大跨度預應力連續箱梁張拉雙控制計算

竇連輝

(山東水利工程總公司 濟南 250014)

預應力混凝土連續箱梁以其結構剛度好、行車平順舒適、外形美觀、養護簡單等優點而備受工程界歡迎，在25～100m的橋梁中，預應力連續箱梁橋已經成為非常主要的橋型之一。對于較大跨度的后張法施工的連續梁結構，預應力鋼束張拉的準確性及張拉質量事關整個結構的成敗。針對這個問題，文本以鄆城縣某橋梁工程為例，談談張拉值的計算、控制問題。

1 工程概況

鄆城縣宋江河大橋，共長90m，梁高為1.6～2.8m。箱梁配30束11×φj15.20鋼絞線、配20束7×φj15.20鋼絞線。鋼絞線采用強度級別為低松弛1860級，彈性模量Ep=1.95×105MPa，采用內徑7.5cm、9.0cm塑料波紋管留孔，采用 OVM15—11、OVM15—7系列錨具，孔道壓漿采用純水泥漿，強度C50，混凝土強度等級C50。

預應力張拉采用雙控，當預制空心梁板混凝土強度達到設計要求后，方可張拉預應力束，張拉完畢后及時壓漿。張拉控制力應為σcon=1395MPa，張拉計算:1395×140×11=2148.3kN，每束鋼絞線張拉力為2148.3kN。

預應力鋼束按對稱原則采用一端張拉。采用2套YCW—250型千斤頂，張拉順序為:在預制空心板梁兩端N7－N9→N4－N6→N1－N3→N10－N15。

伸長量的確定如下:

a.10～10%σcon量測并記錄當前狀態下千斤頂引伸量а。

b.10%σcon～105%σcon量測并記錄當前狀態下千斤頂引伸量b。

c.引伸到105%后持荷5min，鋼束伸長量b－a+c(10%σcon以下推算伸長值，c=10% ×理論伸長值)

圖1 預應力鋼束布置示意圖

2 預應力筋張拉采用應力和伸長值雙控制

在施工過程中，為確保工程質量，采用雙控制，即應力控制為主、伸長控制為輔。通過實際伸長量與理論伸長量進行校核來控制預應力鋼束張拉時的控制應力。

a.張拉程序。0～初始應力值10%σcon，量測初始伸長值 ～105%σcon(持荷5min):量測張拉伸長值。

b.預應力鋼筋張拉前，先調整到初始應力10%，停機量測缸體伸出量及工具錨夾片外露長度，然后開機張拉至105%停機，量測缸體伸出量及工具錨夾片外露長度。持荷5min，卸下千斤頂，量測工作夾片外露長度。張拉下一束。

c.實際伸長量的計算公式為

式中 b——10% ～105%σcon伸長值;

a——0% ～10%σcon內的實測伸長值;

c——初應力的推算伸長值(等于10% ×理論伸長值)。

預應力筋張拉時的控制應力，應以張拉時的實際伸長值與理論伸長值進行校核，實際伸長值與理論伸長值應控制在±6%之內。

3 預應力鋼絞線平均張拉力計算、理論伸長值計算

a.張拉力計算公式為

b.理論伸長值計算公式為

c.后張預應力鋼束理論伸長值具體計算過程如下:

? 取 k=0.0015，υ=0.23，Ep=1.95×105MPa，X=L;

? 每束公稱面積:140mm2/根，Ap=140×11=1540mm2。

d.平均張拉力計算、理論伸長值計算:

每束鋼絞線張拉力為P=1395×140×11=2148.3kN，取 k=0.0015，ν =0.17，Ep=1.95×105MPa。

每束公稱面積:140mm2/根， Ap=140×11=1540mm2。

? N1∶L=90.97m。

曲線區弧度和為

平均張拉力為

理論伸長值為

? N2∶L=90.937m。按N1步驟類推得:

曲線區弧度和為Q=0.321140577;平均張拉力為Pp=1955.599312kN;理論伸長值為ΔL=0.5922m。

? N3∶L=90.907m。

曲線區弧度和為Q=0.279252678;平均張拉力為Pp=1962.39922kN;理論伸長值為ΔL=0.594m。

? N4∶L=91.012m。

曲線區弧度和為Q=0.439822969;平均張拉力為Pp=1936.519504kN;理論伸長值為ΔL=0.587m。

? N5∶L=90.972m。

曲線區弧度和為Q=0.39444441;平均張拉力為Pp=1943.801167kN;理論伸長值為ΔL=0.589m。

? N6∶L=90.937m。

曲線區弧度和為Q=0.349065849;平均張拉力為Pp=1951.112076kN;理論伸長值為ΔL=0.591m。

? N7∶L=91.062m。

曲線區弧度和為Q=0.478220213;平均張拉力為Pp=1930.364812kN;理論伸長值為ΔL=0.585m。

? N8∶L=91.017m。

曲線區弧度和為Q=0.432841654;平均張拉力為Pp=1937.621644kN;理論伸長值為ΔL=0.587m。

? N9∶L=90.976m。

曲線區弧度和為Q=0.387463092;平均張拉力為Pp=1944.909907kN;理論伸長值為ΔL=0.589m。

? N10～N15∶L=29.1m。

每束鋼絞線張拉力為1302×140×7=1275.96kN;每束公稱面積為140mm2/根，Ap=140×7=980mm2;平均張拉力為Pp=1248.317277kN;理論伸長值為ΔL=0.19m。

4 伸長值

伸長值符在6%范圍內，見表1、表2。

表1 伸長率范圍

表2 張 拉 力 值 單位:kN

圖2 鋼束N1例張拉力與油表讀數對應圖

5 結語

在實際施工過程中要密切注意各種數值的變化，認真核對實際伸長值數據，在計算工作長度時，要充分考慮千斤頂及錨具范圍內的鋼絞線長度。對實際伸長值的測量要準確，避免因讀數錯誤引起誤差，實際伸長量與理論伸長量相差較大時，要暫停張拉，對其進行檢查分析，找出原因，不可輕易盲目地修改參數，以保證預應力的施加更加準確，確保構件質量。