预应力张拉伸长值计算
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预应力张拉实际伸长量计算公式的含义
预应力张拉实际伸长量计算公式是用于计算预应力成材的实际伸长量的公式。
预应力张拉是在混凝土或金属中施加引拉力的过程,使材料在施加压力时形成压缩应力,从而增加材料的强度和刚度。
预应力张拉实际伸长量是指在预应力张拉过程中,由于应力的引入而引起的材料实际伸长的量。
预应力张拉实际伸长量的计算公式一般为:
ΔL = F * L / (A * E)
其中,ΔL表示实际伸长量,单位为米;
F表示施加的张拉力,单位为牛顿;
L表示张拉的长度,单位为米;
A表示材料的横截面积,单位为平方米;
E表示材料的弹性模量,单位为帕斯卡。
这个公式的含义是在预应力施加过程中,预应力张拉力和材料的横截面积、材料的弹性模量以及预应力材料长度之间存在一定的线性关系。
通过这个公式,可以计算在给定预应力力值、长度和材料特性的情况下,材料在预应力张拉过程中实际发生的伸长量。
预应力张拉伸长量最简单的计算公式
预应力张拉伸长量是计算预应力的重要参数之一。
它反映了预应力杆件在张拉过程中的伸长变化量,也是评价预应力施工质量的关键指标。
在计算预应力张拉伸长量时,可以使用以下简单的公式:
ΔL = F × L / A × E
其中,ΔL代表预应力张拉伸长量,F代表预应力的施加力,L代表预应力杆件的长度,A代表预应力杆件的截面积,E代表预应力杆件的弹性模量。
通过这个公式,我们可以计算出预应力杆件在施加预应力力后的伸长变化量。
这个伸长量可以直接影响到预应力的传递效果和杆件的受力性能。
需要注意的是,公式中的参数需要准确的数值来进行计算。
预应力施工过程中,需要使用专业的设备和工具来控制施加力的大小和施加位置,以确保计算结果的准确性。
在实际应用中,预应力张拉伸长量的计算是预应力施工的重要一环。
通过合理的计算和控制,可以保证预应力杆件的受力效果和工程的安全可靠性。
因此,工程师在预应力施工过程中,需要充分了解预应力张拉伸长量的计算原理和方法,并严格按照规范要求进行操作,
以确保工程质量和安全。
预应力张拉伸长值简易计算与量测方法(全文)范本1(风格:简洁明了)正文:1. 张拉伸长值的定义1.1 张拉伸长值是指在预应力混凝土结构中,由于张拉作用导致钢筋伸长的数值。
1.2 预应力张拉伸长值的计算非常重要,能够直接影响到结构的设计和施工质量。
2. 预应力张拉伸长值的简易计算方法2.1 根据施工图纸中给出的预应力钢筋的设计张拉力和压力,可采用以下公式计算张拉伸长值:张拉伸长值 = 张拉力 / 钢筋的弹性模量2.2 根据钢筋的弹性模量表,可以得到钢筋的弹性模量。
2.3 根据实际的预应力张拉作业情况,可以确定张拉力的数值。
3. 预应力张拉伸长值的量测方法3.1 预应力张拉伸长值的量测可以采用伸长计进行。
3.2 伸长计应放置在钢筋上,并确保与钢筋紧密接触。
3.3 在张拉伸长阶段,通过读取伸长计上的刻度,可以得到张拉伸长值的数值。
注释:1. 附件:本文档涉及的附件包括:- 钢筋的弹性模量表- 张拉伸长值的计算表2. 法律名词及注释:本文档所涉及的法律名词及其注释包括:- 预应力混凝土结构:指采用预应力钢筋进行加固和增强的混凝土结构,具有较高的承载能力和抗震能力。
范本2(风格:详细解析)正文:1. 预应力张拉伸长值的定义和意义1.1 预应力张拉伸长值是指在预应力混凝土结构中,由于预应力钢筋的张拉作用而引起的钢筋伸长的数值。
预应力张拉伸长值的大小直接影响着结构的受力和变形性能。
1.2 在预应力混凝土结构中,预应力钢筋经过张拉作用后,通过锚固装置形成预应力,使混凝土结构具有较高的抗弯强度和抗剪强度。
1.3 准确计算和量测预应力张拉伸长值,对于确保结构安全和质量具有重要意义。
2. 预应力张拉伸长值的计算方法2.1 计算预应力张拉伸长值的基本公式为:张拉伸长值 = 张拉力 / 钢筋的弹性模量2.2 需要根据施工图纸中给出的预应力钢筋的设计张拉力和压力来确定张拉力的数值。
2.3 钢筋的弹性模量需要通过弹性模量表来获得。
张法及后张法预应力张拉伸长值计算什么是张法?在混凝土结构工程中,为了使混凝土结构能够承受外力并保持稳定,常采用预应力技术。
预应力技术需要对钢筋或钢束进行预应力。
预应力状态下,在混凝土应力变化时,预应力钢筋或钢束会对混凝土起到相应的约束作用,这种约束作用使混凝土内部的应力更加均匀,从而提高混凝土的承载能力。
预应力钢筋或钢束的预应力施加有很多种方法,其中最常用的两种方法是张法和压法。
张法是指在预制构件中固定预应力钢筋或钢束的一端,然后以一定的力将另一端拉紧,使其产生预应力。
而压法则是将预应力钢筋或钢束的两端固定在构件两端,并在中间施加压力,以产生预应力。
张法预应力张法预应力是一种常用的预应力施加方法,现在我们来看一下张法预应力的具体计算方法。
预应力张拉伸长在张法预应力中,预应力钢筋或钢束拉紧后,会产生一定的伸长量,这个伸长量被称为预应力张拉伸长。
预应力张拉伸长的计算原理是利用钢筋或钢束的杨氏模量和钢筋或钢束的预应力大小,计算出预应力钢筋或钢束的应变值,从而得到预应力张拉伸长。
预应力钢束的预应力张拉伸长计算公式如下:$$ \\Delta L = \\frac{f_pA_p}{E_p} + \\alpha(T-T_0) $$其中,$\\Delta L$ 为预应力张拉伸长,f p为预应力大小,A p为钢束截面积,E p为钢束杨氏模量,$\\alpha$ 为综合温度系数,T为施加预应力时的钢束温度,T0为初始钢束温度。
后张法预应力在钢筋或钢束的预应力达到一定大小后,其应力和应变随时间会发生变化,这种变化就被称为钢筋或钢束的松弛性。
为了弥补松弛性对预应力钢筋或钢束带来的影响,通常会在预应力达到一定大小后,使用后张法预应力进行补偿。
后张法预应力的基本原理是在预应力达到一定大小后,通过再次拉伸预应力钢筋或钢束,来增加预应力大小,并弥补其松弛带来的影响。
后张法预应力的计算方法和张法预应力的计算方法类似,但需要注意的是其中的一些参数需要按照实际情况进行修正。
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 LP 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425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Φ,极限抗拉强度f p =1860Mpa,锚下控制应力б0==1395Mpa;K 取m,µ=;1单端张拉预应力筋理论伸长值计算:预应力筋分布图12两端非对称张拉计算:预应力筋分布图2伸长值计算如下表:若预应力钢筋为两端对称张拉,则只需计算出一半预应力筋的伸长值,然后乘以2即得总的伸长量;注:由于采用1500KN千斤顶张拉,根据实测伸长值为量测大缸外露长度的方法,则计算理论伸长值时应加缸内长度约500mm;而锚固端长约470mm,应在计算理论伸长值时扣除;由于两数对于伸长值的计算相差甚微,可以抵消,因此在计算中未记入;二、实测伸长值的测定1、预应力钢筋张拉时的实际伸长值△L,应在建立初应力后开始量测,测得的伸长值还应加上初应力以下的推算伸长值;即:△L=△L1+△L2式中:△L1——从初应力到最大张拉应力间的实测伸长值m ;△L2——初应力以下的推算伸长值m ;关于初应力的取值,根据公路规的规定,一般可取张拉控制应力的10%~25%;初应力钢筋的实际伸长值,应以实际伸长值与实测应力之间的关系线为依据,也可采用相邻级的伸长值;2、钢绞线实测伸长值的经验公式:L实=L b—L a/—L无阻 1L实=L b—L a+L a—L c—L无阻 2L实——钢绞线实际伸长量L a——张拉应力为20%б0时,梁段两端千斤顶活塞行程之和;L b——张拉应力为100%б0时,梁段两端千斤顶活塞行程之和;L c——张拉应力为10%б0时,梁段两端千斤顶活塞行程之和;L无阻——梁段两端千斤顶内钢绞线的无阻伸长量,即:L无阻=PL/E P A P对于以上公式,当钢绞线较短,角度较小时,用2式计算更接近设计伸长量;当钢绞线较长,角度较大时,用1式计算更接近设计伸长量;这是由于预应力筋的长度及弯起角度决定实测伸长量的计算公式,钢绞线较短、弯起角度较小时,摩阻力所引起的预应力损失也较小,10%~20%Σ控钢绞线的伸长量基本上反映了真实变化,0~10%的伸长量可按相邻级别10%~20%推算;钢绞线较长、弯起角度较大时,摩阻力所引起的预应力损失也较大,故初应力采用20%Σ控用20%~100%推算0~10%的伸长量更准确;3、在施工过程中直接测量张拉端千斤顶活塞伸出量的方法存在一定误差,这是因为工具锚端夹片张拉前经张拉操作人员用钢管敲紧后,在张拉到约10%б0开始到100%б0时,因钢绞线受力,夹片会向内滑动,这样通过测量千斤顶的伸长量而得到的量比钢绞线的实际伸长量偏大;因此,我们采用了量测钢绞线绝对伸长值的方法,测得的伸长值须考虑工具锚处钢绞线回缩及夹片滑移等影响,测量方法如下图3所示:4、现以图2所示的预应力钢绞线为列介绍实际伸长值计算方法:对于多束群锚式钢绞线我们采用分级群张法,图2中钢绞线为7束,采用1500KN 千斤顶,根据不同应力下实测伸长值的量测,最后得出总伸长值及与设计伸长值的偏差如下表,并且用与设计伸长值的偏差是否在±6%之内来校核;预应力钢筋编号理论伸长值mm左端右端左端右端实测伸长值mm伸长值偏差% 20%б控/50%б控б控50%б控/б控11 605 69/94 54/183 195 21/24412 605 67/97 61/179 199 19/26613 605 63/91 58/181 197 18/23914 605 65/98 51/178 198 22/238 595注:由于钢绞线右端伸长值大于200mm,千斤顶需要倒一次顶才能完成张拉,因此右端出现了在50%б控时的两个读数,分别表示在从初应力张拉到50%б控时的读数和千斤顶倒顶后张拉到50%б控时的读数;三、问题与思考经张拉实践发现,预应力钢筋的实际伸长值与理论伸长值之间有一定的误差,究其原因,主要有:预应力钢筋的实际弹性模量与计算时的取值不一致;千斤顶的拉力不准确;孔道的摩擦损失计算与实际不符;量测误差等;特别是弹性模量的取值是否正确,对伸长值的计算影响较大;必要时,预应力钢筋的弹性模量、锚圈口及孔道摩阻损失应通过试验测定,计算时予以调整;。
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:P P L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:L L1 L2 L iA p E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);E P――预应力筋的弹性模量(N/mm2);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);――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;――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 ”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:i 1 kx i 1各点平均应力公式为:kxi 1 e "kx i各点伸长值计算公式为:X iP i2、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(①15.24),极限抗拉强度f p=1860Mpa,锚下控制应力6 o=0.75f p=1395Mpa。
K 取0.0015/m, 尸0.25。
P pe kxkxL iP p L iA p E pPiL i(1)单端张拉预应力筋理论伸长值计算:预应力筋分布图(1) 伸长值计算如下表:(2)两端非对称张拉计算:预应力筋分布图(2)伸长值计算如下表:若预应力钢筋为两端对称张拉,则只需计算出一半预应力筋的伸长值,然后乘以2即得总的伸长量。
《公路桥梁施工技术规范》(JTJ 041-2000)中关于预应筋伸长值ΔL的计算按照以下公式(1):ΔL= Pp×L /(Ap×Ep)ΔL—各分段预应力筋的理论伸长值(mm);Pp—各分段预应力筋的平均张拉力(N);L—预应力筋的分段长度(mm);Ap—预应力筋的截面面积(mm2);Ep—预应力筋的弹性模量(Mpa);《公路桥梁施工技术规范》(JTJ 041-2000)附录G-8中规定了Pp的计算公式(2):Pp=P(1-e -(kx+μθ))kx+μθP—预应力筋张拉端的张拉力,将钢绞线分段计算后,为每分段的起点张拉力,即为前段的终点张拉力(N);50m腹板束L Q′θ—从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和,分段后为每分段中每段曲线段的切线夹角(rad);x—从张拉端至计算截面的孔道长度,分段后为每个分段长度或为公式1中L值;k—孔道每束局部偏差对摩擦的影响系数(1/m),管道内全长均应考虑该影响;μ—预应力筋与孔道壁之间的磨擦系数,只在管道弯曲部分考虑该系数的影响理论伸长值计算中,如果采取的是两端张拉,钢绞线对称布置,在进行伸长量计算时是计算一半钢绞线的伸长值然后乘以二的方法;如果是一端锚固一端张拉,计算时应从张拉端计算至锚固端;而对于非对称结构,钢绞线不对称布置,在计算钢绞线的伸长值时,计算原则是从两侧向中间分段计算,至某一点时钢绞线的受力基本相等即可,而不是简单的分中计算.1955年,铁路部门研制成功我国第一片跨度12米的预应力混凝土铁路桥梁,1956年建成28孔24米跨的新沂河大桥,从而开始了预应力混凝土技术在我国铁路上应用的篇章。
四十多年来,经过铁路系统工程技术人员的辛勤努力,预应力砼技术不断扩大,技术水平不断提高,制造架设跨度32米以下桥梁三万多孔,桥梁跨度不断突破,大跨径桥梁不断涌现,其中有代表性的工程有主跨为168米的攀枝花金沙江铁路连续钢构桥,顶推法施工的跨度80米连续箱梁桥杭州钱塘江二桥,此外在南昆铁路线上新建了一大批各种类型的铁路桥梁。
预应力张拉伸长值简易计算与量测方法摘要:为了保证桥梁混凝土不开裂或裂缝宽度在规范允许的范围内,在混凝土中施加钢绞线预应力已在桥梁工程中普遍使用,作为质量双控指标的钢绞线张拉伸长值及锚固张拉控制力的计算,人们并不陌生,可在预应力张拉实际施工中的具体量测实际作法存在较大差异,确实值得大家探讨。
关键词:预应力钢绞线;张拉;工作长度;伸长值;量测目前在桥梁工程施工领域当中,普遍采用以低松弛钢绞线作为桥梁施加预应力的载体。
在实际操作中对钢绞线施加预应力张拉的伸长值、钢绞线锚固时锚具锚塞回缩量的量测,各家作法存在差异,这对预应力张拉质量控制的双控指标(即钢绞线张拉力与实测伸长值)的计算和评判产生了一定的影响。
1. 张拉程序:0→初应力σ0.15→应力σ0.30→σk(持荷5min) →锚固1.1张拉准备工作预应力张拉之前,应对不同类型的孔道进行至少一个孔道的摩阻测试,通过测试所确定的μ值、孔道偏差系数k值及钢绞线弹性模量Ep,用于对设计张拉控制应力的修正。
张拉时结构混凝土的强度、弹性模量必须符合设计规定,未规定时,混凝土强度和弹性模量均不低于80%。
张拉千斤顶的额定张拉力宜为所需张拉力的1.5倍,且不得小于1.2倍。
与千斤顶配套使用的压力表最大读数应为1.5~2.0倍,标定精度不低于1.0级,张拉机具设备与锚具产品配套使用,并在使用前在国家授权的法定计量技术机构定期进行校正、检验和标定。
使用时间超过6个月或张拉次数超过300次,必须重新进行标定。
根据标定证书给的千斤顶与压力表对应的函数关系,例如:Y=0.021X+0.6938,计算各阶段的控制张拉力。
张拉前先清理孔道,注浆孔干净,配套使用的小型工具准备齐全(如:夹片管、手锤、钳子、撬棍等),检查设备是否配带齐全(油泵、千斤顶、油表、限位板、工具锚、工具夹片),最后与项目部技术人员核对其技术数据及技术准备工作是否完善。
1.2张拉技术要领1.2.1首先清理锚垫板口波纹管,必须清理到注浆孔后面,安装顺序:正确依次安装工作锚环、工作夹片、限位板、千斤顶、工具锚、工具夹片。
桥梁预应力张拉伸长量计算桥梁预应力张拉伸长量计算是指根据预应力张拉系统的参数和材料特性,计算出张拉后的杆件伸长量。
预应力张拉是在杆件上施加张拉力,以提高杆件的受力性能和抗裂性能。
张拉后的杆件伸长量是计算预应力张拉效果和工程设计的重要参数。
首先,需要了解一些基本概念和公式:1.应力(σ):单位面积上的力,计算公式为σ=F/A,其中F为受力,A为面积。
2.应变(ε):变形和原长度的比值,计算公式为ε=ΔL/L,其中ΔL为变形长度,L为原长度。
3.弹性模量(E):材料的刚度指标,计算公式为E=σ/ε,其中σ为应力,ε为应变。
4.斯特藩公式:用于计算预应力杆件的伸长量,公式为ΔL=F/(E×A)×L,其中ΔL为伸长量,F为受力,E为弹性模量,A为杆件的横截面积,L为杆件的原长度。
通过斯特藩公式,我们可以计算出预应力张拉系统受力后的杆件伸长量。
以下是计算步骤:1.确定预应力系统参数和材料特性:需要知道杆件的原长度L,受力F,材料的弹性模量E,以及杆件的横截面积A。
2.计算伸长量:利用斯特藩公式,将上述参数代入公式计算伸长量,即ΔL=F/(E×A)×L。
3.根据实际情况调整计算结果:预应力杆件的伸长量会受到杆件的材料特性、外界温度、施力方式等因素的影响,因此在实际工程中,需要根据具体情况对计算结果进行调整。
需要注意的是,在实际工程设计中,还需要考虑其他因素,如杆件的变形和变形引起的应变,以及杆件与周围结构的相互作用等。
这些因素对预应力张拉伸长量的计算都会产生影响,需要在设计中进行全面考虑。
总之,预应力张拉伸长量的计算是桥梁设计中的重要环节,它直接关系到桥梁的安全性和工程质量。
通过合理的预应力张拉伸长量计算,可以保证桥梁的预应力设计效果,提高桥梁的承载能力和使用寿命。
以钢绞线作为桥梁工程、路基高边坡抗滑加固等工程施加预应力的载体,是目前普遍采用的材料和工艺。
对钢绞线张拉预应力施加、锚固的方法和张拉力、钢绞线伸长量的理论计算,在相应的规范中都已有明确的规定,但在实际操作中对钢绞线施加预应力张拉的伸长值、钢绞线锚固时锚具锚塞回缩量的量测,各家说法及做法均存在差异,这对预应力张拉质量控制的双控指标(即钢绞线张拉力与实测伸长值)的计算和评判产生了一定的影响。
针对上述问题,笔者就多年预应力张拉实践,尝试提出如下实际作法和技术见解(以后张法为主),为广大钢绞线预应力张拉工作者提供参考。
2钢绞线张拉伸长值确定2.1钢绞线张拉伸长值计算钢绞线预应力张拉施工设计控制张拉力,是指预应力张拉完成后钢绞线在锚夹具前的拉力。
因此,在钢绞线预应力张拉理论伸长量计算时,应以钢绞线两头锚固点之间的距离作为钢绞线的计算长度,但在预应力张拉时钢绞线的控制张拉力是在千斤顶工具锚处控制的,故为控制和计算方便,一般以钢绞线两头锚固点之间的距离,再加上钢绞线在张拉千斤顶中的工作长度,作为钢绞线预应力张拉理论伸长量的计算长度。
在钢绞线预应力张拉时,钢绞线的外露部分,大部分被锚具和千斤顶所包裹,钢绞线的张拉伸长量无法在钢绞线上直接测量,故只能用测量张拉千斤顶的活塞行程,计算钢绞线的张拉伸长值,但同时还应减掉钢绞线张拉全过程的锚塞回缩量。
(参阅《公路桥涵施工技术规范》)一般计算式为:ΔL=ΔL1+ΔL2-b-c⑴式中:ΔL1:为从初始拉力(桥梁施工规范规定一般为设计控制张拉力的10%~25%)至张拉设计控制拉力间的千斤顶活塞的张拉行程;ΔL2:为初始拉力时的推算伸长值(按规范规定推算求得);b:工具锚锚塞回缩量;c:工作锚锚塞回缩量。
2.2在钢绞线预应力先张法施工中,也有在每分级张拉一次,卸掉千斤顶前后,直接丈量钢绞线外露长度,以钢绞线每级张拉前后外露长度的差或以张拉活动横梁的张拉前后位移量的差值,求算钢绞线张拉伸长量,此法较为直观,但只适用于以每分级张拉一次,卸掉一次千斤顶的张拉方法或设置有张拉活动横梁同时张拉多根预应力筋的方法。
先张法为方便施工,一般采取单根一端固定另一端张拉的方法,故计算钢绞线张拉伸长量时,还应考虑减掉固定端锚具夹片的回缩量。
每级张拉前后量测固定端锚具夹片的外露长度或固定端钢绞线的外露长度的差值即为固定端锚塞回缩量。
不论使用活动横梁同时张拉多根预应力筋还是单根一端张拉,均应在预先调整初应力(设计控制拉力的10~25%)后的各级张拉完毕后,再量测计算固定端锚塞回缩量。
使用活动横梁张拉时,可用各根的平均值计算。
3钢绞线预应力张拉锚塞回缩量的量测:钢绞线预应力张拉锚塞回缩量在两个部位出现:即产生在张拉千斤顶使用的“工具锚”,和参与钢绞线预应力工作,将钢绞线锚固在混凝土中的“工作锚”部位。
有的文献和产品说明书介绍了锚具的变形造成预应力钢筋的回缩值的参数,只可作为对锚具验收和施工控制的参考依据,具体计算还应以实测为准。
3.1工具锚锚塞回缩量的量测:在钢绞线开始张拉,当千斤顶张拉力,达到钢绞线张拉至初始拉力(设计控制拉力的10~25%),已把松弛的预应力钢绞线拉紧,此时应将千斤顶充分固定,精确量取从千斤顶工具锚锚杯外露端面至钢绞线外露端头的长度b1,当千斤顶张拉力,达到钢绞线预应力张拉设计控制拉力时,再量取从千斤顶工具锚锚杯外露端面至钢绞线外露端头的长度b2,工具锚锚塞回缩量b=b1-b2。
当预应力钢绞线由很多单根组成时应每根量测,取其平均值进行计算,最少不得少于三根。
此回缩的出现仅对张拉伸长值的计算有影响,对张拉力量测没有影响。
3.2工作锚锚塞回缩量的量测:目前钢绞线预应力张拉施工以使用YCW型液压千斤顶为主,该千斤顶与工作锚接触处,设有一块限制工作锚夹片在张拉过程位移的限位板,钢绞线在张拉时工作锚夹片跟随钢绞线的拉伸,向后移动至限位板凹槽的底部,对钢绞线失去约束,当千斤顶将钢绞线张拉至设计控制张拉力,在回油放松钢绞线的瞬时,钢绞线弹性收缩,工作锚夹片跟随收缩向锚环孔内位移,随即将钢绞线锚固,这就是工作锚锚塞回缩的全过程。
工作锚锚塞回缩位移后,将引起钢绞线张拉力的减小,减小量及补偿方法见后述。
张拉完毕卸掉千斤顶后,在工作锚处测量工作锚夹片在锚杯处的外露长度C2,当预应力钢绞线由很多单根组成时应每根量测,取其平均值,一般至少测量三处,千斤顶限位板凹槽深度已知为C1,则工作锚锚塞回缩量C=C1-C2。
工作锚锚塞回缩量除与锚具硬度等有关外,还与钢绞线直径有关,工作锚回缩量大小与钢绞线直径大小成反比。
4工作锚锚塞回缩量对设计控制张拉力的影响4.1根据锚夹具夹片的回缩过程分析,工作锚对张拉伸长量及张拉力均有影响。
对张拉力的减小影响值可按下式计算:ΔP=P/ΔL×C⑵式中:ΔL:理论计算伸长值;P:为设计控制张拉力;C:工作锚回缩量。
4.2关于C值的取值,应分为两个阶段考虑,在钢绞线预应力张拉施工时,为保证质量必须先进行张拉工艺试验,张拉工艺试验一般取一个构件或2~3个张拉束,进行试验。
张拉工艺试验完成后,方可大面积施工,在张拉工艺试验阶段,由于对该批锚具性能不了解,计算补偿张拉力时C值只能按经验公式估算,经验公式如下:C=h×0.65×a式中:h:限位板凹槽深度;a:与钢绞线直径有关的系数。
当Φj=15.24mm取1.0;当Φj=12.7mm取1.2;待张拉试验完成后,根据实测的C值,计算补偿张拉力,以供大面积施工使用。
4.3为减少工作锚回缩对预应力造成的损失及保证张拉力能满足设计要求,应按如下程序操作,予以补偿:①当实施两端张拉时,当两端达到设计控制张拉力时,应按一端先锚固,再将另一端补张拉力后锚固的方法操作。
因为当A 端锚固时由于工作锚夹片的回缩,致使B端油压下降,张拉力减少,不满足设计控制张拉力要求,故应在B端补张拉后再锚固。
同理B端补张拉锚固时,由于工作锚夹片回缩仍会造成张拉力的损失,为保证满足设计控制张拉力要求,其修正后的设计控制张拉力(即设计控制张拉力加补张拉力)PK应按下式计算,注意不能将此与超张拉混淆,此值属于对预应力张拉时,由工作锚产生的预应力损失的补偿。
PK=P+ΔP⑶式中:P:为设计控制张拉力;ΔP:工作锚回缩对预应力损失的影响力(补偿张拉力);②当实施一端张拉时,同理应将控制张拉力PK按上式计算。
5钢绞线在张拉千斤顶中的工作长度:在钢绞线预应力张拉施工中,目前常用的千斤顶的工作锚位置分前夹式和后夹式,张拉时钢绞线在千斤顶中的工作长度,前夹式较短,如YDC型前夹式千斤顶约为98mm,对张拉伸长量影响较小,可忽略不计,但如YCW型后夹式千斤顶则可长达470mm多,故钢绞线在千斤顶中的工作长度对张拉伸长量的影响就不容忽视。
5.1钢绞线在张拉千斤顶中的工作长度的确定:钢绞线在张拉千斤顶中的工作长度,一般是指在张拉千斤顶装入钢绞线后,从工具锚锚杯中心至预应力混凝土工作锚锚杯中心的距离,注意丈量时应将千斤顶安装好,装入钢绞线,基本打紧锚塞,启动油泵,开始加油,在千斤顶活塞启动,即油压表指针闪动的瞬间即刻关闭加油阀,此时丈量工具锚锚杯中心至预应力混凝土工作锚锚杯中心的距离,即可确定为钢绞线在张拉千斤顶中的工作长度。
有人直接丈量千斤顶的身长,作为钢绞线在张拉千斤顶中的工作长度,笔者认为是错误的,因为一般千斤顶开启加油阀后活塞都是在活塞伸出千斤顶体外一段距离后才开始受力,且千斤顶在一般状态下活塞都是伸出千斤顶体外有一段距离的。
5.2钢绞线在张拉千斤顶中的工作长度在预应力钢绞线张拉伸长值计算中的应用:一般在预应力张拉时,原始记录中的伸长值,都是按千斤顶活塞的行程距离记录的,按此计算的钢绞线实测伸长值,是预应力混凝土中工作锚之前的钢绞线伸长值加钢绞线在张拉千斤顶中工作长度的伸长值之和,不是钢绞线纯在混凝土中工作长度的张拉伸长值,故在计算钢绞线张拉伸长值及张拉伸长率误差时应注意以下几个问题:⑴、计算预应力钢绞线理论伸长值时,若预应力钢绞线的计算长度已包括钢绞线在张拉千斤顶中的工作长度,就可直接用此计算的预应力钢绞线理论伸长值与按原始记录中数据计算的实测伸长值比较,来计算预应力钢绞线张拉伸长率误差。
这是施工中常用的方法。
⑵、计算预应力钢绞线理论伸长值时,若预应力钢绞线的计算长度不包括钢绞线在张拉千斤顶中工作长度,在按原始记录中数据计算出实测伸长值后,还应减钢绞线在张拉千斤顶中工作长度的伸长值,然后才能按此伸长值与预应力钢绞线理论伸长值比较,去计算预应力钢绞线张拉伸长率误差。
⑶、⑴与⑵是一次性张拉(既千斤顶一次安装分级张拉至设计控制张拉力锚固,分段读数、记录)计算方法的注意事项,但在有些情况下因为千斤顶活塞行程不足,或设计有要求,为保持同一个水平线的几个预应力孔的钢绞线的受力平衡,一束(根)钢绞线要分多次实施张拉。
分多次实施张拉,就是每张拉一级(1~2个行程),即锁定钢绞线的锚杯锚塞(亦称临时锚固),张拉千斤顶油压表回零、卸下或原位重新安装开始张拉,即为一次。
先张法此种情况较多。
这种张拉法计算实测伸长值时,是用原始记录中各次千斤顶活塞行程的距离,先计算出各次张拉伸长量,然后将各次张拉伸长量累加(初始拉力的伸长值是按规范规定推算而得)而得实测伸长值。
但计算各次张拉伸长量时,都包括了一个与该张拉级的张拉力相应的,钢绞线在张拉千斤顶中工作长度的的伸长值(该值计算见计算实例),所以在按⑴法计算时,应在按各次张拉伸长量累加(初始拉力的伸长值是按规范规定推算而得)而得的实测伸长值中,减掉不包括最后一级的其余所有各级在张拉千斤顶中工作长度的伸长值;在按⑵法计算时,应在按各次张拉伸长量累加(初始拉力的伸长值是按规范规定推算而得)而得的实测伸长值中,减掉所有各级的在张拉千斤顶中工作长度的伸长值。
66计算实例:6.1有一按先张法实施单根预应力张拉的预制桥梁梁板的张拉台座,钢绞线直径为Φj12.70mm、公称面积Ay=98.71mm2、标准强度1860Mpa、实测弹性模量Eg=2.00×105,设计张拉力为P=137.7KN,理论计算总伸长值506.80mm(钢绞线计算长度为7266 0mm,包括一个在张拉千斤顶中的工作长度),拟按设计张拉力15%、30%、60%、80%、100%的控制力分五次单端施作张拉,钢绞线在张拉千斤顶中的工作长度为600mm。
6.1.1计算实测结果:(表2)束号张拉次数第一次第二次第三次第四次第五次工作锚回缩量mm实测总伸长值mm张拉伸长率误差%占设计张拉力比例%0~15%15~30%30~60%60~80%80~100%2钢绞线伸长量mm9517433043653845182.2钢绞线预应力张拉原始记录(油表读数及张拉力略)表2实测总伸长值=538+174-95*2-4=518计算张拉伸长率误差%=2.2符合规范要求合格张拉伸长率误差(%)=(实测总伸长值-理论计算总伸长值)/理论计算总伸长值×1006.1.2固定端锚具回缩对锚固张拉力的影响,除最后一级的张拉力外,其他各级固定端锚具回缩的张拉力损失,因对钢绞线的锚固力无影响,可不予考虑,故只对最后一级的张拉力由工作锚回缩造成的张拉力损失,进行考虑,计算如下:PK=P+ΔP=137.7+1.086=138.786式中:ΔP=×C=×4=1.086由于钢绞线较长,计算出的补偿张拉力,仅占设计控制张拉力的0.79%,按要求精度考虑,亦可忽略不计,但在一般构件预应力钢绞线不长时,该补偿拉力就占设计控制张拉力的比例较大,就不容忽略了。