总第104期 Highways&AutomotiveApplications 93
与 公 路 汽 运
预应力张拉计算及现场张拉控制
周 伟
(长沙华南交通咨询监理公司,湖南长沙 410076)
摘 要:针对预应力砼张拉施工过程中必须控制的张拉应力和伸长值提出了具体的计算方法,说明了预应力张拉施工必须严格执行JTJ041-2000《公路桥涵施工技术规范》要求的“双控”标准,确保预应力张拉的质量。
关键词:桥梁;预应力;张拉应力;伸长值
中图分类号:U448.21 文献标识码:B 文章编号:1671-2668(2004)05-0093-02
在目前我国高速公路建设中,桥梁上部构造普遍采用预应力设计。在预应力施工中,张拉应力和张拉伸长值是最重要的两大控制指标。如控制不当,容易出现张拉应力损失而造成欠张拉及超张拉。本文以衡大(衡阳—大浦)高速公路No.1标K2+640天桥(上部构造为预应力连续箱梁)为例,论述预应力张拉过程中张拉应力和张拉伸长值的计算和控制方法。
表、夹具送具有检验资质的部门检验、标定并予以校正,必须将预应力筋、普通钢筋送具有检验资质的部门检验,只有在张拉设备、夹具、预应力筋及普通钢筋的各项技术性能、指标符合国家现行标准规定和设计要求后才允许进行预应力张拉施工。在施工过程中,也必须按JTJ041-2000《公路桥梁施工技术规范》第12.8.1条规定进行检验,对使用超过6个月或200次或在使用过程中出现不正常现象或检修以后的千斤顶应重新校验。1.2 根据检验及标定结果进行相关计算1.2.1 油表读数的确定
根据压力表实测力值与油表读数确定各个油表
1 预应力施工前期准备工作
1.1 张拉设备标定及原材料的检验
在进行预应力张拉施工前,必须将千斤顶、油
第5期
Highways&AutomotiveApplications 2004年10月94
对应各级控制张拉力时的油表读数,可以通过标定油表读数与压力表实测力值求得油表读数———力值相关线性方程(相关线性方程一般在标定报告中已给出,若未给出可以利用高档的计算器,如PC-E500等直接求得线性方程),并检验方程的精确度,
实测油表读数回归方程计算的
/MPa油表读数/MPa
0510152025
0.12225.189.7114.6719.8824.77
与 公 路 汽 运
只有在相关系数大于0.99和由实测力值计算的油
表读数与实测的油表读数偏差不超过±2%时,才允许用回归的线性方程计算,也可以采用内插法求对应力值下的油表读数。
表1为衡大高速公路No.1标5142#油表的检
实测油表读数
/MPa
3035404550
表1 衡大高速公路No.1标5142#油表检测结果油表偏差/%—3.6-2.9-2.2-0.6-0.90
实测力值/kN
[**************]10
回归方程计算的油表读数/MPa
29.7634.8739.8444.9750.07
油表偏差/%
-0.8-0.37-0.4-0.070.14
实测力值/kN
[***********]50
测结果。由表1数据求得的线性回归方程为:y=0.1222+0.0222x,式中y为油表读数,x为力值,其相关系数r=0.9999,最大偏差为3.6%。因此在初始应力施加时不可用此回归方程计算,但终值计算时可以使用。衡大高速公路K2+640天桥设计预应力控制张拉应力为1395MPa,钢绞线极限强度为1860MPa。每根钢绞线的有效截面面积为140mm2,型号为
2 现场张拉控制与记录
2.1 现场张拉控制
现场张拉时必须满足“双控”标准,即在满足控制张拉力时,实际伸长值与理论伸长值的差值应控制在6%以内,否则应停止张拉,检查分析原因,直到改正后满足以上要求。在某高速公路预应力梁张拉中,最初承包人采用一端整梁14束钢绞线整体张拉,结果在达到最大张拉力时,实测伸长值仅482mm,而理论伸长值为667mm,相差27.6%。分析
设计长度57.134m,采用两端张拉,每束钢绞线设计张拉力为1757.7kN,初始张拉力为175.77kN,用内插法和以上回归方程计算,初始张拉应力和设计张拉力下的油表读数分别为3.9、39.2。1.2.2 理论伸长值与伸长值范围计算
现场张拉情况,施工中钢绞线沿波纹管滑动时存在较大摩擦力,另外千斤顶顶推中心与钢绞线中心不在同一水平面上,使顶推偏心,这两方面原因导致张拉力损失严重,有效张拉力根本不满足设计要求,从而导致伸长值严重不足。由整体张拉改为单根张拉
预应力筋理论伸长值ΔL由下式计算:
ΔL=PpL/(ApEp)
(1)
后,张拉结果均在允许范围内。2.2 现场张拉量测与记录
式中:Pp为预应力筋张拉力(N);L为预应力筋的计算长度;Ap为预应力筋截面面积(mm2);Ep为预应力筋的弹性模量(N/mm2)。
衡大高速公路No.1标K2+640天桥设计为2跨连续箱梁,采用后张法施工,其中弯束设计长度为57.134m,按式(1)计算,初始张拉力下预应力筋的理论伸长值为40.5mm,100%张拉力下预应力筋的理论伸长值为405mm。
根据JTJ041-2000第12.8.3条规定:预应力筋采用应力控制方法张拉,应以伸长值进行校核,实际伸长值与理论值的差值应控制在6%以内,否则应暂停张拉。按此规定,该工程张拉至设计控制力时的伸长值最大为426mm,最小为381mm。
施加10%的初应力是为了调直钢绞线和克服钢绞线自重产生的下挠,因此JTJ041-2000第12.8.3条规定伸长值应从初应力时开始量测,计算
实际伸长值时,除量测的伸长值外还应加上初应力以下的推算伸长值。根据实际张拉的需要必须制作《预应力张拉记录表》并及时、准确地记录。
参考文献:
[1] JTJ041-2000,公路桥涵施工技术规范[S].[2] JTJ071-98,公路工程质量检验评定标准[S].
收稿日期:2004-05-08
总第104期 Highways&AutomotiveApplications 93
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周 伟
(长沙华南交通咨询监理公司,湖南长沙 410076)
摘 要:针对预应力砼张拉施工过程中必须控制的张拉应力和伸长值提出了具体的计算方法,说明了预应力张拉施工必须严格执行JTJ041-2000《公路桥涵施工技术规范》要求的“双控”标准,确保预应力张拉的质量。
关键词:桥梁;预应力;张拉应力;伸长值
中图分类号:U448.21 文献标识码:B 文章编号:1671-2668(2004)05-0093-02
在目前我国高速公路建设中,桥梁上部构造普遍采用预应力设计。在预应力施工中,张拉应力和张拉伸长值是最重要的两大控制指标。如控制不当,容易出现张拉应力损失而造成欠张拉及超张拉。本文以衡大(衡阳—大浦)高速公路No.1标K2+640天桥(上部构造为预应力连续箱梁)为例,论述预应力张拉过程中张拉应力和张拉伸长值的计算和控制方法。
表、夹具送具有检验资质的部门检验、标定并予以校正,必须将预应力筋、普通钢筋送具有检验资质的部门检验,只有在张拉设备、夹具、预应力筋及普通钢筋的各项技术性能、指标符合国家现行标准规定和设计要求后才允许进行预应力张拉施工。在施工过程中,也必须按JTJ041-2000《公路桥梁施工技术规范》第12.8.1条规定进行检验,对使用超过6个月或200次或在使用过程中出现不正常现象或检修以后的千斤顶应重新校验。1.2 根据检验及标定结果进行相关计算1.2.1 油表读数的确定
根据压力表实测力值与油表读数确定各个油表
1 预应力施工前期准备工作
1.1 张拉设备标定及原材料的检验
在进行预应力张拉施工前,必须将千斤顶、油
第5期
Highways&AutomotiveApplications 2004年10月94
对应各级控制张拉力时的油表读数,可以通过标定油表读数与压力表实测力值求得油表读数———力值相关线性方程(相关线性方程一般在标定报告中已给出,若未给出可以利用高档的计算器,如PC-E500等直接求得线性方程),并检验方程的精确度,
实测油表读数回归方程计算的
/MPa油表读数/MPa
0510152025
0.12225.189.7114.6719.8824.77
与 公 路 汽 运
只有在相关系数大于0.99和由实测力值计算的油
表读数与实测的油表读数偏差不超过±2%时,才允许用回归的线性方程计算,也可以采用内插法求对应力值下的油表读数。
表1为衡大高速公路No.1标5142#油表的检
实测油表读数
/MPa
3035404550
表1 衡大高速公路No.1标5142#油表检测结果油表偏差/%—3.6-2.9-2.2-0.6-0.90
实测力值/kN
[**************]10
回归方程计算的油表读数/MPa
29.7634.8739.8444.9750.07
油表偏差/%
-0.8-0.37-0.4-0.070.14
实测力值/kN
[***********]50
测结果。由表1数据求得的线性回归方程为:y=0.1222+0.0222x,式中y为油表读数,x为力值,其相关系数r=0.9999,最大偏差为3.6%。因此在初始应力施加时不可用此回归方程计算,但终值计算时可以使用。衡大高速公路K2+640天桥设计预应力控制张拉应力为1395MPa,钢绞线极限强度为1860MPa。每根钢绞线的有效截面面积为140mm2,型号为
2 现场张拉控制与记录
2.1 现场张拉控制
现场张拉时必须满足“双控”标准,即在满足控制张拉力时,实际伸长值与理论伸长值的差值应控制在6%以内,否则应停止张拉,检查分析原因,直到改正后满足以上要求。在某高速公路预应力梁张拉中,最初承包人采用一端整梁14束钢绞线整体张拉,结果在达到最大张拉力时,实测伸长值仅482mm,而理论伸长值为667mm,相差27.6%。分析
设计长度57.134m,采用两端张拉,每束钢绞线设计张拉力为1757.7kN,初始张拉力为175.77kN,用内插法和以上回归方程计算,初始张拉应力和设计张拉力下的油表读数分别为3.9、39.2。1.2.2 理论伸长值与伸长值范围计算
现场张拉情况,施工中钢绞线沿波纹管滑动时存在较大摩擦力,另外千斤顶顶推中心与钢绞线中心不在同一水平面上,使顶推偏心,这两方面原因导致张拉力损失严重,有效张拉力根本不满足设计要求,从而导致伸长值严重不足。由整体张拉改为单根张拉
预应力筋理论伸长值ΔL由下式计算:
ΔL=PpL/(ApEp)
(1)
后,张拉结果均在允许范围内。2.2 现场张拉量测与记录
式中:Pp为预应力筋张拉力(N);L为预应力筋的计算长度;Ap为预应力筋截面面积(mm2);Ep为预应力筋的弹性模量(N/mm2)。
衡大高速公路No.1标K2+640天桥设计为2跨连续箱梁,采用后张法施工,其中弯束设计长度为57.134m,按式(1)计算,初始张拉力下预应力筋的理论伸长值为40.5mm,100%张拉力下预应力筋的理论伸长值为405mm。
根据JTJ041-2000第12.8.3条规定:预应力筋采用应力控制方法张拉,应以伸长值进行校核,实际伸长值与理论值的差值应控制在6%以内,否则应暂停张拉。按此规定,该工程张拉至设计控制力时的伸长值最大为426mm,最小为381mm。
施加10%的初应力是为了调直钢绞线和克服钢绞线自重产生的下挠,因此JTJ041-2000第12.8.3条规定伸长值应从初应力时开始量测,计算
实际伸长值时,除量测的伸长值外还应加上初应力以下的推算伸长值。根据实际张拉的需要必须制作《预应力张拉记录表》并及时、准确地记录。
参考文献:
[1] JTJ041-2000,公路桥涵施工技术规范[S].[2] JTJ071-98,公路工程质量检验评定标准[S].
收稿日期:2004-05-08