舌张法单、双端张拉预应力损失的比较与探参
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先张法预应力和后张法预应力的区别先张法预应力和后张法预应力是两种常见的预应力施工方法,它们在张拉的顺序和时间上有所不同。
1.先张法预应力:
●先张法预应力即在混凝土结构浇筑前进行预应力张拉的方法。
●预应力钢筋在混凝土未浇筑之前就被张拉,并通过锚固装置
固定在预定位置。
●在张拉完成后,混凝土浇筑填充预应力孔或预应力槽,形成
一个整体的预应力混凝土结构。
2.后张法预应力:
●后张法预应力即在混凝土已经浇筑完成后,再进行预应力张
拉的方法。
●预应力钢筋首先嵌入混凝土结构中,但在混凝土浇筑时未进
行张拉。
●在混凝土强度达到设计要求后,使用张拉设备对预应力钢筋
进行张拉,并通过锚固装置固定在预定位置。
区别:
一、张拉顺序:
1.先张法预应力在混凝土浇筑前进行张拉,预应力钢筋先张拉后锚固。
2.后张法预应力在混凝土浇筑后进行张拉,预应力钢筋先锚固后张拉。
二、控制预应力损失:
1.先张法预应力可以更好地控制预应力损失,因为预应力钢筋在混凝土初始的收缩和开裂阶段就已经张拉。
2.后张法预应力的预应力损失可能比较大,因为混凝土在浇筑过程中经历了收缩和开裂,对预应力的保护相对较差。
三、建筑施工便利性:
1.先张法预应力需要在混凝土未浇筑之前完成预应力张拉,施工过程较为复杂。
2.后张法预应力可以在混凝土的正常施工过程中进行预应力张拉,施工相对较为便利。
在选择先张法预应力还是后张法预应力时,需要根据具体的工程要求、项目特点和施工条件进行综合考虑,并遵循相关设计规范和施工规程进行操作。
关于预应力混凝土收缩徐变损失的分析与讨论在工程实践过程中,由于混凝土的抗拉性能很差,便使得钢筋混凝土存在着两个无法解决的问题:一是在使用荷载作用下,钢筋混凝土受拉,受弯等构件通常是带裂缝工作的; 二是从保证结构耐久性出发,必须限制裂缝宽度.为了要满足变形和裂缝控制的要求,则需增大构件的截面尺寸和用钢量,这将导致自重过大,使钢筋混凝土结构用于大跨度或承受动力荷载的结构成为不可能或很不经济.于是我们便经常在工程实践中预应预应力这一工程工艺:在结构构件承受外荷载之前,对受拉混凝土施加预压应力。
这样不但可以提高构件的刚度,推裂缝出现的时间,增加构件的耐久性,而且对于机械结构来说,是结构内部预先产生压应力,还可以提高构造本身刚性,减少振动和弹性变形在结构构件承受外荷载之中对结构所造成的破坏。
但是由于受施工状况、材料性能和环境条件等因素的影响,预应力结构中预应力钢筋的预拉应力在施工和使用过程中将会逐渐减少。
于是我们在实际应用预应力这一施工工艺时,我们便不可避免的面临着结构预应力损失这一问题。
一般说来,由于施工工艺的不同,预应力损失的原因也不同。
对于先张法预应力混凝土构件,预应力会发生的损失有:温差损失,弹性压缩损失,钢筋松弛损失以及混凝土收缩徐变损失。
对于后张法构件,会发生的预应力损失有:摩阻损失,锚具损失,预应力钢筋分批张拉损失,钢筋松弛损失和混凝土徐变损失。
在此,我们小组将着重对预应力混凝土的收缩,以及后天的徐变作用下产生的预应力损失进行讨论。
陈磊 050688混凝土的变形收缩混凝土在凝结硬化过程和凝结硬化以后,均将产生一定量的体积变形。
主要包括化学收缩、干湿变形、自收缩、温度变形及荷载作用下的变形。
1. 化学收缩由于水泥水化产物的体积小于反应前水泥和水的总体积,从而使混凝土出现体积收缩。
这种由水泥水化和凝结硬化而产生的自身体积减缩,称为化学收缩。
其收缩值随混凝土龄期的增加而增大,大致与时间的对数成正比,亦即早期收缩大,后期收缩小。
先张法与后张法的施工工艺差异先张法与后张法是土木工程中常用的两种施工工艺,它们在施工过程中有着明显的差异。
本文将详细讨论先张法与后张法的施工工艺差异,并比较它们在不同情况下的适用性。
先张法是指在混凝土结构施工中,在基础施工完成后,首先张设预应力张拉设备,然后张拉并锚固预应力钢筋,最后将混凝土浇筑于预应力钢筋上。
这种施工工艺的优势在于能够有效减少混凝土的龄期收缩和温度应力对预应力构件的影响,可以提高结构的整体刚度和承载能力。
然而,先张法也存在一些缺点,如混凝土收缩与预应力损失等问题需要通过合理的预应力设计和工程施工管理来解决。
相反,后张法是指在混凝土结构施工中,在混凝土浇筑完成后,通过张设预应力张拉设备、张拉并锚固预应力钢筋的方式来施加预应力。
与先张法相比,后张法具有一些明显的优势。
首先,它充分利用了混凝土的自身强度,可以更好地控制和调整预应力的大小和分布。
其次,后张法可以检验混凝土施工质量以及预应力锚固质量,减少了质量控制的风险。
此外,后张法还可以通过预压预应力的方式来提高混凝土的整体强度和耐久性。
然而,后张法也存在一些局限性。
由于混凝土浇筑完成后进行张拉,混凝土的变形和收缩会导致预应力钢筋的变形和预应力损失。
在部分受压区域的预应力效果不佳时,后张法容易引起构件的不均匀变形和裂缝,因此需要通过合理的预应力设计和施工管理来解决这些问题。
综上所述,先张法与后张法的施工工艺差异主要体现在预应力施加的时机和方式上。
先张法适用于那些对混凝土结构刚度和承载能力要求较高的项目,能够有效减少混凝土的龄期收缩和温度应力对结构的影响;后张法适用于那些对预应力控制要求较高的项目,可以充分利用混凝土的自身强度和调整预应力的大小和分布。
然而,无论是先张法还是后张法,在实际工程中都需要合理的预应力设计和工程施工管理,以确保预应力结构的安全可靠性。
预应力损失测试方法一、孔道摩擦损失测试方法采用千斤顶测试孔道摩擦损失时,应配置压力传感器或精密压力表对张拉力进行度量,测力系统的不确定度不应大于1%。
测试步骤如下:1、梁的两端安装千斤顶后同时张拉,压力表读数保持一定数值(约4MPa)。
2、一端固定,另一端张拉。
张拉时分级升压,直至张拉控制拉力。
如此反复进行3次,取两端传感器或精密压力表压力差的平均值。
3、仍按上述方法,但调换张拉端和固定端,取测得的两端3次压力差的平均值。
4、将上述两次压力差平均值再次平均,即为孔道摩擦损失的测定值。
5、如果两端锚垫板扩孔段与预埋管道连接处预应力筋弯折形成摩擦损失时,上述测定值应考虑锚口摩擦损失的影响。
二、锚口摩擦损失测试方法锚口摩擦损失测定应在张拉台座或留有直孔道的混凝土试件上进行,张拉台座或混凝土试件长度不应不小于3m。
锚具、千斤顶、传感器、预应力筋应同轴(图1)。
张拉力采用压力传感器度量,测力系统的不确定度不应大于1%。
图1 锚口摩擦损失测试装置1-预应力筋;2-工具锚;3-主动端千斤顶;4-对中垫圈;5-主动端传感器;6-限位板;7-工作锚(含夹片);8-锚垫板;9-螺旋筋;10-混凝土试件(台座);11-试件中预埋管道;12-钢质约束环;13-被动端千斤顶;14-被动端传感器在混凝土试件上测试时,试件预留孔道应顺直,且直径应比锚垫板小口内径稍大,试件锚固区配筋及构造钢筋应按设计要求配置。
测试步骤如下:1、 两端同时张拉,压力表读数保持一定数值(约4MPa);2、 一端固定,另一端张拉至控制拉力。
设张拉端传感器测得的控制拉力为1P 时,固定端传感器相应读数为2P ,则锚口摩擦损失为:21P P P -=∆ (1)测试反复进行3次,取平均值。
3、 如两端均安装被测锚具应调换张拉端,同样按上述方法进行3次,取平均值的1/2为锚口摩擦损失。
三、 变角张拉摩擦损失测试方法1、 测试用的组装件应由变角装置、预应力筋组成,组装件中各根预应力筋应等长,初应力应均匀。
单端张拉与两端张拉施工方案对比分析龙腾大道跨九华河大桥工程主桥箱梁横梁预应力原图纸采用的是后张法预应力单端张拉,现考虑外模使用的是钢模板,必须先穿钢绞线,再拆除模板,施工时开孔难度大,拆模时对钢绞线有损伤的可能性,且施工时必须按顺序施工,这样施工进度肯定较慢。
我部建议使用两端同时张拉方案,即先拆除模板再穿钢绞线,同时施工,则进度将大大加快。
现我部对单端张拉与两端张拉施工方案进行对比分析:1、预应力现场施工的实验统计与分析1.1 张拉实验组织与策划本实验以主桥的A节段和B节段的横梁作为研究对象,其中A节段设计为一端张拉,B节段设计为两端张拉。
主要从以下几个方面进行:施工成本、工程进度、施工效果。
实验中,我们在A节段随机抽取20束横梁钢绞束,在B节段也随机抽取20束横梁钢绞束,A、B两节段的两个实验段同时开始实验。
为保证实验的同步性、连续性和精确性,在实验开始前,机电管理人员要对两个试验段的机器设备以及接线用电做一次全面仔细的检查,确保在实验过程中不会机器和用电故障导致实验中断。
并且请安全管理人员对现场安全防护进行仔细排查,确保现场的安全文明施工标准规范。
由于预应力张拉属于特种作业,张拉过程必须严格按照规范要求来操作,张拉工人必须系好安全带,千斤顶正后方必须竖放2-3块厚木板,周围1平方米范围内严禁站人,张拉过程中必须有安全员全程监控。
实验开始前,工作人员将两个实验小组所需的实验机械材料用量,以及人员配置做了详细统计,统计情况如下表1和表2。
表1 机械材料用量统计机械材料油泵车(辆)千斤顶(台)三孔锚环(个)喇叭口(个)夹片(个)一端张拉1 1 20 20 60 两端张拉2 2 40 40 120表1为机械材料的用量统计,两端张拉所需的机械材料用量为单端张拉的一倍。
表2 施工人员配置统计人力配张拉工木工管理人员质检员安全员置单端张3 4 1 1 1拉两端张6 / 2 2 2拉表2为施工人员配置统计表,两端张拉除木工外其他人员配备为单端张拉的一倍。
现行公路和铁路桥规中预应力损失计算方法的对比分析现行公路和铁路桥规中预应力损失计算方法的对比分析近年来,随着交通运输的发展,公路和铁路桥梁的建设变得越来越重要。
预应力技术在桥梁建设中扮演着至关重要的角色,它可以提高桥梁的承载能力和抗震能力。
而预应力的损失问题一直是桥梁工程中的难点和热点问题。
本文将对现行公路和铁路桥规中预应力损失计算方法进行对比分析,以期为桥梁工程的设计和施工提供参考。
首先,我们来看看现行公路桥规中的预应力损失计算方法。
按照公路桥的设计规范,预应力损失主要包括初始预应力损失、自由锚固段预应力损失、锚固段预应力损失、锚固端楔形锚具预应力损失和锚碇段预应力损失。
其中,初始预应力损失是指在张拉和传力过程中由于操作不当或环境条件变化而导致的预应力的损失。
其他预应力损失则是由于预应力钢筋的松弛、徐变以及混凝土的收缩、蠕变等原因引起的。
不同的损失计算方法会导致不同的结论,所以公路桥的设计者需要选择合适的计算方法。
与公路桥不同,铁路桥的设计要求更加严格。
现行铁路桥规中对预应力损失的计算方法更加细致和全面。
铁路桥的预应力损失主要包括初始预应力损失、锚固段预应力损失、中跨预应力损失、锚碇端预应力损失、施工阶段预应力损失和荷载造成的预应力损失。
与公路桥相比,铁路桥规更加注重对预应力损失的细致分析,考虑了更多影响因素,如桥墩的变形、墩间的相互作用、铁轨的荷载以及桥梁跨度的不同。
综上所述,现行公路和铁路桥规中的预应力损失计算方法存在一定的差异。
公路桥规相对更加简单,只考虑了几个主要损失因素,适用于规模较小、承载力要求相对较低的桥梁工程。
而铁路桥规更加注重实际情况的细致分析,适用于规模较大、承载力要求较高的桥梁工程。
设计者应根据实际情况选择合适的预应力损失计算方法,并结合工程经验进行修正。
然而,在实际的桥梁设计和施工中,预应力的损失问题并不仅仅是计算方法的问题,还与工程材料的选择、工艺操作的规范性以及施工管理的科学性等密切相关。
预应力筋单双向张拉(非对称)的伸长值计算1张拉伸长值的重要性大跨度预应力混凝土桥梁通过预应力筋张拉产生与荷载挠度相反的拱度,从而提高了梁体的刚度并达到节约材料的目的,在铁路、公路以及市政工程等方面得到广泛的应用。
由于张拉施工直接影响预应力梁体的质量和耐久性,施工期间都采用张拉力和伸长值“双控”的方法,并且规范中对实际伸长值与理论伸长值误差不得超过6%做了严格的限定,那么准确地计算张拉理论伸长值是预应力筋张拉施工前最重要的步骤。
根据施工现场单向、双向张拉的施工方式,通过对预应力钢绞线张拉伸长值的计算实例,总结出较为准确并适用于现场的伸长值的计算方法。
2 后张法预应力筋理论伸长值计算公式说明2.1 预应力筋伸长值计算的分段原则将整根预应力筋根据设计线形分成曲线连续段及直线连续段,不能将直线段及曲线段分在同一段内。
总伸长值为各个预应力筋分段长度的计算伸长值之和。
2.2 AB 段截面拉力、截面平均拉力和伸长值P P A =)(1A L k B e P P ⨯-⨯=)L /(k e 1P P 1L k AB 1A ⨯-⨯=⨯-)()()A 1000/(E L P l g g 1AB AB ⨯⨯⨯=P —张拉控制力,单位N 。
采用高强低松弛预应力预应力筋时,其抗拉强度标准值f pk =1860MPa ,张拉设计控制应力一般不超过该值的0.75倍。
P A —AB 段的起点力,单位N 。
P B —AB 段的终点力,BC 段的起点力,单位N 。
P AB —AB 段预应力筋的平均张拉力,单位N 。
k —孔道每束局部偏差对摩擦的影响系数,单位1/m 。
L 1—AB 预应力筋的分段长度,单位m 。
l AB —AB 段预应力筋的理论伸长值,单位mm 。
E g —预应力筋的弹性模量,单位Pa 。
A g —预应力筋的截面积,单位m 2。
2.3 BC 段截面拉力、截面平均拉力和伸长值)(αμ⨯+⨯-⨯=2L k B C e P P)L /(k e 1P P 1L k BC 2B αμαμ⨯+⨯-⨯=⨯+⨯-)()( )A 1000/(E L P l g g 2BC BC ⨯⨯⨯=P c —BC 段的终点力,CD 段的起点力,单位N 。
预应力“双控”误差分析在现代桥梁施工中,预应力技术的使用已经近乎遍布所有桥梁工程。
通过对钢筋混凝土施加预应力,可以避免钢筋混凝土结构的裂缝过早出现,同时还可以起到节省材料,减小梁体自重以及提高构件的抗剪能力等作用。
预应力施工在现代桥梁施工中的重要性是不容忽视的。
目前的预应力施工中,张拉控制的准确性一般通过张拉控制应力和钢绞线对应的理论伸长值进行“双控”。
在《城市桥梁工程施工与质量验收规范》CJJ 2-2008中规定,“双控”中钢绞线的伸长值偏差允许范围为理论伸长值的±6%,当偏差超过允许范围时,应停止张拉操作,检查并分析误差偏大原因。
能够影响钢绞线伸长值的因素很多,导致偏差较大的因素可能是单一一种,也可能是多种因素叠加,对此我进行如下简要分析。
一、人为操作因素:1、千斤顶外侧工具夹片未楔紧。
此种情形下,一般会在达到初始应力之前以及达到初始应力之后的一小段行程中产生滑丝现象。
达到初始应力之后的滑丝状况会使获得的伸长值偏大,再经过计算时这部分误差又会被放大一倍,所以对结果的影响相对较大。
解决办法:千斤顶加压前,逐一检查千斤顶外侧工具夹片,保证全部楔紧。
2、选取的初始应力不足。
一般我们选取的初始应力为张拉控制应力的10%-15%,当单束预应力束中钢绞线根数较多(15根以上)时,如若选取张拉控制应力的10%作为初始应力来操作,将会导致数据偏大。
因为钢绞线较多,在管道内的状态也不完全一样,10%的控制应力无法保证所有的钢绞线都处于受拉状态,也就是说此时的初始应力并没有达到理论上的初始应力。
解决办法:此种情况下考虑控制应力的15%作为初始应力进行操作。
3、回缩值的计算。
现今预应力施工中使用的锚具基本皆为自锚式锚具。
其自锚原理在于工作夹片可在限位版的凹槽内前后活动,此活动范围即限位版的限位高度一般为6-8mm。
在实际操作中,我们都是在达到某一应力后暂停,持压,同时在千斤顶外侧测量千斤顶活塞伸出的长度,此时工具夹片处于松弛状态,顶在限位板上。