后张法预应力计算书

目录

一、工程概述............................................................................................................... - 1 -

二、计算所用常量........................................................................................................ - 2 -

三、计算所用公式........................................................................................................ - 2 -

1.P的计算 ........................................................................................................ - 2 -

2.Pp的计算....................................................................................................... - 2 -

3.预应力钢材张拉时理论伸长值的计算.............................................................. - 3 -

四、计算过程............................................................................................................... - 3 -

1.P的计算 ........................................................................................................ - 3 -

2.理论伸长量的计算.......................................................................................... - 4 -

五、各阶段张拉力及油表读数控制 ............................................................................... - 8 -

1.钢绞线为8根/束 ............................................................................................ - 8 -

2.钢绞线为7根/束 ............................................................................................ - 9 -

六、实际预应力筋伸长值的量测及计算方法 ............................................................... - 10 -

七、张拉施工............................................................................................................. - 10 -

1.设备选择、使用、保管................................................................................. - 10 -

2.张拉............................................................................................................. - 11 -

3.张拉时易出现问题的原因分析和防治措施..................................................... - 13 -

八、压浆.................................................................................................................... - 15 -

九、封锚.................................................................................................................... - 16 -

十、吊运.................................................................................................................... - 17 -十一、存梁 ................................................................................................................ - 17 -十二、安全保证措施 .................................................................................................. - 17 -

1.保证体系...................................................................................................... - 18 -

2.制度保证...................................................................................................... - 20 -

3.安全技术措施............................................................................................... - 21 -

首件工程T梁后张法预应力计算书

一、工程概述

克塔高速公路KT-1标二工区起点桩号K31+571,终点桩号K49+240,全长17.669Km，工区内共10座桥梁：分别为特大桥1010m/1座，上部结构采用40m预应力混凝土T梁；大桥140m/1座，上部结构采用装配式预应力混凝土箱梁；中桥128m/2座，上部结构采用预应力混凝土空心板/预应力混凝土箱梁；小桥78m/5座，上部结构采用预应力混凝土空心板；分离式立交75m/1座，上部结构采用装配式预应力混凝土箱梁。

现进行达尔布特特大桥首件工程左幅24-3#T梁预应力张拉, 达尔布特特大桥位于新疆塔城托里县铁厂沟镇达尔布特河上，桥长1010米，起点桩号为K31+571，终点桩号为K32+581。本桥平面位于直线上，纵面位于i=-3.0和i=-2.5%的竖曲线下坡段。上部采用300片40m预应力砼T形梁，下部结构采用薄壁空心墩、实心墩、双柱墩配桩基础；两岸均为重力式U型台扩大基础。桥布置为:4×(3×40m)+4×40m+3×(3×40m),全桥为八联。

该桥半幅设计6片梁，主梁梁肋间距为2.15m，其中中梁预制宽度为1.70m，边梁预制宽度为1.85m；腹板中部厚度为20cm，底部厚度为60cm；马鞍部底宽中部为48cm，端部60cm；边跨预制梁长39.88m,中跨预制梁长39.92m；预制梁高2.5m。预制T梁采用C50混凝土，T 梁重量：边梁130.7T，中梁134T。设计要求预制梁混凝土达到设计强度的90%时张拉，且龄期不小于7天，张拉时采取张拉力与伸长量

双控，以钢束的伸长量进行校核。

通过该首件工程T梁后张法预应力张拉，用以指导后续T梁后张法预应力施工，待智能张拉施工工艺成熟后使用智能张拉，优质、安全的完成我工区所有的T梁预制施工。

二、计算所用常量

弹性模量E p=1.95×105Mpa=1.95×105N/mm2

公称截面积A p=139mm2

标准强度f pk=1860Mpa

偏差系数k=0.0015

摩阻系数μ=0.14

锚下张拉控制应力σcon=0.75f pk=1395Mpa

单股张拉控制力P=193.9KN

三、计算所用公式

1.P的计算

1×b=P′× n×b (KN) (1) P=σcon×A p×n×

1000

式中：σcon---预应力钢材的张拉控制应力(Mpa);

A p---预应力单束钢筋截面面积(mm2);

P′---单股张拉控制力，取193.9KN;

n---同时张拉预应力筋的根数;

b---超张拉系数，不超张拉取1.0。

2.Pp的计算

μθμθ+-=

+-kx e p P kx p )1()( (2)

式中：P p ---预应力筋平均张拉力（N ）; 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; μ---预应力筋与孔道壁的摩擦系数。

3. 预应力钢材张拉时理论伸长值的计算

P

P P E A L

P L =

?1 (3)

式中：P P ---预应力钢材的平均张拉力（N ）;

L ---预应力筋的长度（mm ）; 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）。

四、计算过程

T 梁采用Фs 15.2mm 钢绞线作为预应力钢材，依据设计图纸，钢束的组成形式一共有2种，边梁的N1、N2、N3、N4钢束和中梁的N1、N2、N3钢束由8根Фs 15.2mm 钢绞线组成，中梁的N4钢束由7根Ф

s

15.2mm 钢绞线组成。

以边跨主梁上的钢束N1为例进行计算：

1. P 的计算

采用?s

15.2mm-8规格的钢绞线，超张拉系数b=1，则根据公式

（1）有

P=σ

con

×A p ×n ×

1000

1×b=P ′× n ×b

=193.9×8×1 =1551.2 KN

2. 理论伸长量的计算

钢绞线在张拉时伸长量分为直线部分和曲线部分分别计算，然后进行叠加。

N1钢绞线共分为6段，分段进行计算 第1段：直线段

L 1=1194mm=1.194m θ=0rad 起点张拉力 P 1=193.9KN=193900N 终点张拉力

平均张拉力 P p1=(193900+193726)/2=193813N 理论伸长量

第2段：曲线段

L 2=1466mm=1.466m θ=7×3.14/180=0.122rad 起点张拉力 P 2=193726N

()

1

(0.0015 1.1940.140)

(1)

P 193900(1)

0.0015 1.1940.140

193.726kx P e

kx e K N

μθμθ

-+?

-?+?-=

+?-=

?+?=11193813 1.194=

=

8.5376139195

P P P

P L L m m

A E ???=??1

终点张拉力

平均张拉力 P p2=(193726+192043)/2=192885N 理论伸长量

第3段：直线段

L 3=17010mm=17.01m θ=0rad 起点张拉力 P 3=192043N 终点张拉力

平均张拉力 P p3=(192043+191447)/2=191745N

理论伸长量

第4段：直线段

L 4=17050mm=17.05m θ=0rad 起点张拉力 P 4=192043N

()

2

(0.0015 1.4660.140.122)

(1)

P 193900(1)

0.0015 1.4660.140.122

192043kx P e

kx e N

μθμθ

-+?-?+?-=

+?-=

?+?=22192885 1.466=

=

10.4323139195

P P P

P L L m m

A E ???=??23319174517.01==119.8225139195

P P P

P L L m m

A E ???=??3()

3

(0.001517.010.140)

(1)

P 193900(1)

0.001517.010.140

191447kx P e

kx e N

μθμθ

-+?-?+?-=

+?-=

?+?=

终点张拉力

平均张拉力 P p4=(192043+189446)/2=190743N

理论伸长量

第5段和第6段分别与第2段和第1段对称 N1钢束的理论伸长量

同理可进行边跨主梁预应力钢束N2、N3、N4理论伸长量的计算；对于中跨主梁预应力钢束理论伸长量的计算可以取跨中到一端的长度计算伸长量，然后乘以2，即是整根钢束张拉伸长量。

经过计算得到如下钢绞线伸长量计算表： 40米T 梁边跨边梁

4419074317.05==120.1025139195

P P P

P L L m m

A E ???=??4()

4

(0.001517.050.140)

(1)

P 193900(1)

0.001517.050.140

189446kx P e

kx e N

μθμθ

-+?-?+?-=

+?-=

?+?=1234

2)2(8.537610.4323)119.8225120.1025277.8650L L L L L m m

?=?+?+?+?=?+++=（

40米T梁边跨中梁

40米T梁中跨边梁

40米T梁中跨中梁

五、各阶段张拉力及油表读数控制

T梁张拉采用两台YCW250G型千斤顶和两台YBZ 2×2/50高压电动油泵及配套油表进行，编号104291千斤顶配套油表编号为01153107；编号104292千斤顶配套油表编号为10028.107,整套张拉设备已经新疆计量测试研究院检测。

1.钢绞线为8根/束

边跨边梁N1、N2、N3、N4，边跨中梁N1、N2、N3，中跨边梁N1、N2、N3、N4，中跨中梁N1、N2、N3的张拉控制力：

P=σcon×A p×n =0.75×1860×139×8=1551.24KN

A.千斤顶编号为104291

⑴对应压力表编号01153107，校验回归方程式为

压力表读数P=-0.4405+0.0217f

B.千斤顶编号为104292

⑴对应于压力表编号10028.107，校验回归方程式为

压力表读数P=-0.0740+0.0212f

2.钢绞线为7根/束

边跨中梁N4，中跨中梁N4的张拉控制力：

P=σcon×A p×n =0.75×1860×139×7=1357.34KN

A.千斤顶编号为104291

⑴对应压力表编号01153107，校验回归方程式为

压力表读数P=-0.4405+0.0217f

B.千斤顶编号为104292

⑴对应于压力表编号10028.107，校验回归方程式为

压力表读数P=-0.0740+0.0212f

六、实际预应力筋伸长值的量测及计算方法

预应力筋张拉前，先调整到初应力0σ（取控制应力值的10％）再开始张拉和量测伸长值。实际伸长值为张拉时量测的伸长值加上初应力时的推算伸长值。

21L L L ??=?＋

式中：

1L ?——从初应力至最大张拉应力间的实测伸长值，mm ； 2

L ?——初应力时推算伸长值，mm 。（采用应力值10%到20%的实

测伸长值替代）

七、张拉施工

1. 设备选择、使用、保管

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应选用防震型产品，其最大读数应为张拉力的1.5～2.0倍标定精度不得低于1.0级。

预应力张拉机具设备必须由专人使用和管理，并应定期维护和校验，千斤顶与压力表应配套校验标定后使用，当千斤顶使用

超过6个月或300次或在使用过程中出现不正常现象或检修以后应重新校验。

2.张拉

纵向预应力筋的张拉遵循“同步、对称、偏心荷载小”的原则，按设计图顺序和施工顺序逐束张拉。

钢束张拉顺序为：100%N3→50%N2→100%N2、N4→100%N1。

(1)顺序安装：安装工作锚锚板和夹片；安装限位板；安装千斤顶；安装工具锚组件；锚板不垂直度不得大于1°（见下图）

片

锚环及夹片使用前用煤油或柴油逐件清洗干净，不得有油污、铁屑、泥砂等杂物。

钢绞线外伸部分要保持干净，施工人员不得随意进行踩蹋。

工作锚必须准确放在锚垫板的定位槽内，并与孔道对中，每个锚

孔中，每个锚孔装入夹片拼用胶圈套好。穿入工作锚的钢绞线要顺直，对号入座，不得使钢绞线扭结交叉。先安装内圈的夹片，再安装外圈的夹片，最后用内径稍大于钢绞线的铁管穿入钢绞线，向前轻击顶紧夹片。

限位板要与锚环对中，不得错开。

安装千斤顶于孔道中线对位，注意不要接错大、小油缸。安装千斤顶时，不要推拉油管及接头，油管要顺畅，不得扭结成团。

工具锚安装前，应将千斤顶活塞伸出3～5cm，钢绞线穿入工具锚时，要对号入座，钢绞线的位置要与工具锚孔的位置对应，千斤顶内钢绞线要相互平行。

为保证完成张拉后，工具锚能顺利退下，必须在工具锚的夹片光滑面均匀地涂一层厚约1mm的润滑剂，也可在工具锚的锚孔中涂润滑剂。

工具锚的夹片与工作锚的夹片应分开放置，不得混淆。每次安装前要对夹片进行检查，如有裂纹及齿尖损坏等现象，应及时更换。

(2)将B路回油阀打开，A路截止阀关闭即可启动油泵电机，向张拉缸供油进行张拉；同时调节节流阀，以控制油压高低和张拉速度。

(3)在活塞外伸时，工具锚夹片可自行夹紧钢绞线。工作锚中的夹片此时因受限位板的支托，只可被带出一些而不会退出很多。

(4)先调整到初应力0 （取控制应力值的10％），再开始按10%σcon～20%σcon～σcon（持荷5min锚固）张拉和量测伸长值,并做好伸长量记录。

(5)当活塞行程还余10mm～20mm时，即停止向A路供油，此时可将节流阀回旋，同进转回回油阀，A路压力降至零点。由于钢绞线束

的加缩，活塞被接回若干长度，这时工作锚的夹片被带入锚板内而自行夹紧。钢绞线的回缩量不得大于6mm。

(6)B路关闭截止阀，节流阀控制升压，活塞回程，留10mm～20mm 即可停泵。

(7)如果钢绞线张拉长度较短，一次张拉就可达到张拉控制应力

；如果一次张拉达不到设计要求，则进行多次张拉；此时，自动工k

具锚的夹片已与锚板自行脱离，因此二次张拉前需将工具锚平片重新推入工具板锥孔中，然后重复以上步骤，直到达到设计张拉力。张拉至控制应力持荷5分钟，如油压有点下降则加油到张拉力后可锚固。当张拉的钢绞线为一端张拉时锚固可直接缓慢释放油缸压力到零；当两端张拉钢绞线时必须分端锚固，即先将一端张拉锚固后，再将别一端补足控制应力值后进行锚固。

(8)张拉时进行双控，以张拉力控制为主，以张拉时的实际伸长值与理论伸长值进行校核，钢绞线束实际伸长值与理论伸长值相差要控制在±6％以内方可进行锚固，否则暂停张拉，查明原因并采取措施加以调整后，再续继张拉。

3.张拉时易出现问题的原因分析和防治措施

（1）、钢绞线出现滑丝现象，可能由于以下原因：

①锚环锥孔、夹片生锈或有杂质造成夹片回缩不到位。

②夹片或锚环硬度不足，发生变形造成夹片夹不牢。

③穿束时钢绞线混乱，造成钢束中钢绞线受力不均匀，个别钢绞线受力大于设计张拉应力。

④锚具和夹片的锚固性能不符合要求。

⑤钢绞线弹性模量较大，夹片夹不牢固。

（2）张拉中发生断丝现象一般有以下原因

①穿束时钢绞线绞在一起，在波纹管中顺序较乱，张拉后个别钢绞线受力较大，超过钢绞线极限抗拉强度。

②夹片硬度太大，对钢绞线线产生损伤。

③钢绞线穿束前受到损伤。

④孔道阻塞，钢绞线受力不均匀。

⑤钢绞线存在质量问题。

（3）、发生夹片回缩不均匀、端部不齐可能由于以下原因

①锚具和夹片之间摩阻太大，卸载时回缩不均匀。

②锚具和夹片的锚固效率系数不符合要求。

③夹片质量不一致、硬度不同。

④限位板和锚具之间空隙不适当，夹片滑出太多或者不能自由滑出，锚固时回缩不一致。

防治措施：严格控制钢绞线质量及下料长度，钢绞线一定要有质量鉴定合格证书；穿束顺序要合理，不能发生窜孔、扭绞现象；夹片、锚具质量和硬度等性能指标经过严格鉴定，符合要求方能使用，必要时更换；张拉前冲洗干净波纹管内附着物，以减小孔道壁摩擦；限位扳、锚具等的安装严格按说明书和作业指导书进行；控制张拉力

缓慢均匀增加且不能过多超张拉。

八、压浆

预应力筋张拉后，孔道应尽早压浆。且应在48h 内完成，否则应采取措施，避免预应力筋不出现锈蚀。压浆采用真空辅助压浆工艺。

1、压浆

压浆前，应对孔道进行清洁处理。对抽芯成型的混凝土空心孔道应冲洗干净并使孔壁完全湿润；金属管道、塑料管道必要时亦应冲洗以清除有害材料；对孔道内可能发生的油污等，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孔道内的所有积水吹出。

浆体自拌制至压人孔道的延续时间，视浆体的性质和气温情况而定，一般不宜超过40min 。浆体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。

孔道压浆采用强度不低于50Mpa的水泥浆，按批准的配合比进行拌制。水泥浆采用灰浆泵拌制，流入储浆筒的水泥浆经过筛网过滤，筛网孔眼不大于5mm。

真空辅助压浆工艺：

①两端抽真空管及灌浆管安装完毕后，关闭进浆管球阀，开启真空泵。真空泵工作一分钟后压力稳定在-0.06 Mpa至-0.10

Mpa，继续稳压1分钟后，开启进浆管球阀并同时压浆。

②对于圆管，从开始灌浆至出浆口真空泵透明喉管冒浆历时5分钟零10秒左右，各管道比较一致；对于扁管，灌浆历时2

分钟30秒左右，各管道也比较一致。

③补压及稳压：真空泵、灌浆机停机，将抽真空连接管卸下，将出浆端球阀关闭，用预先准备的4磅铁锤将出浆端封锚水泥敲散，露出钢绞线间隙。再用灌浆机正常补压稳压。此时，从钢绞线缝隙中会被逼出水泥浆，再持续补压稳压过程中，水泥浆由浓变稀，由稀变清，由流量大至滴出清水，此时灌浆及压力表稳定在0.8-1.0 Mpa。补压稳压结束，关闭球阀（这里需要说明的是，我们利用了水泥浆在高压下易泌水的特点，通过排除多余水分，降低孔道内浆液的实际水灰比，从而进一步提高孔道内浆液的物理化学性质）。球阀拆除清洗在半小时后至一个小时之间进行，然后转入下一孔道压浆。

整个压浆过程缓慢、均匀进行，没有特殊原因中途不得停止。如发现孔道堵塞，则改由另一端补压。压浆时戴防护眼镜，以免灰浆喷出时射伤眼晴，压浆完毕后认真填写压浆记录。

压浆过程中及压浆后48小时内，结构混凝土温度不得低于+5℃，否则采取保温措施。当温度超过+35℃时，不进行孔道压浆作业，改在夜间或早上进行。

九、封锚

孔道压浆后将梁端水泥浆冲洗干净，同时清除支承垫板，锚

具及端面混凝土表面的污垢，并将端面混凝土凿毛，封端混凝土的灌注程序如下：

先在锚具上套上封锚套，并将封锚套固定，采用高标号砂浆将锚具与封锚套之间缝隙填塞密实，将外露钢绞线和锚具封闭密实，待砂浆初凝后再拆除封锚套。

然后按设计要求绑扎端部钢筋网，将部分箍筋点焊在支承垫板上。固定好封端模板。所用封端混凝土，其配合比及强度要求与梁体混凝土完全相同,灌注封端混凝土时，插捣密实、到位，静置1～2小时后，浇水养护。

十、吊运

当梁体砼达到吊装要求时，一般考虑在压浆、封锚后5天左右，吊运至存梁场。主梁吊运按兜托梁底起吊法考虑，不设吊环。吊点位置距梁端不大于1.0米，预制T梁横向刚度较小，吊运过程中平行匀速移动，倾斜角小于5度，防止出现扭偏。

十一、存梁

在存梁处两端部位浇筑片石砼台座做梁支点。梁存放好后将梁的横隔板上的钢筋电焊在一起，至少点焊三处，以增加其横向稳定性，待吊梁时再行割断分离，每片梁的两侧加方木斜腿支撑。

存梁期不应大于90天，同一跨桥不同位置的存梁时间应基本一致，防止预制梁间高差过大。

十二、安全保证措施

1.保证体系

贯彻“安全第一、预防为主”的方针，坚持“管生产必须管安全”的原则进行安全生产管理。以加强施工现场控制和职工生产安全教育为重点，以定期检查为主，建立安全保证体系，深入开展创建安全标准工地活动，确保本合同段安全、优质、高效地完成施工任务。

图3 安全生产保证体系框