公路桥梁预应力精细化施工讲解151

公路桥梁梁预应力力精细化化施工2017.0701预应力筋筋理论伸伸长值计计算02预应力施施工材料料机具03管道安装装与锚垫垫板预埋埋04预应力筋筋制作及及穿束05后张预应应力筋张张拉施工工06预应力孔孔道压浆浆与封锚锚07后张预应应力施工工质量检检验08后张预应应力施工工安全环环保前言言预应力混混凝土现现浇结构构和预制制构件分分为先张张法和后后张法两两种预应应力施工工方法。。先张法法是指在在浇筑混混凝土施施工前张张拉预应应力筋，，并将张张拉的预预应力筋筋临时固固定在台台座上，，然后再再浇筑混混凝土，，在混凝凝土强度度达到规规定值后后，切割割预应力力筋的施施工方法法，一般般用于小小型预制制混凝土土工程的的施工；；后张法法预应力力工程是是指先浇浇混凝土土并预留留预应力力筋孔道道的位置置，待混混凝土强强度达到到规定值值后再张张拉预应应力筋，，并用锚锚具进行行锚固的的施工方方法，一一般用于于大型预预制混凝凝土以及及现浇混混凝土结结构工程程的施工工。国内内公路桥桥梁预应应力施工工主要以以后张法法为主，，采用最最为广泛泛的预应应力筋材材料是1×7-15.20-1860-GB/T5224-2014标准准型预应应力钢绞绞线。本课件根据《公公路桥涵涵施工技技术规范范》（JTG/TF50-2011）、、《公路路工程质质量检验验评定标标准》（JTGF80/1-2004）和《公路路工程施施工安全全技术规规范》(JTGF90-2015)中的有关关要求，，重点针针对后张张法张拉拉施工工工艺和施施工控制制，内容包括括：后张张法预应应力施工工的①理理论伸长长值计算算、②②施工材材料机具具、③③管道安安装与锚锚垫板预预埋、④④力筋筋制作及及穿束、、⑤张张拉施工工、⑥⑥孔道压压浆与封封锚、⑦⑦施工工质量检检验、⑧⑧施工工安全环环保等，，旨在精确确控制有有效预应应力的大大小及其其不均匀匀度，提提高公路路桥梁预预应力张张拉施工工质量，，使公路路桥梁预预应力施施工规范范化、精精细化。。由于对预预应力施施工技术术的研究究还不够够深入，，加之水水平和时时间有限限，本文文有些内内容还有有待进一一步深入入研究，，错误与与纰漏在在所难免免，恳请请使用本本文的各各方予以以指正并并提出宝宝贵意见见，以便便继续研研究与探探讨，不不断地完完善。公路桥梁梁预应力力精细化化施工系系列课件件目录录公路桥梁梁预应力力精细化化施工系系列课件件01预应力筋筋理论伸伸长值计计算02预应力施施工材料料机具03管道安装装与锚垫垫板预埋埋04预应力筋筋制作及及穿束05后张预应应力筋张张拉施工工06预应力孔孔道压浆浆与封锚锚07后张预应应力施工工质量检检验08后张预应应力施工工安全环环保后张法预预应力钢钢绞线理理论伸长长值计算算2017年7月公路桥梁预预应力精细细化施工系系列之一01预应力筋理理论伸长值值计算02预应力施工工材料机具具03管道安装与与锚垫板预预埋04预应力筋制制作及穿束束05后张预应力力筋张拉施施工06预应力孔道道压浆与封封锚07后张预应力力施工质量量检验08后张预应力力施工安全全环保返回目录后张法预应应力钢绞线线理论伸长长值计算一、理论伸伸长值计算算公式《公路桥涵施施工技术规规范》（JTG/TF50-2011）第7.6.3条规定：预预应力筋的的理论伸长长值△LL（mm）可按下列列公式计算算：胡克定律（（由17世纪英国物物理学家罗罗伯特.胡克于1678年提出，也也被称为郑郑玄-胡克定律，，早于胡克克1500年前东汉的的经学家和和教育家郑郑玄（公元元127-200）为《考工记·马人》一文的“量量其力，有有三钧”一一句作注解解时已正确确地提示了了力与形变变成正比的的关系）曾曾译为虎克克定律，是是力学弹性性理论中的的一条基本本定律，表表述为：固固体材料受受力之后，，材料中的的应力与应应变（单位位变形量））之间成线线性关系，，即：单位位伸长（或或缩减）量量（应变））在常系数数E（称为弹性性模量）下下，与拉（（或压）应应力σ成正比例，，即：F=-k··x或△F=-k··Δx公路桥梁预预应力精细细化施工系系列之一后张法预应应力钢绞线线理论伸长长值计算二、符号及及取值1△LL——预应力筋的的理论伸长长值，mm直线筋直接接计算；对对于多曲线线组成的曲曲线预应力力筋，或由由直线与曲曲线混合组组成的预应应力筋，其其伸长值宜宜分段计算算，然后叠叠加。2PP——预应力筋的的平均张拉拉力，N当预应力筋筋为直线筋筋且无摩阻阻影响时，，取张拉端端的拉力，，即PP=P；两端张拉拉的曲线筋筋，预应力力筋平均张张拉力按《公路桥涵施施工技术规规范》（JTG/TF50-2011）附录C1给定的公式式计计算算。公路桥梁预预应力精细细化施工系系列之一后张法预应应力钢绞线线理论伸长长值计算二、符号及及取值3L———预应力筋的的长度，mm张拉前工具具锚中工具具夹片小端端到对称面面工具锚中中工具夹片片小端的长长度。对于多曲线线组成的曲曲线预应力力筋，或由由直线与曲曲线混合组组成的预应应力筋，预预应力筋的的长度应分分别计算。。曲线段预应应力筋长度度按公式Li=Ri×θi计算，式中中，Ri为该曲线段段的起弯半半径（mm）；θi为该曲线段段的切线夹夹角（rad)。工具锚材料料为刚度硬硬度较高的的锰钢，是是张拉过程程中作为张张拉锚固工工具形式使使用的，在在千斤顶后后面，内含含工具夹片片，精度较较高，牙型型较深，制制作工艺复复杂，体积积较大些，，跟千斤顶顶是一个整整体，可多多次开合工工作，反复复使用。工作锚材料料一般是铸铸铁件，硬硬度刚度相相对较低，，是参与永永久受力的的预应力筋筋锚固件，，用在锚垫垫板上，张张拉施工前前套在钢绞绞线上使钢钢绞线强制制分根，仅仅可单次锁锁紧，不可可重复使用用,直接一次性性留在梁体体上。公路桥梁预预应力精细细化施工系系列之一后张法预应应力钢绞线线理论伸长长值计算二、符号及及取值4AP——预应力筋的的截面面积积，mm²一般设计采采用1×7-15.20-1860-GB/T5224-2014标准型预应应力钢绞线线，根据《预应力混凝凝土用钢绞绞线》（GB/T5224-2014），，其其公公称称截截面面面面积积为为140mm²²。实际际计计算算时时可可采采用用公公称称截截面面面面积积140mm²²，也也可可采采用用实实测测值值。。5EP———预应应力力筋筋的的弹弹性性模模量量，，N/mm²²一般般设设计计采采用用1××7-15.20-1860-GB/T5224-2014标准准型型预预应应力力钢钢绞绞线线，，根根据据《预应应力力混混凝凝土土用用钢钢绞绞线线》（GB/T5224-2014），，其其弹弹性性模模量量为为（（195±±10）GPa，即即为为（（1.95±±0.10）×105N/mm²²。力学学单单位位换换算算1GPa=1000Mpa=1000N/mm²²。实际际计计算算时时，，对对预预应应力力钢钢绞绞线线用用量量较较少少的的一一般般桥桥梁梁工工程程，，可可采采用用1.95××105N/mm²²；对对于于对对特特大大桥桥、、大大桥桥或或重重要要桥桥梁梁工工程程，，应应采采用用测测定定值值。。公路路桥桥梁梁预预应应力力精精细细化化施施工工系系列列之之一一后张张法法预预应应力力钢钢绞绞线线理理论论伸伸长长值值计计算算二、、符符号号及及取取值值6P————预应应力力筋筋张张拉拉端端的的张张拉拉力力，，NP=AP·σσcon，σcon为张张拉拉端端控控制制应应力力（（MPa），，包包括括预预应应力力损损失失值值。。在在分分段段计计算算时时，，第第一一计计算算段段即即锚锚下下张张拉拉控控制制应应力力，，一一般般设设计计规规定定σcon=0.75fPK，式式中中fPK为钢钢绞绞线线公公称称抗抗拉拉强强度度（（MPa），，一一般般设设计计采采用用1××7-15.20-1860-GB/T5224-2014标准准型型预预应应力力钢钢绞绞线线，，根根据据《预应应力力混混凝凝土土用用钢钢绞绞线线》（GB/T5224-2014），，fPK=1860MPa，即即σcon=1395MPa，每每根根钢钢绞绞线线的的张张拉拉端端的的张张拉拉力力P=140××1395=195300N。在预预应应力力筋筋伸伸长长值值分分段段计计算算中中,为计算各各分段张张拉端的的张拉力力，另外外须引入入一个概概念：终点张拉拉力PZ，即下一一计算段段张拉端端的张拉拉力，根根据前述述公式推推算可知知:公路桥梁梁预应力力精细化化施工系系列之一一后张法预预应力钢钢绞线理理论伸长长值计算算二、符号号及取值值7e——自然常数数，约为为2.71828，在EXCEL中以“EXP()”表示。8χ───从张拉端端至计算算截面的的孔道长长度，m分段计算算的曲线线筋，χ为上一段段末至计计算截面面的孔道道长度。。9θ———从张拉端端至计算算截面曲曲线孔道道部分切切线的夹夹角之和和，rad1切线的夹夹角，是是指两条条切线的的外角，，即两条条切线的的弦切角角和，对对于圆曲曲线来说说，也等等于该段段曲线的的圆心角角。2对于包含含竖弯和和平弯的的曲线段段，切线线的夹角角之和θ，不是一一般理解解的各个个夹角相相加的，，而应按按空间曲曲线计算算，《混凝土土结构构设计计规范范(2015版)》（GB50010-2010）第10.2.4条规定定：对对按抛抛物线线、圆圆弧曲曲线变变化的的空间间曲线线及可可分段段后叠叠加的的广义义空间间曲线线，夹夹角之之和θ可按下下列近近似公公式计计算：：公路桥桥梁预预应力力精细细化施施工系系列之之一后张法法预应应力钢钢绞线线理论论伸长长值计计算二、符符号及及取值值9θθ———从张拉拉端至至计算算截面面曲线线孔道道部分分切线线的夹夹角之之和，，rad3该切线线的夹夹角之之和θ为弧度度（rad），当设计计给出出的是是切线线的弯弯起角角α（也就是弦弦切角角，单单位°）时，，应按按公式式“θ=2α××π/180””换算；；当设设计给给出弧长长L、圆弧弧半径径R时，应应按公公式““θ=L/R”计算；；当设设计给给出的的是水水平距距离x、竖向向距离离y及圆曲曲线半半径R时，应应按公公式““θ=2arctan(y/x)””计算。。当设计计给出出弧长长L、圆曲曲线半半径R以及水水平距距离x、竖向向距离离y时，考考虑预预应力力孔道道曲线线布置置是以以孔道道坐标标控制制的，，因此此，切切线的的夹角角之和和θ应按公公式““θ=2arctan(y/x)””计算。。公路桥桥梁预预应力力精细细化施施工系系列之之一后张法法预应应力钢钢绞线线理论论伸长长值计计算二、符符号及及取值值10κκ───孔道每每米局局部偏偏差对对摩擦擦的影影响系系数μ———预应力力筋与与孔道道壁的的摩擦擦系数数对不同同管道道成型型方式式，尽尽管《公路桥桥涵施施工技技术规规范》（JTG/TF50-2011）附录录C1中给出出了系系数κ及μ值，设设计也也通常常注明明伸长长量计计算参参数κ、μ的取值值，但但施工工时，，应根根据实实测值值进行行计算算，实实测值值需注注意消消除非非线性性影响响。κ、μ的测试试计算算见““四、、预应应力损损失的的测试试”。。公路桥桥梁预预应力力精细细化施施工系系列之之一后张法法预应应力钢钢绞线线理论论伸长长值计计算三、理理论伸伸长值值的简简单计计算与与精确确计算算1进行理理论伸伸长值值简单单计算算时，，即各各曲线线段的的切线线的夹夹角之之和θ相加，，从张张拉端端至计计算截截面的的孔道道长度度χ即为预预应力力筋的的长度度L，计算算出平平均张张拉力力PP，采用用公式式一一次次计算算整根根钢束束的伸伸长值值。该该方法法计算算结果果与精精确计计算偏偏差不不大（（根据据孔道道曲线线复杂杂程度度有所所不同同，一一般在在2%以下），可可用于快速速计算，实实际计算时时不采用。。2对于多曲线线组成的曲曲线预应力力筋，或由由直线与曲曲线混合组组成的预应应力筋，理理论伸长值值须进行精精确计算，，分段计算算伸长值，，然后叠加加，各计算算段θ为计算曲线线段切线的的夹角之和和，χ为计算段孔孔道长度。。3计算时必须须保证各参参数单位的统一一。注意两端端张拉与一一端张拉在在计算伸长长量中的差差别，两端端张拉伸长长量的计算算以跨中为为界，应考考虑双倍的计算算值；一端张拉拉应的以锚锚固端为界界，依次分分段计算，，然后汇总总求和。公路桥梁预预应力精细细化施工系系列之一后张法预应应力钢绞线线理论伸长长值计算三、理论伸伸长值的简简单计算与与精确计算算4梁端预应力力筋通常包包含平弯和和竖弯，且且起止点不不在同一断断面上，预预应力筋理理论伸长值值精确计算算时，分段段较为复杂杂，预应力力钢束的平平弯比竖弯弯小很多，，对预应力力损失影响响不大，由由于平弯而而引起的损损失在预应应力的储备备中能消化化掉，在实实际计算过过程中，不不考虑平弯弯影响，这这样的精度度在桥梁设设计中应该该能满足工工程的精度度需求。真真正在桥梁梁设计中，，无论采用用平面杆系系还是空间间理论软件件计算时都都无需输入入平弯参数数，如桥博博等都是平平面程序，，刚束的横横向分布并并不考虑，，横向上形形状相同的的钢束就这这样通过束束数合并在在一起了，，充其量在在施工验算算时根据施施工图中的的平弯参数数带入原文文件进行验验算一下。。有些桥梁的的预应力钢钢束的平弯弯可能比竖竖弯更多，，对预应力力损失影响响更大，所所以不是所所有的预应应力都不考考虑平弯影影响的！公路桥梁预预应力精细细化施工系系列之一后张法预应应力钢绞线线理论伸长长值计算四、预应力力损失的测测试（一）一般般规定1管道摩擦阻阻力和锚圈圈口摩擦阻阻力估算的的准确度直直接影响到到梁板的起起拱度和结结构使用的的安全。因因此需进行行现场试验验以求得可可靠的管道道摩擦系数数和管道偏偏差系数以以及准确评评价锚圈口口摩擦损失失，以合理理确定实际际的预应力力损失值。。2预制梁生产产前和生产产期间，每每500片梁板应进进行一次管管道和锚圈圈口摩阻测测试且每个个梁场的管管道和锚圈圈口摩阻测测试不应少少于2次；连续梁梁桥、连续续刚构桥每每座桥梁管管道和锚圈圈口摩阻测测试不宜少少于2次，每次不不宜少于5孔。3扁锚的锚圈圈口摩阻测测试应根据据扁锚的类类型和孔位位的布置对对每个孔位位的锚圈口口摩阻均应应进行测试试。公路桥梁预预应力精细细化施工系系列之一后张法预应应力钢绞线线理论伸长长值计算四、预应力力损失的测测试（一）一般般规定4预应力管道道和锚圈口口摩阻的测测试方法参参见《公路桥涵施施工技术规规范》（JTG/TF50-2011）附录C2和《预应力筋用用锚具、夹夹具和连接接器》（GB／T14370-2015）附录D。5管道摩阻测测试得的到到局部偏差差影响系数数κ值和管道摩摩擦系数μ值应与设计计值进行比比较，必要要时应由设设计方根据据测试反馈馈结果对张张拉控制应应力进行调调整。公路桥梁预预应力精细细化施工系系列之一后张法预应应力钢绞线线理论伸长长值计算四、预应力力损失的测测试（二）锚圈圈口摩阻损损失的测试试1张拉端锚具具处的预应应力筋由孔孔道伸入喇喇叭管时将将有一个转转角，安装装锚具后再再次出现一一个转角，，因而张拉拉时在转角角处均会产产生摩擦损损失；当采采用限位自自锚张拉工工艺时，尚尚存在由于于夹片逆向向刻划预应应力筋而引引起张拉应应力的损失失，这些损损失统称为为锚口摩阻阻损失。锚锚具的锚口口摩阻损失失率不宜大大于6%。2锚口摩阻损损失集中在在锚圈口，，直接降低低了预应力力混凝土结结构或构件件的有效预预应力，所所以应设法法降低该值值，且应计计入设计计计算中。锚锚口摩阻损损失的大小小应由生产产厂通过产产品体系试试验获得并并明示，如如果实际测测试所得的的锚口摩阻阻损失率大大于6%，应通过设设计单位，，并应由设设计人员对对设计结果果进行验算算确认或调调整张拉控控制应力。。公路桥梁预预应力精细细化施工系系列之一后张法预应应力钢绞线线理论伸长长值计算四、预应力力损失的测测试（二）锚圈圈口摩阻损损失的测试试3锚圈口摩阻阻的测试宜宜在张拉台台座上进行行，现场无无张拉台座座时应在现现场制作较较短的试验验构件，见见图4-1。构件内波波纹管的长长度较短且且为直线形形状，基本本可忽略管管道摩擦的的影响。扁扁锚上的每每个孔位原原则上均应应单独进行行锚圈口摩摩阻测试，，扁锚上孔孔位对称时时，可只测测试一半的的孔位锚圈圈口摩阻。。说明：1——预应力力筋；2、17——工具锚锚；3——施工用用张拉千斤斤顶；4、15——对中垫垫圈；5——主动端端荷载传感感器；6——限位板板；7——试验锚锚具；8——锚垫板板；9——螺旋筋筋；10——砼承压构件；；11——预应力力筋孔道；；12——台座；；13——钢质约约束环；14——被动端端荷载传感感器；16——加载用用千斤顶。图4-1锚圈口摩阻阻损失试验验装置示意意图公路桥梁预预应力精细细化施工系系列之一后张法预应应力钢绞线线理论伸长长值计算四、预应力力损失的测测试（二）锚圈口摩阻阻损失的测测试4两端为锥形形锚时的测测试步骤（1）两端同时时充油，油油表数值均均保持4MPa；然后将甲甲端封闭作作为被动端端，乙端作作为主动端端，张拉至至控制吨位位。设乙端端控制吨位位为Na时，甲端相相应吨位为为Nb，则，锚圈圈口摩阻力力：No=Na—Nb；克服锚圈口口摩阻力的的超张拉系系数：测试反复进进行3次，取平均均值。（2）乙端封闭闭，甲端张张拉，同样样按上述方方法进行3次，取平均均值。（3）两次的No和no平均值，再再予以平均均，即为测测定值。公路桥梁预预应力精细细化施工系系列之一后张法预应应力钢绞线线理论伸长长值计算四、预应力力损失的测测试（二）锚圈口摩阻阻损失的测测试5试验要求（1）试验时应应避免预应应力筋在管管道处产生生摩擦，预预留管道的的内径应比比锚垫板小小口内径稍稍大。（2）应避免预预应力筋在在被动端产产生摩擦，，被动端的的钢质约束束环内径应应比锚垫板板小口内径径稍小。（3）试验加载载速度不宜宜大于200MPa/min。（4）试验时应应分别按0.75fPK和0.80fPK进行分级张张拉，每级级持荷时间间不应少于于1min，每级持荷荷时均应量量测两端荷荷载传感器器的读数。公路桥梁预预应力精细细化施工系系列之一后张法预应应力钢绞线线理论伸长长值计算四、预应力力损失的测测试（二）锚圈口摩阻阻损失的测测试6摩阻损失率率计算（1）应按下式式分别计算算荷载为0.75fPK和0.80fPK时的锚口摩摩阻损失率率，取其平平均值作为为该组装件件的锚圈口口摩阻损失失率：（2）应取3个组装件的的锚口摩阻阻损失率的的平均值作作为该规格格锚具的锚锚口摩阻损损失率。公路桥梁预预应力精细细化施工系系列之一后张法预应应力钢绞线线理论伸长长值计算四、预应力力损失的测测试（三）孔道摩阻损损失的测试试1管道摩阻的的损失主要要由管道的的弯曲和管管道偏差两两部分影响响所产生，，对于直线线管道，由由于施工中中位置偏差差和管道不不光滑等原原因，在预预应力筋张张拉时，局局部孔壁仍仍将与预应应力筋接触触而引起摩摩擦损失，，即为管道道偏差影响响，其数值值较小。对对于弯曲部部分的管道道，除存在在上述管道道偏差影响响之外，还还存在管道道弯转，预预应力对管管道内壁径径向压力所所引起的摩摩擦损失，，即弯道影影响摩擦损损失，其数数值较大。。2测试步骤（1）梁的两两端装千千斤顶后后同时充充油，保保持一定定数值（（约4MPa）。（2）甲端封封闭，乙乙端张拉拉。张拉拉时分级级升压，，直至张张拉控制制应力。。如此反反复进行行3次，取两两端压力力差的平平均值。。（3）仍按上上述方法法，但乙乙端封闭闭，甲端端张拉，，取两端端3次压力差差的平均均值。（4）将上述述两次压压力差平平均值再再次平均均，即为为孔道摩摩阻力的的测定值值。如两两端为锥锥形锚，，上述测测定值应应扣除锚锚圈口摩摩阻力。。公路桥梁梁预应力力精细化化施工系系列之一一后张法预预应力钢钢绞线理理论伸长长值计算算四、预应应力损失失的测试试（四）μ值和κ值的确定定1公式推导导根据公式式a、b、c、推导可得得：可求得的的值值，以a表示。公路桥梁梁预应力力精细化化施工系系列之一一后张法预预应力钢钢绞线理理论伸长长值计算算四、预应应力损失失的测试试（四）μ值和κ值的确定定2实际工程程中，同同一类型型管道成成型方式式，应对对两个不不同孔道道进行摩摩阻力测测试，得得到的孔孔道摩阻阻力PS和相应的的预应力力筋张拉拉控制应应力P分别计算算出a₁、a₂，建立方方程组如如下：将已知孔孔道的xi和θi代入方程程组计算算确定μ值和κ值。公路桥梁梁预应力力精细化化施工系系列之一一后张法预预应力钢钢绞线理理论伸长长值计算算四、预应应力损失失的测试试（四）μ值和κ值的确定定3为简化计计算，根根据《公路桥涵涵施工技技术规范范》（JTG/TF50-2011）附录C2，不同类类型管道道成型方方式，孔孔道每米米局部偏偏差对摩摩擦的影影响系数数κ值为定值值，预应应力筋与与孔道壁壁的摩擦擦系数μ。可以进进行一次次孔道摩摩阻力测测试得到到的孔道道摩阻力力和相应应的预应应力筋张张拉控制制应力分分别计算算出a，将已知知孔道的的k、χ、θ代入公式式，，计算算μ值。桥规附录录C2系数κ及及μ值表表公路桥梁梁预应力力精细化化施工系系列之一一管道成型方式κμ钢绞线螺纹钢筋预埋铁皮管道0.00300.350.40预埋钢管0.00100.25—预埋金属波纹管0.00150.20～0.250.50预埋塑料波纹管0.00150.14～0.170.45后张法预预应力钢钢绞线理理论伸长长值计算算四、预应应力损失失的测试试（四）测测试计算算实例1孔道摩阻阻力测试试计算次序甲端千斤顶乙端千斤顶孔道摩阻力（kN）孔道摩阻力平均值（kN）张拉力平均值（kN）表读数（MPa）张拉力（kN）表读数（MPa）张拉力（kN）甲端张拉1261141.934977.77164.16164.25174.4951144.69226.51163.893.5955.55208.343251098.014977.77120.24乙端张拉14970.77261155.5184.73184.7424.2965.55261175.5209.9534973.7725.51133.3159.53公路桥梁梁预应力力精细化化施工系系列之一一后张法预预应力钢钢绞线理理论伸长长值计算算四、预应应力损失失的测试试（四）测试计算算实例2孔道摩擦擦系数的的（简化化）计算算（1）计算a:(kx+μμθ)值由上表测测试计算算可知：：P=1144690（N）、Ps=174495（N）根据公式式：Ps=P-P（1-e-a)*e-a)/a通过EXCEL规划求解解计算得得：a:(kx+μμθ)值=0.1106（2）计算μ值已知：k=0.0015、x=40、θ=0.31通过公式式μ=(a-k*x)/θ计算得：：μ=0.16323公路桥梁梁预应力力精细化化施工系系列之一一后张法预预应力钢钢绞线理理论伸长长值计算算五、理论论伸长值值EXCEL计算实例例以某支架架现浇箱箱梁腹板板束W1为例，钢钢束布置置见图F2-1和F2-2，钢束长长度及引引伸量见见下表：：纵向预应应力钢束束长度及及引伸量量设计文件件标明：：腹板钢束束采用13-Φs15.2钢绞线，，EP=1.95×105MPa，fPK=1860MPa，锚下张张拉控制制应力σcon=0.75fPK。预应力采采用张拉拉力和张张拉伸长长量双控控，以张张拉力为为主。表表中钢束束伸长量量仅计算算至锚下下，伸长长量计算算参数κ、μ分别取0.17和0.0015，施工时时应根据据实测值值进行计计算，实实测值需需注意消消除非线线性影响响，并已已计入10%的初始张张拉力产产生的伸伸长量。。钢束编号钢束类型锚具波纹管类型设计张拉力（KN）设计长度（cm）下料长度（cm）左端引伸量（cm）右端引伸量（cm）锚具类型套数W1Φs15.2-1315-1312Φ内902520.88963.89163.8280.1280.1公路桥梁梁预应力力精细化化施工系系列之一一后张法预预应力钢钢绞线理理论伸长长值计算算五、理论论伸长值值EXCEL计算实例例（一）复复核计算算1在预应力力施工前前，首先先应采用用材料标标准值、、设计提提供参数数及规范范参考值值，按设设计计算算方法，，进行理理论伸长长值的复复核性计计算。2复核计算算的分段段长度应应与设计计分段长长度一致致，并注注意设计计伸长值值计算是是否计入入工作段段长度。。3将计算结结果与设设计伸长长值对比比，确定定计算方方法正确确无误后后，方可可进行理理论伸长长值计算算。（二）施施工计算算1理论伸长长值的施施工计量量时，AP、EP、fPK、κ、μ各参数均均应采用用实测值值。2设计同时时给出弧弧长L、圆曲线线半径R、水平距距离x、竖向距距离y，考虑预预应力孔孔道曲线线布置是是以孔道道坐标控控制的，，因此，，切线的夹夹角之和和θ应按公式式“θ=2arctan(y/x)”计算。3伸长值计计算时，，必须按按千斤顶顶及工具具锚的实实测值，，计算工工作长度度的伸长长值。公路桥梁梁预应力力精细化化施工系系列之一一后张法预预应力钢钢绞线理理论伸长长值计算算五、理论论伸长值值EXCEL计算实例例（三）预预应力钢钢绞线理理论伸长长值EXCEL计算表3预应力钢钢绞线理理论伸长长值EXCEL计算表公路桥梁梁预应力力精细化化施工系系列之一一返回目录录公路桥梁梁预应力力施工材材料机具具陆凤翚▪▪江苏旭旭方工程程咨询监监理有限限公司2017年7月公路桥梁梁预应力力精细化化施工系系列之二二01预应力筋筋理论伸伸长值计计算02预应力施施工材料料机具03管道安装装与锚垫垫板预埋埋04预应力筋筋制作及及穿束05后张预应应力筋张张拉施工工06预应力孔孔道压浆浆与封锚锚07后张预应应力施工工质量检检验08后张预应应力施工工安全环环保返回目录录公路桥梁梁预应力力施工材材料机具具一、预应应力筋1公路桥涵涵预应力力混凝土土结构主主要采用用钢丝、、钢绞线线和螺纹纹钢筋（（精轧螺螺纹钢筋筋）三大大类产品品作为预预应力筋筋。最常常用的是是用于纵纵向预应应力的钢钢绞线和和用于竖竖向预应应力的精精轧螺纹纹钢筋。。2预应力筋进场场时应分批验验收，验收时时，除应核对对其质量证明明书、包装、、标志和规格格进行外观质质量检查外，，尚须委托有有相应资质的的公路工程试试验检测机构构按照下列规规定进行检验验。（1）钢绞线：钢绞绞线检验项目目、检验频次次、取样数量量与质量要求求见表1。检验结果中中有一项不合合格，则不合合格盘报废，，并再从未试试验过的钢绞绞线中取双倍倍数量的试件件做该不合格格项的复验，，如仍有一项项不合格，则则该批钢绞线线为不合格。。公路桥梁预应应力精细化施施工系列之二二公路桥梁预应应力施工材料料机具一、预应力筋筋表1钢绞线检验项项目、频次、、取样数量与与质量要求注：1.合同批为一个个订货合同的的总量；2.样品应分别从从3盘的每（任））盘任一端端端部正常部位位截取；如每批少于3盘，则应逐盘盘取样进行上上述检验。公路桥梁预应应力精细化施施工系列之二二检验项目取样数量抽验项目频次性能和质量要求1.外观3根1.1m/每批每批≤60t同厂家、同规格、同品种、同批号钢绞线符合《预应力混凝土用钢绞线》（GB/T5224-2014）2.外形尺寸3.抗拉强度4.最大力总伸长率5.钢绞线伸直性6.弹性模量7.应力松弛性能1根1.5m/每合同批公路桥梁预应应力施工材料料机具一、预应力筋筋（2）精轧螺纹钢筋筋：精轧螺纹纹钢筋检验项项目、检验频频次、取样数数量与质量要要求见表2。拉伸试验结结果中有一项项不合格，则则需另取双倍倍数量的试件件重做各项试试验，如仍有有一项不合格格，则该批钢钢筋为不合格格。表2精轧螺纹钢筋筋检验项目、、频次、取样样数量与质量量要求注：《公路桥桥涵施工技术术规范》（JTG/TF50-2011）7.2.2条规定检验批批不大于100t，《预应力混混凝土用螺纹纹钢筋》（GB/T20065-2016）9.2条规定检验批批不大于60t，这里按每批批不大于60t执行。公路桥梁预应应力精细化施施工系列之二二检验项目取样数量抽验项目频次质量要求1.表面质量2根0.55～0.60m/每批

每批≤60t，每增加40t增加一个拉伸试验，产品应为同厂家、同规格、同品种、同批号精轧螺纹钢筋符合《预应力混凝土用螺纹钢筋》（GB/T20065-2016）2.拉伸试验3.松弛试验公路桥梁预应应力施工材料料机具一、预应力筋筋3预应力筋的实实际强度不得得低于现行国国家标准的规规定。预应力力筋的试验方方法应按现行行国家标准的的规定执行，，用作拉伸试试验的试件不不允许做任何何形式的加工工。4对特大桥、大大桥或高速公公路、一级公公路、国防公公路及城市附附近交通繁忙忙公路上等的的重要桥梁工工程中使用的的钢绞线和螺螺纹钢筋，进进场时应严格格按上述规定定进行检验；；对预应力材材料用量较少少（不足正常常验收批的20%）的一般桥梁梁工程（二级级及二级以下下等级公路中中的中、小桥桥，且设计无无特殊要求的的桥梁工程）），其预应力力筋的力学性性能，可仅进进行抗拉强度度检验，或由由厂家提供力力学性能试验验报告。环境应该在订订货中采用防防锈包装。公路桥梁预应应力精细化施施工系列之二二公路桥梁预应应力施工材料料机具一、预应力筋筋5预应力筋应保保持清洁，在在存放和搬运运过程中应避避免使其产生生机械损伤和和有害的锈蚀蚀。进场后的的存放时间不不宜超过6个月，且宜存存放于干燥、、防潮、通风风良好、无腐腐蚀气体和介介质的仓库中中，露天及现现场存放时应应在地面上架架设枕木，严严禁与潮湿地地面直接接触触，并加盖篷篷布或者搭盖盖防雨棚，尽尽量缩短存放放期限，特殊殊环境应该在在订货中采用用防锈包装。。预应力筋表面面的轻微浮锈锈不影响使用用，但锈蚀成成目视可见的的“麻坑”影影响其力学性性能时，严禁禁使用。注：《预应力混凝土土用钢绞线》（GB／T5224-2014）7.3.3条规定：允许许钢绞线表面面有轻微浮锈锈。表面不能能有目视可见见的锈蚀凹坑坑。公路桥梁预应应力精细化施施工系列之二二公路桥梁预应应力施工材料料机具二、锚具、夹夹具和连接器器1预应力筋锚具具、夹具和连连接器应按设设计规定采用用，并应具有有可靠的锚固固性能、足够够的承载能力力和良好的适适用性，应能能保证充分发发挥预应力筋筋的强度，并并安全地实现现预应力张拉拉作业。2锚具应满足分分级张拉、补补张拉以及放放松预应力的的要求；应具具有单根张拉拉和整束张拉拉的性能要求求；夹片式锚锚具应具有防防松性能；锚锚具的锚口摩摩擦损失率不不宜大于6%。用于后张的的锚具或其附附件上应设置置压浆孔或排排气孔，压浆浆孔应有足够够的截面面积积，以保证浆浆液的畅通。。3夹具应具有良良好的自锚性性能、松锚性性能和安全的的重复使用性性能（可重复复使用的次数数不应小于300次），具有良良好的防锈性性能。需敲击击才能松开的的夹具，必须须保证其对预预应力筋的锚锚固没有影响响，且对操作作人员的安全全不造成危险险。4用于后张法的的永久性预应应力筋连接器器，必须符合合锚具的性能能要求；用于于先张法的临临时性预应力力筋连接器，，必须符合夹夹具的性能要要求。公路桥梁预应应力精细化施施工系列之二二公路桥梁预应应力施工材料料机具二、锚具、夹夹具和连接器器5锚垫板应具有有足够的强度度和刚度，且且宜设置锚具具对中止口以以及压浆和排排气孔，压浆浆孔的内径不不宜小于20mm。与锚具或连连接器配套的的锚垫板和局局部加强钢筋筋，在规定的的局部承压试试件尺寸及混混凝土强度下下，应满足传传力性能要求求。传力性能是指指：通过传力力性能试验检检验预应力从从锚具通过垫垫板传递到混混凝土结构时时的局部承压压区的性能，，实际上就是是对预应力体体系的性能要要求。锚固区区传力性能试试验应在产品品定型时由生生产厂委托有有资质的检测测机构进行。。锚固区传力力性能试验方方法应按《预预应力筋用锚锚具、夹具和和连接器》（（GB／T14370-2015）附录A进行。6夹具应具有良良好的自锚性性能、松锚性性能和重复使使用性能。需需敲击才能松松开的夹具，，必须保证其其对预应力筋筋的锚固没有有影响，且对对操作人员的的安全不造成成危险。7锚具、夹具和和连接器生产产厂家应提供供产品质保书书、产品技术术手册、锚固固区传力性能能型式检验报报告，以及夹夹片式锚具的的锚口摩擦损损失测试报告告或参数。锚锚具、夹具和和连接器进场场时，除应按按出厂合格证证和质量证明明书核查其锚锚固性能类别别、型号、规规格及数量外外，还应委托托有相应资质质的公路工程程试验检测机机构进行检验验。公路桥梁预应应力精细化施施工系列之二二公路桥梁预应应力施工材料料机具二、锚具、夹夹具和连接器器（1）锚具、夹具、、连接器检验验项目、检验验频次、取样样数量与质量量要求见表3。表3锚具、夹具、、连接器检验验项目、频次次、取样数量量与质量要求求注：《公路桥涵施工工技术规范》（JTG/TF50-2011）7.3.6条规定的组批批和抽样与《预应力筋锚具具、夹具、连接器器》(GB/T14370-2015)8.3.1条规定的组批批和抽样有所所差别，这里里采用《公路桥涵施工工技术规范》（JTG/TF50-2011）7.3.6条的规定。公路桥梁预应应力精细化施施工系列之二二检验项目取样数量检验频次质量要求1.外观2%，不少于10套/每批锚具每批≤2000套，夹具、连接器≤500套，同类产品、同类原料、同种工艺一次投料生产的数量符合《预应力筋锚具、夹具、连接器》(GB/T14370-2015)2.硬度3%，不少于5套/每批3.静载锚固性能试验6套（3个组装件）/每批4.二次张拉锚具、锚杯、支承连接强度3套/每批螺纹连接破坏强度≥1.5倍工作荷载公路桥梁预应应力施工材料料机具二、锚具、夹夹具和连接器器（2）检验结果①外观检查：：外形尺寸应应符合产品质质保书所示的的尺寸范围，，且表面无裂裂纹及锈蚀，，应判为合格格；如外形尺尺寸有一个超超过允许偏差差，取双倍数数量重做检验验仍有一个不不合格，或有有一个表面有有裂纹或锈蚀蚀，则应逐套套检查，合格格者方可使用用。②硬度检验：：每个零件测测试3点，其硬度应应在设计要求求的范围内；；如有一个零零件不合格，，取双倍数量量的零件重做做试验仍有一一个零件不合合格，则应逐逐个检查，合合格者方可使使用。③静载锚固性性能试验：抽抽取6套锚具（夹具具或连接器））组成3个预应力筋——锚具组装件，，进行静载锚锚固性能试验验，如有一个个试件不符合合要求，则应应另取双倍数数量重做试验验；如仍有一一个试件不符符合要求，则则该批产品为为不合格。公路桥梁预应应力精细化施施工系列之二二公路桥梁预应应力施工材料料机具二、锚具、夹夹具和连接器器（2）检验结果④二次张拉锚锚具、锚杯、、支承连接强强度试验：抽抽取3套锚具、锚杯杯、支承连接接组成3个组装件进行行试验，如有有一个试件不不符合要求，，则应另取双双倍数量重做做试验；如仍仍有一个试件件不符合要求求，则该批产产品为不合格格。（3）对特大桥、大大桥和重要桥桥梁工程中使使用的锚具产产品，应进行行上述3项检查和检验验；对锚具用用量较小的一一般中小桥，，如厂家提供供有效的静载载锚固性能试试验合格的证证明文件，则则仅需进行外外观检查和硬硬度检验。8预应力筋用锚锚具产品应配配套使用，同同一结构或构构件应采用同同一生产厂的的产品，工作作锚不得作为为工具锚使用用。夹片式锚锚具的限位板板和工具锚宜宜采用与工作作锚同一生产产厂的配套产产品。公路桥梁预应应力精细化施施工系列之二二公路桥梁预应应力施工材料料机具三、预应力管管道（一）预应力力管道的一般般要求1在后张预应力力混凝土结构构中，预应力力筋的管道材材料应按设计计要求选用，，一般由金属属波纹管或塑塑料波纹管构构成。对于跨跨径≥25m的预制T梁或小箱梁、、现浇结构等等，宜采用塑塑料波纹管；；跨径＜25m的空心板等可可采用金属波波纹管。塑料波纹管优优点：1.原材料为高密密度聚乙烯或或聚丙烯，耐耐酸碱腐蚀、、耐老化、永永不生锈，能能有效防止氯氯离子侵入、、保护预应力力筋不受腐蚀蚀；2.具有良好的物物理性能，不不导电，可以以防止杂散电电流腐蚀；3.塑料波纹管预预留孔道的摩摩擦系数（桥桥规附录C1中为0.14～0.17）明显小于金金属波纹管预预留孔道的摩摩擦系数（桥桥规附录C1中为0.20～0.25），减少了张张拉过程中预预应力的摩擦擦损失；4.塑料波纹管为为连续挤出成成型，密封性性好，不渗漏漏，柔韧性好好，环刚度高高，抗冲击性性好，不怕踩踩压，不易被被振捣棒凿破破，其密封性性能和抗渗性性能高于金属属波纹管，更更适用于真空空压浆；5.塑料波纹管有有较高的线膨膨胀系数和较较低的弹性模模量，具有更更好的耐劳性性能，能大大大提高构件的的抗疲劳能力力；6.塑料波纹管弯弯曲度大，连连接方便，可可以大大提高高施工效率。。公路桥梁预应应力精细化施施工系列之二二公路桥梁预应应力施工材料料机具三、预应力管管道（一）预应力力管道的一般般要求2孔道直径：用用于粗钢筋的的孔道直径应应比预应力筋筋直径、钢筋筋对焊接头处处外径、需穿穿过孔道的锚锚具或连接器器外径大10～15mm；用于钢绞线线的孔道直径径应比预应力力束外径大5～10mm，其孔道面积积应大于预应应力筋面积的的2倍；长度大于于60m的管道，宜通通过试验确定定其面积比是是否可以进行行正常的压浆浆作业。3浇筑混凝土时时，在混凝土土中的管道不不得有漏浆现现象。管道应应该具有足够够的强度和刚刚度，以使其其在混凝土的的重量作用下下能保持原有有的形状，并并能按要求传传递粘结应力力。公路桥梁预应应力精细化施施工系列之二二公路路桥桥梁梁预预应应力力施施工工材材料料机机具具三、、预预应应力力管管道道（一一））预预应应力力管管道道的的一一般般要要求求4预应应力力管管道道在在使使用用前前应应进进行行外外观观检检查查，，其其内内外外表表面面应应清清洁洁、、无无锈锈蚀蚀、、油油污污、、孔孔洞洞和和不不规规则则褶褶皱皱，，咬咬口口不不应应有有开开口口或或脱脱扣扣。。5波纹纹管管在在搬搬运运时时应应采采用用非非金金属属绳绳捆捆扎扎，，或或采采用用专专用用框框架架转转载载，，不不得得抛抛摔摔或或在在地地面面上上拖拖拉拉。。波波纹纹管管在在存存放放时时应应远远离离热热源源及及可可能能遭遭受受各各种种腐腐蚀蚀性性气气体体、、介介质质影影响响的的地地方方，，存存放放时时间间不不宜宜超超过过6个月月，，在在室室外外存存放放时时不不得得直直接接堆堆于于地地面面，，应应支支垫垫并并遮遮盖盖。。公路路桥桥梁梁预预应应力力精精细细化化施施工工系系列列之之二二公路路桥桥梁梁预预应应力力施施工工材材料料机机具具三、、预预应应力力管管道道（二二））预预应应力力管管道道的的材材料料1预应应力力管管道道应应由由不不与与混混凝凝土土、、预预应应力力筋筋、、水水泥泥浆浆发发生生不不良良反反应应的的金金属属或或塑塑料料材材料料制制成成。。一一般般应应由由波波纹纹状状的的金金属属螺螺纹纹管管或或塑塑料料螺螺纹纹管管道道组组成成。。2金属属管管道道宜宜尽尽量量采采用用镀镀锌锌材材料料制制作作，，并并具具有有良良好好的的柔柔软软性性，，一一般般情情况况材材料料厚厚度度不不得得小小于于0.3mm，以以防防止止空空管管在在安安置置和和浇浇筑筑混混凝凝土土的的过过程程中中变变形形和和挠挠曲曲，，抵抵抗抗较较高高的的压压浆浆压压力力，，防防止止由由于于特特殊殊的的环环境境造造成成管管道道损损坏坏。。其其性性能能和和质质量量应应符符合合《预应应力力混混凝凝土土用用金金属属波波纹纹管管(JG225-2007)的规规定定。。塑料料波波纹纹管管管管道道的的制制作作材材料料（（高高密密度度聚聚乙乙烯烯或或聚聚丙丙烯烯））和和管管道道性性能能应应符符合合《预应应力力混混凝凝土土桥桥梁梁用用塑塑料料波波纹纹管管》（JT/T529-2016）的的要要求求。。塑塑料料波波纹纹管管的的壁壁厚厚（（δ）应应为为：：内内径径φ≤90mm，δ=2.5+0.5mm；内内径径φ≥100mm，δ=3.0+0.5mm。管道道应应有有一一定定的的强强度度，，塑塑料料波波纹纹管管的的环环向向刚刚度度应应不不小小于于6kN/m²²，以以使使其其在在搬搬运运和和浇浇筑筑混混凝凝土土过过程程中中保保持持一一定定的的形形状状和和完完好好。。公路路桥桥梁梁预预应应力力精精细细化化施施工工系系列列之之二二公路路桥桥梁梁预预应应力力施施工工材材料料机机具具三、、预预应应力力管管道道（三三））预预应应力力管管道道的的检检验验1预应应力力管管道道进进场场时时，，除除应应按按出出厂厂合合格格证证和和质质量量保保证证书书核核对对其其类类别别、、型型号号、、规规格格、、数数量量和和逐逐根根进进行行外外观观质质量量检检查查外外，，还还应应委委托托有有相相应应资资质质的的公公路路工工程程试试验验检检测测机机构构分分别别按按表表4和表表5对金金属属波波纹纹、、塑塑料料波波纹纹进进行行检检验验。。表4金属属波波纹纹管管检检验验项项目目、、频频次次、、取取样样数数量量与与质质量量要要求求公路路桥桥梁梁预预应应力力精精细细化化施施工工系系列列之之二二检验项目取样数量检验频次质量要求1.外观、尺寸5根1m/每批每批≤50000m，同厂家、同批次钢带生产的金属波纹管符合《预应力混凝土用金属波纹管(JG225-2007)2.集中荷载作用下的径向刚度3.均布荷载作用下的径向刚度4.集中荷载作用下的抗渗漏性能5.弯曲后抗渗漏性能公路桥桥梁预预应力力施工工材料料机具具三、预预应力力管道道（三））预应应力管管道的的检验验表5塑料波纹管管检验验项目目、频频次、、取样样数量量与质质量要要求2检验时时应先先进行行外观观质量量的检检验，，合格格后再再进行行其他他指标标的检检验，，结果果有不不合格格项时时，应应以双双倍数数量的的试件件对该该不合合格项项目进进行复复验，，复验验仍不不合格格时，，则该该批产产品为为不合合格。。公路桥桥梁预预应力力精细细化施施工系系列之之二检验项目取样数量检验频次质量要求1.外观、尺寸

5根1m/每批每批≤10000m，同厂家、同配方、同工艺、同设备连续产生的塑料波纹管符合《预应力混凝土桥梁用塑料波纹管》（JT/T529-2016）2.环刚度3.抗冲击性4.柔韧性5.局部横向荷载公路桥桥梁预预应力力施工工材料料机具具四、张张拉设设备1预应力力张拉拉机具具设备备及仪仪表必必须有有合格格证书书及相相应铭铭牌。。2预应力力筋张张拉宜宜采用用穿心心式双双作用用千斤斤顶，，整体体张拉拉宜采采用具具有自自锚功功能的的千斤斤顶。。张拉拉千斤斤顶的的额定定张拉拉力宜宜为所所需张张拉力力的1.5倍，且且不得得小于于1.2倍。与与千斤斤顶配配套的的压力力表应应选用用防振振型产产品，，其最最大读读数应应为张张拉力力的1.5～2.0倍，标标定精精度不不应低低于1.0级。3张拉用用的千千斤顶顶和压压力表表应在在使用用前进进行校校正、、检验验和标标定，，应配配套标标定、、配套套使用用，标标定时时千斤斤顶活活塞的的运行行方向向应与与实际际张拉拉工作作状态态一致致。当当处于于下列列情况况之一一时，，应重重新进进行标标定：：（1）使用时时间超超过6个月；；（2）张拉次次数超超过300次；（3）使用过过程中中千斤斤顶或或压力力表出出现异异常情情况；；（4）千斤顶顶检修修或更更换配配件后后。公路桥桥梁预预应力力精细细化施施工系系列之之二公路桥桥梁预预应力力施工工材料料机具具四、张张拉设设备4千斤顶顶、压压力表表和油油泵应应结合合施工工现场场整体体静态态标定定，同同时应应尽量量满量量程标标定（（至少少80%以上））以降降低摩摩阻影影响。。张拉设设备整整体静静态标标定千斤顶顶、压压力表表和油油泵是是一个个完整整的张张拉施施力系系统，，千斤斤顶显显示张张拉力力值，