鋼絞線理論伸長(zhǎng)值計(jì)算

PAGEPAGE1預(yù)應(yīng)力鋼絞線理論伸長(zhǎng)值計(jì)算[摘要]預(yù)應(yīng)力鋼絞線理論伸長(zhǎng)值的計(jì)算是預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉施工的重要步驟,是校核鋼絞線應(yīng)力控制張拉時(shí)理論伸長(zhǎng)值和實(shí)際伸長(zhǎng)值差值的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，本文通過實(shí)例指出了預(yù)應(yīng)力鋼絞線理論伸長(zhǎng)值計(jì)算的詳細(xì)步驟。[關(guān)鍵詞]預(yù)應(yīng)力鋼絞線理論伸長(zhǎng)值。一、前言預(yù)應(yīng)力技術(shù)在的應(yīng)用,大大提高了結(jié)構(gòu)自身的承載能力,結(jié)構(gòu)自身重量也隨之改變,節(jié)約了大量鋼材，取得了一定的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。同時(shí),預(yù)應(yīng)力技術(shù)在結(jié)構(gòu)的使用性能和壽命上起著舉足輕重的作用,所以預(yù)應(yīng)力的控制尤為重要。在施工過程中,為了保證施工質(zhì)量,預(yù)應(yīng)力張拉要求采用雙控,即應(yīng)力控制為主,伸長(zhǎng)量控制為輔,計(jì)算伸長(zhǎng)值與實(shí)際測(cè)量伸長(zhǎng)值的差值應(yīng)控制在±6%范圍內(nèi),因此伸長(zhǎng)量的計(jì)算顯得十分重要。二、工程概況滬昆客專江西段XX標(biāo)項(xiàng)目制梁場(chǎng)位于江西省XX市，所生產(chǎn)梁體為后張法32/24米預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支箱梁，現(xiàn)以32米梁型N1號(hào)鋼絞線為例說明鋼絞線的理論伸長(zhǎng)值計(jì)算。三、計(jì)算公式曲線預(yù)應(yīng)力筋的理論張拉伸長(zhǎng)值△LT按以下公式計(jì)算：△LT=Pp*L/ApEpPp=P*(1-e-(kx+μθ))/(kx+μθ)式中：P——預(yù)應(yīng)力筋的張拉力；Ap——預(yù)應(yīng)力筋的截面面積；Ep——預(yù)應(yīng)力筋的彈性模量；L——從張拉端至固定端的孔道長(zhǎng)度（m）；K——每米孔道局部偏差摩擦影響系數(shù)；u——預(yù)應(yīng)力筋與孔道壁之間的摩擦系數(shù)；θ——從張拉端至固定端曲線孔道部分切線的總夾角（rad）x——從張拉端至計(jì)算截面的孔道長(zhǎng)度公式中的k和μ是后張法鋼絞線伸長(zhǎng)量計(jì)算中的兩個(gè)重要的參數(shù)，這兩個(gè)值的的大小取決于多方面的因素：管道的成型方式、力筋的類型、表面特征是光滑的還是有波紋的、表面是否有銹斑，波紋管的布設(shè)是否正確，偏差大小，彎道位置及角度等等，各個(gè)因素在施工中的變動(dòng)很大，還有很多是不可能預(yù)先確定的，因此，摩擦系數(shù)的大小很大程度上取決于施工的精確程度。在工程實(shí)施中，我們對(duì)孔道磨擦系數(shù)進(jìn)行測(cè)定，并對(duì)施工中影響磨擦系數(shù)的方面進(jìn)行認(rèn)真的檢查，如波紋管的三維位置是否正確等等，以確保摩擦系數(shù)的大小基本一致。進(jìn)行分段計(jì)算時(shí)，靠近張拉端第一段的終點(diǎn)力即為第二段的起點(diǎn)力，每段的終點(diǎn)力與起點(diǎn)力的關(guān)系如下式：Pz=Pqe-(KX+μθ)Pz—分段終點(diǎn)力Pq—分段的起點(diǎn)力θ、x、k、μ—意義同上其他各段的起終點(diǎn)力可以從張拉端開始進(jìn)行逐步的計(jì)算。四、實(shí)例計(jì)算4.1現(xiàn)以N1號(hào)預(yù)應(yīng)力筋為例進(jìn)行計(jì)算。由管道摩阻試驗(yàn)確定u=0.5694，K=0.00136，錨口及喇叭口損失設(shè)計(jì)按控制應(yīng)力的5.3%計(jì)算，錨外控制應(yīng)力設(shè)計(jì)為1339.2MPa。設(shè)計(jì)采用12束鋼絞線，Ap=140mm2。由公式可以看出鋼絞線的彈性模量Ep與伸長(zhǎng)值成反比，現(xiàn)取鋼絞線彈性模量Ep=1.95×105MPa進(jìn)行計(jì)算。預(yù)應(yīng)力筋（1/2）布置如下圖所示：A-B段計(jì)算如下：L1=3160/cos4°=3167.72mmk=0.00136x=3.1677u=0.5694θ=0P1=1339.2*140*12*（1-0.053）=2130613.63N△L1=Pp*L/ApEp=P1*(1-e-(kx+μθ))/(kx+μθ)*L1/ApEp=20.56mmB-C段計(jì)算如下：L2=15000*4/360*2*3.1415926=1047.2mmk=0.00136x=1.0472u=0.5694θ=4/360*2*3.1415926=0.0698P2=P1*e-(kx+μθ)=2130613.63*e-0.0043=2121454.54N△L2=Pp*L/ApEp=P2*(1-e-(kx+μθ))/(kx+μθ)*L2/ApEp=6.64mmC-D段計(jì)算如下：L3=11704mmk=0.00136x=11.704u=0.5694θ=0P3=P2*e-(kx+μθ)=2121454.54*e-0.0412=2035875.91N△L3=Pp*L/ApEp=P3*(1-e-(kx+μθ))/(kx+μθ)*L3/ApEp=72.16mmL=(△L1+△L2+△L3)*2=(20.56+6.64+72.16)*2=198.72mm4.2由于N1號(hào)鋼絞線位于箱梁底板中心位置，故只有豎直角度而沒有水平角度，其余鋼絞線均存在豎直角度與水平角度，分段計(jì)算時(shí)應(yīng)綜合考慮豎直角度與水平角度。伸長(zhǎng)值計(jì)算與N1號(hào)鋼絞線計(jì)算相同。五、結(jié)束語鋼絞線的分段原則是將整根鋼絞線根據(jù)設(shè)計(jì)線形分成曲線連續(xù)段及直線連續(xù)段，而不能將直線段及曲線段分在同一段內(nèi)。預(yù)應(yīng)力筋的伸長(zhǎng)量計(jì)算方法有多種，常用的平均力法及簡(jiǎn)化計(jì)算法在很多工程施工中也能夠滿足精度要求，通過測(cè)量千斤頂活塞伸出量再進(jìn)行換算的方法也可以用于實(shí)際施工中，這里僅是將現(xiàn)行規(guī)范中精確計(jì)算法及施工中誤差較小的一種測(cè)量方法作了簡(jiǎn)單的介紹。在實(shí)際施工過程中要密切注意各種數(shù)值的變化,認(rèn)真核對(duì)實(shí)際伸長(zhǎng)值數(shù)據(jù),在計(jì)算工作長(zhǎng)度時(shí),還要考慮千斤頂及錨