洒溪大桥T梁负弯矩预应力张拉施工方案
一、计算依据
1、采用BM15扁形锚具,张拉设备采用YC25Q型配套千斤顶,已通过质量监督检验所检验合格并标定,检验证书附后。
2、本桥采用低松驰高强度预应力钢绞线,单根钢绞线为15.2mm(钢绞线面积A=139mm2),标准强度Rby=1860Mpa,弹性模量Eg=1.95×105Mpa。锚下控制应力:σ
con
=0.74fpk=0.74*1860=1376.4Mpa,单根φ15.2钢束锚下张拉力为191.3KN,采用两端张拉。
3、张拉时采用预应力筋的张拉力与预应力筋的延伸量双控,并以预应力筋的张拉力
S
控制为主,以延伸量校核。
4、武夷山至邵武高速公路两阶段施工图纸及《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000。 二、负弯矩区钢绞线张拉程序
1、张拉顺序
N1左(右)→N1右(左)→N1中→N2左(右)→N2右(左)。采用单根两端对称、均匀张拉,接头砼强度达到设计强度的90%时张拉N1钢束,张拉槽封槽砼强度达设计强度的80%时方可进行N2钢束的张拉。
2、张拉控制程序 0→σ0(15%σ
con
)→30%σ
con
→ 50%σ
con
→σ
con
(持荷2min锚固)。
3、张拉方法
张拉时,左N1钢束先张拉至50%的张拉力后停止并将右N1钢束张拉至设计张拉力的50%,进行中N1钢束的张拉并一次张拉至100%,最后返回将左N1和右N1的张拉力补足;左(右)侧N2束钢绞线按张拉程序一次张拉至100%后,张拉右(左)N2钢束,并一次张拉至设计张拉控制应力的100%。
4、张拉要求
待现浇连续段砼强度达到设计强度的90%,方可张拉第一批负弯矩钢束,后批负弯矩钢束应待前批负弯矩钢束张拉槽封槽砼强度达设计强度80%后方可张拉。张拉槽内钢筋须等强度连接后封槽。连续墩负弯矩钢束横桥向各片主梁应对称张拉。待一联负弯矩钢束张拉槽封槽砼强度均达设计强度80%后,解除临时支座,实现支座转换。
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三、张拉力和伸长量计算
1、张拉设备
采用柳州雷姆预应力机械有限公司生产的YC25Q型液压千斤顶实施预应力张拉。张拉设备在使用前,应将千斤顶、高压油泵及配套的读数盘的高压油表进行配套力值标定,并以标定后的油压值-力值曲线公式作为施工中张拉的控制依据。配套标定情况及应力对应油表读数见附表。
2、张拉:钢绞线张拉采用两端对称张拉,由张拉班长在中间统一指挥,两端操作人员听口令统一操作,并随时报动态报告读数,到达规定油表压力后统一停机量取伸长量详细记录,并计算与理论计算误差,如在±6%以内,为合格,如超过范围应立即分析查找原因。
张拉时为防止钢绞线在孔道中松驰度不一,张拉时受力不均匀,钢绞线张拉前先单独把每一根钢绞线调整到初应力σ0(10%σcon或15%σcon),即用千斤顶对每束钢绞线单根进行初应力张拉,然后按张拉顺序再对每束钢绞线进行张拉,当张拉到102.5%σcon应力时,持荷2min后卸顶锚固,实际伸长值计算公式如下:
实际伸长量计算:ΔL?ΔL1?ΔL2?C
ΔL1:从初应力至最大张拉应力间的实测伸长值;
ΔL2:初应力σ0时推算伸长值;
ΔL2??0Eg?L
C:砼构件在张拉过程中的弹性压缩值,一般情况下C值可以忽略不计。 公式根据JTJ041-2000范围中预应力伸长值计算中推荐的同级推算得。
3、补充张拉:因一端顶锚后工作锚夹片回缩引起的应力损失,可以一端先顶锚后,另一端再开动油泵将应力补充至规定压力后顶锚。
4、具体应力张拉计算见附表。 四、控制张拉力与设计控制应力对应关系
预应力筋控制张拉力P=σcon×Aj×n,(n为每束钢绞线根数) 式中: σcon=钢绞线设计控制应力 Aj=钢绞线公称截面积 n=单束钢绞线根数 具体见附表
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附表一 负弯矩预应力钢绞线控制张拉力计算表
梁型 束号 N1 负弯矩区 N2 1376.4 5 139 191319.6 196102.6 单根张拉 σcon (MPa) 1376.4 5 139 n Aj(mm) PK(N) 191319.6 PZ(N) 196102.6 单根张拉 2控制张拉力 终端张拉力 备注 五、计算式
1、预应力筋的平均张拉力计算式如下;
PP =p〔1-e-(kL+μθ)〕/(kL+μθ) 式中:p—预应力筋张拉端的张拉力( KN );
L—从张拉端至计算截面孔道长度( m );
?—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,本桥取0.0015 /m;
?—预应力筋与孔道壁的摩擦系数,取0.25。
2、预应力筋的理论伸长值计算式如下:
△L= PP*L/ (Aj * EP *N)
式中:Pp:钢绞线的平均张拉力;
L:钢绞线伸长量计算长度
L=钢绞线下料长度-两端工作长度= (L0- L5)/2; Aj=钢绞线截面积
Eg:钢绞线弹性模量取195Gpa; 3、油压表读数与张拉力关系
负弯矩钢绞线张拉采用YC25Q型液压千斤顶,都经过专业鉴定机构检定,检后附液压千斤顶检定证书。
第一套:液压千斤顶编号1、压力表编号07.06.18.5503,线性回归方程Y=0.1989X+0.6
梁型 束号 张拉力(N) 15%σcon 负弯矩区 N1 196102.6 油压表读数(MPa) 30%σcon 50%σcon 100%σcon 6.4507211 12.301442 20.102404 39.604807 第二套:液压千斤顶编号2、压力表编号07.02.25.0826,线性回归方程
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Y=0.2006X+0.7
油压表读数(MPa) 梁型 束号 张拉力(N) 15%σcon 负弯矩区 N2 30%σcon 50%σcon 20.369091 100%σcon 40.038182 1961025.6 6.6007272 12.501454 六、具体计算
1、 本计算采用精确值, π取3.1415926。
具体计算见后附表《洒溪大桥负弯矩张拉控制力及理论伸长值计算表》 2、预应力筋张拉的实际伸长值△L( mm )计算式如下: △L =△L1+△L2
△L1—从初应力至最大张拉应力间的实测伸长值(mm); △L2—初应力以下的推算值(mm),可采用相邻级的伸长值。
在张拉完成以后,测得的实际伸长量与计算伸长量的差值应控制在±6%以内。否则应暂停张拉,待查明原因并采取措施予以调整后,方可张拉。
预应力筋的锚固,应在张拉控制应力处于稳定状态下进行。锚固阶段张拉端预应力筋的回缩量,应不大于设计规定或不大于6mm。 七、张拉安全措施及注意事项
1、张拉作业区设立钢筋栅栏及安全防护网,并设立安全防护标志,严禁非作业人员进入。
2、张拉现场的周围应设有相应的警告标志,绳索阻拦。严禁与该工作无关人员进入,梁的两端应设有较完善的安全防护措施,张拉时千斤顶对面严禁站人,以防意外。
3、参加张拉操作人员,应是熟悉本专业的技术负责人和经培训合格后上岗的技术工人。操作完后严禁摸踩、碰撞钢绞线或夹片。
4、工具锚和工作锚上用的夹片,使用时须分别存放,绝不能混在一起使用。 5、千斤顶支撑必须与垫板接触良好,位置正确、对称,严禁加多层铁垫板,以防支撑不稳定或受力不均倾倒伤人。
6、检查张拉设备、工具是否符合施工及安全要求。压力表应按规定周期进行检验标定。锚具使用前应经检验合格后方可使用。
7、油泵开动时,进、回油速度与压力表指针升降应平稳、均匀一致。安全阀保持灵
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敏可靠。油泵操作人员要戴防护眼罩。
8、预应力钢绞线下料应在清理干净的硬化场地进行。场地内严禁动用电焊设备,防止电焊弧击伤钢绞线,造成钢绞线在张拉时断裂伤人。
9、夹片、锚具进场后仔细检查夹片、锚具的硬度和圆锥度以及夹片有无裂纹、有无锈蚀现象,以保证夹具具有足够的自锚能力,防止夹片、锚具弹出伤人。
10、采用油顶、油表相互匹配的预应力张拉施工设备,在使用一定时间或次数后及时校验,防止因油顶、油表不匹配造成张拉力控制不准确,产生安全事故。
11、在张拉施工时,精确调整油顶位置确保油顶、工作夹片、锚具、锚垫板位于同一条线上,确保预应力施工安全。
12、张拉或退锚时,张拉油顶后面严禁站人,并在张拉作业区后方设置木防护板以防预应力筋拉断或锚具、夹片弹出伤人。
13、张拉作业时设置专人负责指挥,测量伸长量时,停止油顶张拉。
14、张拉液压系统的高压油管的接头应加防护套,以防漏油伤人。高压油管在正式使用前作油管承压检查,保证油管的正常使用。
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