1、省道 311 线杨树坝至明登段公路工程项目箱梁张拉计算书包头市公路工程股份有限公司二一六年四月八日0一、工程概况 省道 311 线杨树坝至明登段公路工程， K132+406 新建中桥上部结构为320 M 预应力混凝土组合箱梁，先简支后结构连续体系，共 1 联。桥梁交角为 15，箱梁共计 27。其中中跨 9 片，边跨 18 片。正弯矩预应力钢束共有N1、N2、N3 各 2 束，正弯矩张拉孔道共计 162 孔，其中 3 束钢绞线孔道 18孔，4 束钢绞线孔道 108 孔，5 束纲绞线孔道 36 孔。2、材料机具及主要技术参数1、预制箱梁采用 C50 混凝土预制，预制箱梁混凝土达到设计强度的 90%
2、后，且混凝土龄期不小于 7d 时，方可张拉预应力钢束。2、预应力管道成型钢波绞管，孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数K=0.0015，预应力筋与孔道壁之间的摩擦系数 =0.25。3、张拉采用张拉力和伸长值双控，以钢绞线伸长量进行校核。钢绞线实际伸长值与理论伸长值的偏差控制在6%以内。4、钢绞线标准抗拉强度 fPK=1860Mpa5、锚下控制应力 K=0.75fpk=1395Mpa6、预应力筋的截面面积 Ap=140mm27、单根钢绞线张拉的张拉力 F= KAp=1395Mpa140mm2=195300N8、20 米箱梁钢绞线的张拉控制力：3 根钢绞线束：F1=3 KAp=3195.3KN=585
3、.9KN4 根钢绞线束：F1=4 KAp=4195.3KN=781.2KN5 根钢绞线束：F1=5 KAp=5195.3KN=976.5KN9、张拉机采用开封市奇力机械有限公司生产的 SK50-3 预应力自控张拉1系统，所用设备均已进行标定。10、压浆机采用开封市奇力机械有限公司生产的 ZNGS-300 型，工作压力：1.5 Mpa。三、预应力施工 (1)预应力张拉准备 a.施工顺序严格按照设计图纸要求的张拉孔道先后次序，钢束采用两端对称张拉，张拉顺序为 N1、N2、N3 号钢束，张拉完毕后及时压浆,且应在48h 内完成。b.在构件张拉部位搭设安全可靠的操作平台。 c.张拉前锚环、工作夹片、限
4、位板、千斤顶、工具锚环、工具夹片按顺序安装，并正确就位。千斤顶、锚具、管道三件对中安装并保证千斤顶与锚垫板垂直。 d.对相应需张拉构件混凝土试块进行抗压检验，预制箱梁混凝土达到设计强度的 90%后，且混凝土龄期不小于 7d 时，方可张拉预应力钢束。e.现场已具有预应力施工知识和能正确操作的施工人员及已具备确保全体操作人员设备安全的必要预防措施。 （2）预应力张拉及质量控制措施 a.当混凝土构件达到设计要求的张拉龄期、强度，实验室开具“张拉通知单” ，并经监理工程师和质检部同意后，才能进行张拉作业。 b.张拉前检查千斤顶与油泵运转是否正常，各油管接头有否泄露现象，油泵安置在可靠的地方，各油管应防
5、止过度弯折。 c.正式张拉之前在千斤顶的正面设置挡板，防止张拉机具或钢绞线弹出2伤人。 d.张拉控制力严格按设计图纸提供的数据并根据张拉标定报告进行控制。e.钢绞线束张拉顺序严格按设计图纸要求进行。 f.张拉时应使千斤顶的张拉作用线、预应力钢绞线的轴线、孔道轴线重合。 g.张拉采用两端对称张拉。采用张拉力和伸长量双控，以张拉力控制为主，张拉时应量各级荷载下的伸长值，以便测定各钢束伸长量。 h.钢束张拉程序为：0初应力 1(伸长值 a)2 倍初应力 1(伸长值 b)控制应力 k(伸长值 c)持荷 5min锚固。 i.实测伸长量按下式计算：L=c+b-2a，将实测伸长量与设计伸长量相比较，实测伸长
6、量与设计伸长量差应控制在 6%之内，否则，应查明原因并采取相应措施进行处理后方可继续张拉。 j.张拉时填写张拉记录，并由现场监理工程师签认。 k.后张预应力筋断丝及滑丝不得超过公路桥涵施工技术规范(JTG/T F50-2011）中的规定。否则应查明原因并采取相应措施后方可继续张拉。 后张预应力筋断丝、滑移限制类别 检查项目 控制数每束钢丝断丝或滑丝 1 根每束钢绞线断丝或滑丝 1 丝钢丝束、钢绞线束每个断面断丝之和不超过该断面钢丝总数的百分比 1% 3l.预应力筋在张拉控制应力达到稳定后方可锚固。预应力筋锚固的外漏长度不宜小于 30mm。锚具应用封端混凝土保护。当需长期外漏时，应采取防止锈蚀的
7、措施。一般情况下，锚固完毕并经检验合格后即可切割端头多余的预应力筋，严禁用电弧焊切割。 四、压浆封锚 1、预应力筋张拉锚固后，孔道应尽早压浆，且应在 48h 内完成。 2、孔道压浆所用材料应符合下列要求： a.水泥：采用高品质硅酸盐水泥，水泥的强度等级为 52.5，使用前进行过筛处理，保证水泥中不得含有任何团块。 b.水：应不含有对预应力筋或水泥有害的成分，每升水不得含 350mg 以上的氯化物离子或任何一种其他有机物。 c.外加剂：外加剂应与水泥具有良好的相容性，采用低含水量、流动性好、最小渗出及膨胀性等特性的外加剂，且不得含有氯盐、亚硝酸盐或其他对预应力筋有害的化学物质，外加剂的用量应通过
8、试验确定。 3、水泥浆的强度应符合设计规定，不低于 50MPa。水泥浆的技术条件应符合下列规定： a.水胶比宜为 0.260.28。 b.水泥浆的泌水率最大不得超过 3%，拌合后 3h 泌水率宜控制在 2%，泌水应在 24h 重新全部被浆吸回。 c.通过试验后，水泥浆中可掺入适量膨胀剂，但其自由膨胀率应小于10%。 4d.水泥浆稠度控制在 1418s 之间。 4、压浆前，应对孔道进行清洁处理。管道应用高压水枪冲洗以清除有害材料；对孔道内可能产生的油污等，可采用已知对预应力筋和管道无腐蚀作用的中性洗涤剂或皂液，用水稀释后进行冲洗。冲洗后，应使用不含油的压缩空气将管道内的所有积水吹出。 5、水泥浆
9、自拌制至压入孔道的延续时间不宜超过 40min。水泥浆在使用前和压注过程中应连续搅拌。对于因延迟使用所致的流动度降低的水泥浆，不得通过加水来增加其流动度。 6、压浆时，对曲线孔道应从最低点的压浆孔压入，由最高点的排气孔排气和泌水。压浆顺序宜先压注下层孔道。 7、压浆应缓慢、均匀地进行，不得中断，并应将所有最高点排气孔依次一一放开和关闭，使孔道内排气通畅。较集中和邻近的孔道，宜尽量连续完成压浆，不能连续压浆时，后压浆的孔道应在压浆前用压力水冲洗通畅。 8、压浆工艺采用一次压注法，将准备好的水泥浆按先下孔后上孔的顺序依次压入孔道，待冒浆均匀后，在压力作用下将冒浆孔塞住。 9、压浆应使用活塞式压浆泵
10、，不得使用压缩空气。压浆的压力宜为0.50.7MPa；压浆应达到孔道令一端饱满并出浆，并应达到排气孔排出与规定稠度相同的水泥浆为止。为保证管道内充满灰浆，关闭出浆口后，应保持不小于 0.5MPa 的一个稳压期，该稳压期的保持时间宜为 3-5min。 10、压浆过程中及压浆后 48h 内，结构混凝土的温度不得低于 5，否则应采取保温措施。当气温高于 35时，压浆宜在夜间进行。 11、压浆时，每一工作班应留取不少于 3 组的 40mm40mm160mm 立方体试5件，标准养护 28d，检查其抗压强度，做为质量评定的依据。12、压浆后通过检查孔抽查压浆的密实情况，如有不实，及时进行补压浆处理。 13
11、、对后张预制构件，在管道压浆前不得吊装移位，在压浆强度达到设计要求后方可移运和吊装。14、孔道压浆应填写施工记录。五、正弯矩张拉力与压力表读数钢绞线采用两端对称张拉，且应在横桥向对称均匀张拉。张拉顺序为N1、N2、N3 号钢束，张拉过程中控制 10%、20%、100%的应力。由于钢绞线为低松驰高强度钢绞线，故不进行超张拉。1、千斤顶（编号 001）张拉时：（1)、千斤顶对应油压表（编号 HC65531695599)示值回归方程：P(MPa)=0.0481F（KN）+0.1512式中：P=油压表读数（Mpa） F=千斤顶压力（KN）油压表（编号 HC65531695599)读数计算如下:油表读数
12、 P1#千斤顶张拉10%F（Mpa） 20%F（Mpa） 100%F（Mpa）F=F1（3 束） 2.96 5.79 28.33F=F1（4 束） 3.91 7.67 37.73F=F1（5 束） 4.85 9.55 47.126（2） 、千斤顶对应油压表（编号 HC65531695552)示值回归方程：P(MPa)=0.048F（KN）+0.1755式中：P=油压表读数（Mpa） F=千斤顶压力（KN）油压表（编号 HC65531695552)读数计算如下:油表读数 P1#千斤顶张拉10%F（Mpa） 20%F（Mpa） 100%F（Mpa）F=F1（3 束） 2.99 5.80 28.30
13、F=F1（4 束） 3.93 7.68 37.67F=F1（5 束） 4.86 9.55 47.052、千斤顶（编号 12600）张拉时：（1)、千斤顶对应油压表（编号 131141921)示值回归方程：P(MPa)=0.0422F（KN）-0.0076式中：P=油压表读数（Mpa） F=千斤顶压力（KN）油压表（编号 131141921)读数计算如下:油表读数 P1#千斤顶张拉10%F（Mpa） 20%F（Mpa） 100%F（Mpa）F=F1（3 束） 2.46 4.94 24.72F=F1（4 束） 3.29 6.59 32.96F=F1（5 束） 4.11 8.23 41.20（2）
14、、千斤顶对应油压表（编号 140290909)示值回归方程：P(MPa)=0.0419F（KN）-0.00227式中：P=油压表读数（Mpa） F=千斤顶压力（KN）油压表（编号 140290909)读数计算如下:油表读数 P1#千斤顶张拉10%F（Mpa） 20%F（Mpa） 100%F（Mpa）F=F1（3 束） 2.45 4.91 24.55F=F1（4 束） 3.27 6.54 32.73F=F1（5 束） 4.09 8.18 40.91六、伸长量的计算（一） 、预应力平均张拉力计算及参数（一） 、锚下控制应力 K=0.75fpk=1395Mpa（二） 、预应力筋的截面面积 Ap=14
15、0mm2（三） 、单根钢绞线张拉的张拉力 F= KAp=1395Mpa140mm2=195300N（四） 、预应力平均张拉力计算公式及参数：PZ=Pqe-(kx+ )PP=Pz1-e-(kx+ )/（kx+）式中：Pq 预应力筋张拉端的张拉力（N）Pz预应力筋张拉末端的张拉力（N）PP 预应力筋的平均张拉力（N）x 从张拉端到计算截面的孔道长度（m） 从张拉端到计算截面的曲线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，取 0.00158u 预应力筋与孔道的摩擦系数，取 0.25（二） 、预应力筋理论伸长量计算公式及参数理论伸长值 L L=PPL/(APEP)式中：L
16、L预应力筋的理论伸长值（mm）PP 预应力筋的平均张拉力（N）L 预应力筋的长度（m）EP 预应力筋的弹性模量（N/mm 2）取 1.95105pa（三） 、伸长量的计算1、20m 中跨一片预制箱梁（1） 、N1 束一端的伸长量：单根钢绞线张拉的张拉力 p=0.751860140=195300N从张拉端开始分段计算至跨中中心线：X 工作长 =0.65m；X 斜直线=6.451m；X 曲 =2.88m；X 直 =0.43m；伸长量计算如下：分段X(m) （rad）kx+ pq pz pp L工作长 0.65 0 195300 195300 195300 4.7斜直线 6.451 0 0.0096765 195300 193419 192486 45.5曲线 2.88 0.09599 0.0283175 193419 188019 185382 19.6直线 0.43 0 0.000645 188019 187898 187837 3合计 145.6
