个桥梁结构稳定性同时,对这个桥梁工程质量安全有较为明显的提升作用。

本文将对桥梁预制T梁预应力张拉施工技术,进行一定的分析和探讨,并对其做相应的整理和总结。

关键词:桥梁;预制T梁;预应力张拉施工技术桥梁梁板上的T梁是整个桥梁工程结构的关键部位,其整体施工质量好坏决定着整个桥梁工程最终质量,同时张拉的预应力控制直接影响整个预应力效果,因此在桥梁预制T梁预应力张拉施工时,应结合实际情况做好对应施工技术环节步骤的划分,保障整个施工计划方案的可行性,以此保障整个桥梁工程能够完全达到设计预期。

一、桥梁预制T梁预应力张拉施工技术简析1、准备工作进行桥梁预制T梁预应力张拉施工时,应先对整个桥梁预制T梁预应力施工现场进行对应规划布置。

预制现场整体布局结合实际桥梁工程情况,对其预应力混凝土T梁数量做对应分析整理,对现场进行相应清洁工作,保障整个预制作业开展进行的顺畅性。

同时为防止桥梁预制过程中可能出现的地基局部下沉,导致台座开裂变形的状况,应对其底座两端预制施工开始前做加固工作,使其台座底板能够完全达到预制场作业的标准要求。

通过对桥梁预制T梁预应力施工特点分析,根据T梁整体种类的多样想,对其底座列好对应标号,使每一片梁在分配至相应底座过程中,误差率降至最低,且在此期间针对底座设定分组方案,使每一组底座对应一台小型龙门吊保障整个施工进度与施工环节的同步统一性,对整个场区内交通线路进行合理制定,使整个预制施工中机械设备与各工序形成有效的搭配协调,避免因现场交通压力造成整个预制进度落后的状况发生。

2、模板设计预制现场布置完成后,对桥梁工程模板的设计工作应结合T量种类进行对应设定,保障整个模板的适用性和稳定性,根据现场实际情况做一定的分块布局,根据不同规格选用横隔板采用横隔板和梁助分开分块的设计方案,确定梁肋标准段和两侧横隔板后,在模板安装使对其直接进行横隔板更换;同时考虑到T量所可能出现的多空型量,隔空片梁不同的情况,在模板设计时要结合实际情况尽心不通过长度小模板设定,以此保障整个梁片误差在可控范围之内,严格按照对应政策设计标准进行对应设定,T梁模板所采用基本为定型钢模因此在对其定型钢模设计时要对其每一步骤环节做好全面的细分检测,对其所需各部分数值及预应力控制进行变形检测计算,以此保障整个模板设计标准性和可行性。

T梁预应力筋张拉作业指导书

T梁预应力筋张拉作业指导书

建节水大桥35mT 梁预应力筋张拉作业指导书一、计算依据㈠采用15-8、15-9、15-10、15-12系列锚具及配套设备,张拉设备采用YCW250B 型配套千斤顶,已通过江西省计量测试研究院检验合格并标定。

㈡本桥采用低松驰高强度预应力钢绞线,单根钢绞线为15.24mm (钢绞线面积A P =140mm 2),标准强度f pk =1860Mpa,弹性模量E P =1.97×105Mpa 。

锚下控制应力:σcon =0.75f pk =0.75×1860=1395Mpa ,单股张拉控制力P=195.3KN 。

㈢张拉时采用预应力筋的张拉力与预应力筋的伸长量双控,并以预应力筋的张拉力控制为主。

㈣德兴至南昌高速公路两阶段施工图纸及《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000。

二、张拉程序㈠张拉顺序为50%N2→100%N3→100%N2→100%N1。

采用两端对称、均匀张拉,不得集中张拉。

㈡张拉程序0—σ0(10%σcon )—σ1(20%σcon )—σcon (持荷2min 锚固)。

㈢张拉时应注意观察主梁的侧弯情况。

三、张拉力与油表读数对应关系(见附件)预应力筋控制张拉力P=σcon ×A y ×n ,(n 为每束钢绞线根数)四、伸长量计算㈠计算公式⒈预应力筋的理论伸长值计算式如下:△L= P P ×L ÷(A P × E P )式中:L ∆—预应力筋理论伸长值(mm);P P —预应力筋的平均张拉力(N);L —预应力筋的长度(mm);A P —预应力筋截面面积(mm 2);E P —预应力筋的弹性模量(N/mm 2)。

⒉预应力筋的平均张拉力计算式如下;P P =P ×〔1-e -(kx+μθ)〕÷(kx+μθ)式中:p —预应力筋张拉端的张拉力(N);x—从张拉端至计算截面孔道长度(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); N1N2N3k—孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数,本桥取0.0015;—预应力筋与孔道壁的摩擦系数,本桥取0.25。

40米T梁后张法预应力张拉质量控制

40米T梁后张法预应力张拉质量控制

o = P S 。式中: o 一 张拉油表读数 ( M p a ) ;P 一 张拉控制应力 ( I ( N ) , 依据设计和相关规范:S 一张拉机的张拉缸活塞面积 m 2 。 3 . 2伸长值△ L计算公式 △L = ( P ×L )/ ( A y ×E y ) 。式 中:P 一张拉控制应力 l ( N ,设计 巳提供 ; L 一预应力钢材 长度 c a ;E y 一预应力钢铰线弹性模量 N/m m 2 ;A y 一预应力 钢铰线截面面积 n u n 2 。 3 . 3张拉应 力控制 由于采 用低 松 驰钢 铰线 。根据 公 路桥 涵施 工规 范有 关 规定 ,其张 拉 程序 为 :0一 初应 力 一 。锚 ( 持荷 2 m i n锚 固 ) 。式 中 : 0 0 一初 始应 力 ,一般为 1 0 % o锚 ; O锚 一 锚 固应力 。根据 实际经 验 由于孔道 和锚具 等摩 阻损 失很小 ,几乎可 以不计:因此 ,在张拉应 力控 制时较 。锚增加 1 M p a ,以确保钢铰线张拉应力 为锚下应力 。 3 . 4伸长值校验 在 张拉应力 控制为主 的同时 ,严格进 行伸长值 校验, 即实际伸长值 与 理论伸长值 差控制 在 6 %以 内。实 际伸长值 公式:△ L = △L I +a L 2 。 式 中:△ L 1 一 从初始 应力至最 大张拉应 力间的实测伸 长值 c m ;A L 2 一 初 应 力时的推算伸 长值 c n l 。 4 . 张拉机具控翩 张拉设备 的机械性 能对 张拉应 力的影响是举足 轻重 的。为了确保 张 拉应力控制的准确性,必须严格挑选 张拉设备: 4 . 1 选用性 能可靠的张拉设 备 本工程 采用柳 州市建筑 机械总厂 生产 的 Y C M I 5 0 B一 2 0 0型千斤顶 和 Z B 4 -5 0 0 型 电动油泵 , 质量稳定 , 性能优 良,为张拉质 量提供 了有力保证。 严格按规范要求对张拉机具进行校验, 确保张拉设备机械性能 良好、 数据准确。 安排专人对张拉机具管理和操作 ,使张拉机具始终处于受控状态 。 5 . 张拉过程 控制

QC成果:40米T梁预应力张拉质量控制29p

QC成果:40米T梁预应力张拉质量控制29p

2
雨季施 工
确认内容
施工中作业工人质量意识差、操作水平 低,可以通过对作业人员再次交底,质 量意识培训,以提高人员质量意识。
雨季施工时,钢绞线容易锈蚀,施工操 作不便,钢绞线外漏部分用胶带缠裹, 并搭建操作棚。
确认 参加 方法 人员
现场 全体 调查 成员
现场 全体 调查 成员
结论 非要因 非主因
六、要 因 确 认
计要求
施加超拉力
施工 现场
1月2日
波纹管 波纹管
对曲线段的 施工
3
定位、 加固
定位要 准
定位准确
波纹管定位 筋进行加密
现场
1月2日
两端张 减少两 两端伸长 张拉时 施工
4
拉不同 步
端伸长 量差
量差控制 20mm
设专人指挥
现场
1月2日
八、组织实施
通过制定的对策,明确了目标和措施。QC小组成员根据分工,积极开 展了活动,落实并实施对策表中的各项措施。
结论: 项目部领导高度重视和大力支持QC小组活动,小组成员对预制梁预
应力张拉质量控制充满信心,一致认为,加强各工序的过程控制,小 组制定的目标值是可以实现的。
五、原 因 分 析


2-2

1-1
40
m
6 材料进场把关不严
张拉机具故障
7 材料保管不善
2 质量意识差
1
T
操作水平低

2-1

5 张拉机具精度不够
小组成员经查阅资料、规范并结合以往的施工经验,将超拉力分 为 0.4MPa 、 0.5MPa 、 0.6MPa 、 0.7MPa 、 0.8MPa 、 0.9MPa 、 1.0MPa 、1.1MPa八种情况进行试验,通过对2008年12月5日至2008年12月15日施 工的8片梁、32束钢绞线的张拉进行全过程跟踪和采集数据进行分析发现, 当压力表的实际读数超出设计值0.7MPa时停止张拉开始回油,压力表经回 转停止持荷时,压力表读数与设计值最接近,即持荷拉力达到设计值。

20米、30米T梁张拉控制要求

20米、30米T梁张拉控制要求

20米、30米T梁张拉控制要求一、概况:1、钢绞线:钢绞线采用低松弛270级钢绞线,公称直径Фj15.24毫米,抗拉强度为:1860Mpa,弹性模量1.95×105Mpa。

实际使用湖北福星科技股份有限公司生产的低松弛270级钢绞线,公称直径Фj15.24毫米,截面积140mm2,抗拉强度≥1860Mpa,弹性模量1.95×105Mpa。

具体参数见《低松弛预应力混凝土钢绞线检测报告》。

2、锚具及预应力管道:锚具使用柳州欧维姆建筑机械有限公司生产的OVM 15-7、15-8、15-9(30m、T梁),OVM 15-4、15-5、15-6 (20m、T梁)套件(夹片、锚环、锚座及螺旋筋)。

预应力金属波纹管是指定厂家制作。

所用钢带厚度为:0.4mm的铠装电缆镀锌钢带。

3、钢束布置详见《施工图设计》进行布置。

4、张拉控制:设计张拉控制应力为σcon =0.75R y b=1395Mpa,当预制T梁混凝土达到85%设计强度后方可进行张拉,且两端同时进行张拉。

张拉顺序为:N1(张拉到控制应力的15%~100%)→N2(张拉到控制应力的60%)→N3(张拉到控制应力的15%~100%)→N2(张拉到控制应力的100%),达到每一控制应力后必须持荷3分钟。

5、张拉时间:每一片梁具体张拉时间按每一片梁的混凝土抗压强度达到设计抗压强度的85%方可进行张拉,并且要有此片梁的抗压强度报告。

二、计算说明:张拉时由两台千斤顶对称张拉,计算时以跨中截面开始向一端的单根钢绞线张拉时受力状态为计算依据。

1、计算理论伸长量:平均张拉力:P P=P×〔1-e-(KX+μθ)〕/(KX+μθ)理论伸长量:∆L= P P X/A P E P式中:e —常数(计算器中内存)。

∆L—预应力筋理论伸长值(mm)。

P P—预应力筋平均张拉力(N)。

A P—预应力筋截面积(mm2),A P=140mm2。

E P—预应力筋弹性模量(N/mm2),E P=1.95×105Mpa。

T 梁预应力张拉计算书

T 梁预应力张拉计算书

T 梁预应力张拉计算书一.控制应力1.控制张拉应力:σcon=0.75R y b=0.75×1860Mpa=1395Mpa2.钢绞线张拉控制力:P K=σcon·A g·n·1/1000(KN)式中A g为钢绞线的公称面积,n为钢绞线的根数一根钢绞线的张拉控制力为P K=1395Mpa×140mm2=195.3KN 中梁: N1=195.3KN×6=1171.8KNN2=195.3KN×6=1171.8KNN3=N4=195.3KN×7=1367.1KN边梁: N1=195.3KN×7=1367.1KNN2=195.3KN×7=1367.1KNN3=N4=195.3KN×7=1367.1KN二.伸长量1.理论伸长量(△L)计算△L=P p·L/(A p·E g)P p=P·[1-e-(kx+μθ)]/(kx+μθ)其中P P是钢绞线的平均张拉力(N),L是钢绞线的长度(m),A P是钢绞线截面积(mm2),E g是钢绞线的弹性模量(N/mm2),P 是钢绞线张拉端的张拉力(N),x是从张位端至计算截面的钢绞线长度(m),θ是从张位端至计算截面曲线部分切线的夹角之和(rad),k为孔道偏差系数,取k=0.0015,μ为摩阻系数,取μ=0.20中梁各束钢绞线伸长量⑴N1束θ=0.15708(rad) x=16.015mP p=1171.8×[1-e-(0.0015×16.015+0.20×0.15708)]/ (0.0015×16.015+0.20×0.15708)=1139.9KN△L=1139.9×32.03/(6×140×195)=222.9mm每端的伸长量△L=111.45mm⑵N2束θ=0.15708(rad) x=16.03mP p=1171.8×[1-e-(0.0015×16.03+0.20×0.15708)]/ (0.0015×16.03+0.20×0.15708)=1139.9KN△L=1139.9×32.06/(6×140×195)=223.1mm每端的伸长量△L=111.55mm⑶N3,N4束θ=0.07505(rad) x=15.94mP p=1367.1×[1-e-(0.0015×15.94+0.20×0.07505)]/ (0.0015×15.94+0.20×0.07505)=1340.8 KN△L=1340.8×31.88/(7×140×195)=223.7mm每端的伸长量△L=111.84mm边梁各束钢绞线伸长量⑴N1束θ=0.15708(rad) x=14.945mP p=1367.1×[1-e-(0.0015×14.945+0.20×0.15708)]/ (0.0015×14.945+0.20×0.15708)=1331KN△L=1331×29.89/(7×140×195)=208.2mm每端的伸长量△L=104.1mm⑵N2束θ=0.15708(rad) x=14.96mP p=1367.1×[1-e-(0.0015×14.96+0.20×0.15708)]/ (0.0015×14.96+0.20×0.15708)=1330.9 KN△L=1330.9×29.92/(7×140×195)=208.4mm每端的伸长量△L=104.2mm⑶N3,N4束θ=0.07505(rad) x=14.87mP p=1367.1×[1-e-(0.0015×14.87+0.20×0.07505)]/ (0.0015×14.87+0.20×0.07505)=1341.9 KN△L=1341.9×29.74/(7×140×195)=208.8mm每端的伸长量△L=104.4mm16米空心板预应力张拉计算书一、控制应力1、控制张拉应力:σcon=0.75R y b=0.75×1860Mpa=1395Mpa2、钢绞线张拉控制力:P K=σcon·A g·n·1/1000(KN)式中A g为钢绞线的公称面积,n为钢绞线的根数一根钢绞线的张拉控制力为P K=1395Mpa×140mm2=195.3KN 梁: N1=195.3KN×5=976.5KNN2=195.3KN×5=976.5KN二、伸长量1、理论伸长量(△L)计算△L=P p·L/(A p·E g)P p=P·[1-e-(kx+μθ)]/(kx+μθ)其中P P是钢绞线的平均张拉力(N),L是钢绞线的长度(m),A P是钢绞线截面积(mm2),E g是钢绞线的弹性模量(N/mm2),P 是钢绞线张拉端的张拉力(N),x是从张位端至计算截面的钢绞线长度(m),θ是从张位端至计算截面曲线部分切线的夹角之和(rad),k为孔道偏差系数,取k=0.0015,μ为摩阻系数,取μ=0.20梁各束钢绞线伸长量⑴N1束θ=0.0436(rad) x=15.6mP p=976.5×[1-e-(0.0015×15.6+0.20×0.0436)]/ (0.0015×15.6+0.20×0.0436)=961.3KN单根张拉力:961.3/9.8=98.1T/5=19.6T1#油表:32.043Mpa 2#油表:32.9MPa△L=961.3×15.6/(5×140×195)=10.98mm每端的伸长量△L=5.49mm⑵N2束θ=0.209(rad) x=15.668mP p=976.5×[1-e-(0.0015×15.668+0.20×0.209]/ (0.0015×15.668+0.20×0.209)=945.1KN=96.4T/5=19.28T=31.5Mpa=32.366Mpa单根张拉力:945.1/9.8=96.4T/5=19.28T1#油表:31.5Mpa 2#油表:32.366MPa△L=945.1×15.668/(5×140×195)=10.84mm每端的伸长量△L=5.42mm。

预应力T梁张拉施工技术方案

预应力T梁张拉施工技术方案

预应力T张拉、压浆施工技术方案一、概况本工程共有30m预应力空心板220片,采用270级公称直径φb=1860MPa,弹性模j15.24低松驰预应力钢绞线,其抗拉标准强度Ry量E y=1.90×105MPa,分7、8、9φj15.24共3种规格,其中5φj15.24束钢绞线张拉力为976.5KN;6φj15.24束钢绞线张拉力为1171.8KN;9φj15.24束钢绞线张拉力为1757.7KN。

二、预应力张拉根据设计图要求,空心板砼强度达到设计强度的90%时,才能进行张拉工作,张拉前张拉机要进行校验,确定压力表读数与张拉力的对应关系(详见附后的张拉力与压力表读数对应关系)。

1、张拉程序:严格按以下张拉程序进行0 10%控制应力(初应力值作延伸量的标记)控制张拉力(保持2分钟,测延伸量) 锚固。

3、张拉步骤:千斤顶采用YCW250型、穿心式千斤项。

①、初张拉:向空心板两端千斤顶张拉缸加油,当钢铰线达到初始应力时,测量千斤顶活塞的伸长值,作为伸长量的起点。

②、在初始张拉的基础上,两端分别以5MPa为一级同时开压进行张拉,在张拉过程中,两端要取得联系,保持油压上升速相同,同时达到张拉吨位(100%),持荷2分钟,当确认张拉力(以压力表读数为准)、伸长量、滑断丝情况、预应力钢绞线的回缩与锚具变形量,符合要求后,锚固。

4、张拉注意事项:①、进、退油阀门操作一定要均匀缓慢加力,决不能操作过猛,以免造成张拉机械操作损伤和滑断丝以及压力控制不准,油压表指针摆动范围过大。

②、两端张拉至设计控制张拉应力时,在油表读数保持稳定的情况下,持荷2分钟才能回油。

③、锚固完毕后,应在夹片与钢绞线处作一标记观察及测定预应力钢束是否滑丝。

5、预应力张拉中,如发生下列任何一种情况,张拉设备应重新进行校核检验。

①、张拉过程中,预应力筋经常出现断丝时;②、千斤顶漏油严重时;③、压力表指针不回零时;④、调换千斤顶压力表时。

6、张拉完毕应检查以下项目:①、每束钢绞线的实际伸长量与计算伸长量不超过±6%,计量伸长量详见附后的钢绞线理论伸长值计算。

40m T梁预应力张拉控制研究

40m T梁预应力张拉控制研究
c o n t r o l me a s u r e s a i mi n g a t he t p r o b l e ms , a n d t h e i mp o r t a n c e o f p r e s t r e s s s t r e t c h i n g c o n t r o 1 .
控 制 的重 要 性 。
Ab s t r a c t :4 0 m T— b e a m i s c o mmo n .I n i t s c o n s t r u c t i o n ,p r e c a s t i n g c o n s t r u c t i o n me t h o d i n p r e c a s t i n g y a r d i s g e n e r a l l y u s e d . I t i s a
・ 5 2・
价 值 工 程
4 0 m T梁 预 应 力张 拉控 制研 究
Pr e s t r e s s S t r e t c h i n g Co n t r o l o f 4 0 m T- b e a m
周尤 勇 Z HOU Y o u — y o n g
1 %\ 1 %



一 一 一
1 %

已 成 为 不 用 探 讨 的 问题 ,采 用 有 组 织 的 排 水 设 计 是 必 要 的。 有 组 织 排 水 必然 使 建 筑 施 工 程 序 更 为 复 杂 , 但 是 从 长 远 角度考虑 , 要 设 计 并 建 造 一 个 好 的建 筑 , 无 论 从 建 筑 功 能 的角 度 或是 建 筑 外 形 的角 度 来 考 虑 , 我 们 都 不 能 忽视 建 筑 的细 节 之 处。 建 筑 之 所 以被 称 作 凝 固 的音 乐 , 是 因 为 它 已经 成 为 我们 生 活 中 的 一种 艺术 品 , 增 加 这 一 看似 复 杂 的 排 水措施 , 不仅仅可 以保持建筑整体 的美观 , 从 建 筑 功 能
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T梁预应力张拉控制摘要:预应力结构广泛应用于铁路、公路、桥梁、房建等领域,根据各个专业的差异性,都有比较完善的技术规范和工艺。

但是由于铁路提速梁施工中的预应力施工相关规范不全,现场施工时各个施工单位计算依据也不尽相同,经常有超限情况。

本文就现场实际对铁路T梁预应力张拉控制进行专项研究,提出符合实际的计算和复核方法。

关键词:T梁预制张拉应力控制前言考虑预应力广泛的应用于桥梁建筑等各种构件中,并且随着市场的拓展将有更为广阔的前景,但因施工技术不到位、控制不严密或检测手段落后等多种因素综合影响,使得预应力的使用反而受到限制。

预应力张拉是T梁预制工序中的特殊工序,又是关键工序,它的施工优劣直接决定T梁的整体施工质量。

根据调查研究,国内同类桥梁预应力张拉主要存在三大通病:超张、欠张、同步率不良。

因此,针对以上通病,通过洛张电化洛阳枢纽三座特大桥预制T梁预应力结构工程实践,进行了实际的记录和归纳,为能在预应力设计、施工和检测方面取得更好的效果提供实践依据。

二、工程概况预制梁,结构类型为:有碴轨道后张法预应力混凝土T型梁,混凝土强度等级为C55,单线由两片梁组成、双线由4片梁组成,施工图号为32米:通桥(2005)2101-Ⅰ;预应力管道采用采用抽拔橡胶管成孔,纵向预应力筋采用公称直径15.2mm的钢绞线,用自锚式拉丝体系锚固,采用夹片式锚具,预施应力按初张拉和终张拉两个阶段进行。

横向预应力筋采用钢绞线,单线梁采用低回缩锚具锚固,双线梁采用普通夹片式锚具。

预应力管道采用抽拔管成孔。

三、技术的先进性和技术难点3.1技术的先进性目前国内的同类施工很多,但由于施工水平、人员素质、机械设备的差异,并没有比较完善和成熟的预应力张拉控制工艺。

而相关施工规范对与这道关键工序的说明也不是很详细,只有“超(欠)张不得大于5%”、“理论伸长量与实际伸长量之差不得大于6%”和“同步率不得大于10%”三项,而没有对应的施工规范。

课题目标是总结归纳详细可行的施工工艺。

3.2技术难点3.2.1 钢绞线理论伸长值的确定预应力的施工质量是影响桥梁施工控制目的的主要因素之一,在预应力张拉施工中,为了保证施工质量,规定要求进行“双检”,即除了应力控制外,还需伸长值校核,是实际伸长值和理论伸长值差控制在±6%以内,因此张拉前的理论伸长量的确定就十分重要,理论伸长值的确定和以下因素有关:a、预应力筋在梁体内的线形布置。

b、预应力梁钢束与管道壁之间的实际摩擦系数k的取值,及实际的管道偏差系数μ的取值。

c、实际的锚具的锚口磨阻损失与锚下喇叭口的磨阻损失3.2.2 伸长值的测量3.2.3 采取同步措施,避免应力集中,造成重大隐患。

四、研究的目的、方法、手段及工作流程4.1研究的目的在进行钢绞线张拉时,由于管道磨阻不但会根据张拉力的分布情况发生方向改变,且会造成不同程度的损失,本测试旨在通过定量的测定钢绞线磨阻损失确定实际有效的预应力张拉吨位和预应力筋的理论伸长量。

4.2研究的方法、手段预应力孔道磨阻系数及管道偏差系数由铁道部质检中心进行现场实际取样测定;并对每一批新进场的钢绞线送检进行质量检验,对锚具及锚垫板锚口磨阻损失进行送检测定,得出实际数值进行计算;预应力现场施工操作中通过严格的遵守操作规程,张拉两端的作业人员通过对讲机及时联络,以保证预应力的施加准确、同步,确保梁体的质量及安全性。

4.3工作流程4.3.1、伸长量的计算:预应力施工一般有先张与后张两种,先张法的计算一般直线,计算简便,张拉工艺有整体张拉和单根张拉两种,后张法施工中预应力筋线形为直线、曲线组合布置。

以(2005)2101-Ⅰ的32米T梁为例:在跨中主要抵抗荷载的正弯矩,在梁端抵抗荷载作用是产生的负弯矩所以预应力筋是由直、曲相结合来进行体系转换。

由于管道磨阻使不同线型区间平均应力存在很大差异,因此为确保计算准确,需分段计算各伸长量后进行累加。

另外还要考虑千斤顶中的那部分钢绞线的伸长量。

根据施工规范,△L=△L1+△L2+△L3……+△Ln, △L为预应力筋工作长度的理论伸长值。

对于各线形区间的计算伸长值△Ln ,计算式为:理论伸长量:△Ln=PP×Ln/(AP*EP) 此式中, PP为第n段的平均张拉力.N;Ln为第n段的工作长.cm,AP为预应力筋截面面积.mm2,EP为预应力筋弹性模量。

锚下平均张拉力的计算公式为:PP=P×(1-e-(KL+μθ))/(KL+μθ)此式中:P 为预应力钢绞线张拉端的张拉力.N,L为从张拉端至计算截面的孔道长度.m,θ为从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和,对于圆曲线,为该段的圆心角,如果孔道在竖平面和水平面内同时弯曲时,则θ为双向弯曲夹角之矢量和.rad,K为孔道每1m局部偏差对摩擦的影响系数;μ为预应力筋与孔道壁的摩擦因数。

(注:式中P不是定值,而是克服了从张拉端至第n-1段的摩阻力后的剩余有效拉力值,它随区段的增加而减小,)如图所示为(2005)2101-ⅠLB32Z-151# 32米直线边梁预制T梁N7孔道预应力钢束布置图,图中所示为孔道的一半长度。

如图:改孔道为3个区段组成:斜线段(N)、曲线段(M)、直线段(L);计算改孔道钢束理论伸长量时须分段计算,然后进行累加,在加上千斤顶中那部分预应力钢绞线伸长量,因为该预应力孔道从梁体跨中左右为对称布置的,因此只需计算出孔道一半的伸长量,便方便得出全段的数值。

图中各个区段区段的平均张拉力为PP1、PP2、PP3;各区段端的有效张拉力分别为:P1、P2、P3(即为终点力),其计算公式分别为:P1=P,P2=P1×e-(KL1+μθ),P3=P2×e-(KL2+μθ)锚下平均张拉力的计算公式为: PP1=P×(1-e-(KL1+μθ))/(KL1+μθ)PP2=P2×(1-e-(KL2+μθ))/(KL2+μθ)PP3=P3×(1-e-(KL3+μθ))/(KL3+μθ)(其中根据铁道部质检中心对梁体抽样测定得出K=0.0006,μ=0.48;根据该批锚具送检结果得知:15-7锚具及喇叭口摩阻取0.043)带入公式得斜线段预应力钢束伸长量为△LN= P×(1-e-(KL1+μθ))LN/(KL1+μθ)/ (AP×EP)=0.044695m(钢绞线张拉时控制应力为1376.4Mpa,N7孔道钢绞线根数为7根,单根钢绞线公称截面积为140mm2,AP为140×7=980mm2,该批钢绞线弹性模量EP为197000 Mpa)依次类推;求出其他两线段伸长量△LM= P1×e-(KL1+μθ)×(1-e-(KL2+μθ))LN/(KL2+μθ)/ (AP×EP)=0.031589m△LL= P2×e-(KL2+μθ)×(1-e-(KL3+μθ))LN/(KL3+μθ)/ (AP×EP)=0.026586m得到孔道钢绞线理论伸长量为△L=(△LN+△LM+△LL+0.004447)×2=215mm同理求出其他孔道预应力钢束终张拉理论伸长值:4.3.2、伸长值的测量:预应力钢绞线的实际伸长值是从张拉千斤顶的行程上测量推算而来的。

由于铁路规范中没有具体的要求和计算方法,各大施工单位所采用的测量公式和起准计算值不一致,造成误差。

详细分析后,确定采用《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000的公式进行计算。

具体方法如下:对预应力钢绞线一般按10%—20%(具体分级由现场条件及油表最小刻度调整)——100%后持荷3分钟——补压——锚固的流程进行张拉,分别量出对应的千斤顶的行程△L,由于△L终中包含了预应力筋弹性变形以外,如锚具压实、预应力筋的自然松弛伸展等因素影响的千斤顶行程,所以应该减去,这就需要对测量结果进行认真核对分析,推算出实际的弹性伸长值。

通过一组数据可以看出,其值从开始就按正比例关系开始递增,既有弹性伸长,又有弹性位移,在拉力成比例增长时,其弹性变形也在按同样的比例递增,因此伸长量计算式为: △L=△L1+△L2式中:△L1:从初始力至最大张拉应力间的实测伸长值(mm);△L2:初应力以下的推算伸长值(mm),采用相邻级的伸长值;由此,上式可分解为实测公式△=(σcon-0.1σcon)+(0.2σcon-0.1σcon)-锚具回缩量=σcon+0.2σcon -2×0.1σcon- (初始夹片外露量-控制油压夹片外露量)式中:σcon :控制油压油缸外伸量;0.1σcon:初始油压油缸外伸量;0.2σcon:初始油压相邻级的伸长值;4.3.3、采取同步措施,避免钢束伸长量超张为了避免张拉时两端操作人员供油速率不同步,在张拉时用对讲机进行联络,必须两边同时给千斤顶主油缸徐徐充油张拉,使升压速度大致保持一致,观察锚具、千斤顶、钢绞线的轴线是否互相重合,两端伸长应基本保持一致,严禁一端张拉。

五、课题研究的关键技术5.1 起始张拉应力的确定据上所述,由于后张预制的T梁张拉孔道非直线布置,起始张拉应力计算复杂,影响因素多,且铁路相关规范中没有对于起始张拉应力进行确定的说明。

根据调查,行业中其他单位的控制方法繁多,有起始张拉应力取0.2σcon,再直接拉到σcon的,有采用胡克弹性定律的等等,没有统一的标准。

查阅相关资料,决定采用公路规范中成熟的计算公式和说明进行试验,起始张拉应力采用0.1σcon,即施加0.1σcon后,估认张拉孔道内的钢绞线已经拉直,开始标准的弹性变形。

由于张拉到0.1σcon时,钢绞线是非线性伸长,伸长量中包括钢绞线由弯曲到拉直产生的伸长量和施加张拉力后的弹性伸长量,因此应将弹性伸长量提出,以确保计算结果的准确,此时采用0.2σcon与0.1σcon时的差值进行计算(此应力状态下为弹性伸长)。

5.2 双检复核双检复核制度是相关规范和T梁认证细则的要点,是衡量张拉质量的判定依据。

施工前准备工作必须细致,油表必须在检定时间内(1个月),油顶校准,钢绞线实测断面面积准确。

如有不符合的情况,放张重拉,并检核以上数据的准确性。

5.3同步率的控制同步率的提出,是为了保证张拉质量,确保钢绞线在张拉过程中不会因为孔道摩阻、喇叭口摩阻等与张拉应力反反向的杂力造成钢绞线局部超张或欠张,从而造成钢绞线破坏、断裂,严重影响张拉质量。

同步率的控制主要在应力施加的平衡上,当两端的张拉应力平衡,伸长量相仿时候,杂力的作用方向均指向跨中,钢绞线受力均匀。

因此,施加应力时,两端施工人员应保持联系,每MPa复合一次,调整同步率。

六、取得的成果及技术创新点6.1取得成果截止2010年12月31日,张拉T梁156片,张拉1404束,合格率100%,创造了良好的经济效益和社会效益。

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