大跨度预应力连续箱梁张拉双控制计算

窦连辉

(山东水利工程总公司 济南 250014)

预应力混凝土连续箱梁以其结构刚度好、行车平顺舒适、外形美观、养护简单等优点而备受工程界欢迎，在25～100m的桥梁中，预应力连续箱梁桥已经成为非常主要的桥型之一。对于较大跨度的后张法施工的连续梁结构，预应力钢束张拉的准确性及张拉质量事关整个结构的成败。针对这个问题，文本以郓城县某桥梁工程为例，谈谈张拉值的计算、控制问题。

1 工程概况

郓城县宋江河大桥，共长90m，梁高为1.6～2.8m。箱梁配30束11×φj15.20钢绞线、配20束7×φj15.20钢绞线。钢绞线采用强度级别为低松弛1860级，弹性模量Ep=1.95×105MPa，采用内径7.5cm、9.0cm塑料波纹管留孔，采用 OVM15—11、OVM15—7系列锚具，孔道压浆采用纯水泥浆，强度C50，混凝土强度等级C50。

预应力张拉采用双控，当预制空心梁板混凝土强度达到设计要求后，方可张拉预应力束，张拉完毕后及时压浆。张拉控制力应为σcon=1395MPa，张拉计算:1395×140×11=2148.3kN，每束钢绞线张拉力为2148.3kN。

预应力钢束按对称原则采用一端张拉。采用2套YCW—250型千斤顶，张拉顺序为:在预制空心板梁两端N7－N9→N4－N6→N1－N3→N10－N15。

伸长量的确定如下:

a.10～10%σcon量测并记录当前状态下千斤顶引伸量а。

b.10%σcon～105%σcon量测并记录当前状态下千斤顶引伸量b。

c.引伸到105%后持荷5min，钢束伸长量b－a+c(10%σcon以下推算伸长值，c=10% ×理论伸长值)

图1 预应力钢束布置示意图

2 预应力筋张拉采用应力和伸长值双控制

在施工过程中，为确保工程质量，采用双控制，即应力控制为主、伸长控制为辅。通过实际伸长量与理论伸长量进行校核来控制预应力钢束张拉时的控制应力。

a.张拉程序。0～初始应力值10%σcon，量测初始伸长值 ～105%σcon(持荷5min):量测张拉伸长值。

b.预应力钢筋张拉前，先调整到初始应力10%，停机量测缸体伸出量及工具锚夹片外露长度，然后开机张拉至105%停机，量测缸体伸出量及工具锚夹片外露长度。持荷5min，卸下千斤顶，量测工作夹片外露长度。张拉下一束。

c.实际伸长量的计算公式为

式中 b——10% ～105%σcon伸长值;

a——0% ～10%σcon内的实测伸长值;

c——初应力的推算伸长值(等于10% ×理论伸长值)。

预应力筋张拉时的控制应力，应以张拉时的实际伸长值与理论伸长值进行校核，实际伸长值与理论伸长值应控制在±6%之内。

3 预应力钢绞线平均张拉力计算、理论伸长值计算

a.张拉力计算公式为

b.理论伸长值计算公式为

c.后张预应力钢束理论伸长值具体计算过程如下:

ⓐ 取 k=0.0015，υ=0.23，Ep=1.95×105MPa，X=L;

ⓑ 每束公称面积:140mm2/根，Ap=140×11=1540mm2。

d.平均张拉力计算、理论伸长值计算:

每束钢绞线张拉力为P=1395×140×11=2148.3kN，取 k=0.0015，ν =0.17，Ep=1.95×105MPa。

每束公称面积:140mm2/根， Ap=140×11=1540mm2。

ⓐ N1∶L=90.97m。

曲线区弧度和为

平均张拉力为

理论伸长值为

ⓑ N2∶L=90.937m。按N1步骤类推得:

曲线区弧度和为Q=0.321140577;平均张拉力为Pp=1955.599312kN;理论伸长值为ΔL=0.5922m。

ⓒ N3∶L=90.907m。

曲线区弧度和为Q=0.279252678;平均张拉力为Pp=1962.39922kN;理论伸长值为ΔL=0.594m。

ⓓ N4∶L=91.012m。

曲线区弧度和为Q=0.439822969;平均张拉力为Pp=1936.519504kN;理论伸长值为ΔL=0.587m。

ⓔ N5∶L=90.972m。

曲线区弧度和为Q=0.39444441;平均张拉力为Pp=1943.801167kN;理论伸长值为ΔL=0.589m。

ⓕ N6∶L=90.937m。

曲线区弧度和为Q=0.349065849;平均张拉力为Pp=1951.112076kN;理论伸长值为ΔL=0.591m。

ⓖ N7∶L=91.062m。

曲线区弧度和为Q=0.478220213;平均张拉力为Pp=1930.364812kN;理论伸长值为ΔL=0.585m。

ⓗ N8∶L=91.017m。

曲线区弧度和为Q=0.432841654;平均张拉力为Pp=1937.621644kN;理论伸长值为ΔL=0.587m。

ⓘ N9∶L=90.976m。

曲线区弧度和为Q=0.387463092;平均张拉力为Pp=1944.909907kN;理论伸长值为ΔL=0.589m。

ⓙ N10～N15∶L=29.1m。

每束钢绞线张拉力为1302×140×7=1275.96kN;每束公称面积为140mm2/根，Ap=140×7=980mm2;平均张拉力为Pp=1248.317277kN;理论伸长值为ΔL=0.19m。

4 伸长值

伸长值符在6%范围内，见表1、表2。

表1 伸长率范围

表2 张 拉 力 值 单位:kN

图2 钢束N1例张拉力与油表读数对应图

5 结语

在实际施工过程中要密切注意各种数值的变化，认真核对实际伸长值数据，在计算工作长度时，要充分考虑千斤顶及锚具范围内的钢绞线长度。对实际伸长值的测量要准确，避免因读数错误引起误差，实际伸长量与理论伸长量相差较大时，要暂停张拉，对其进行检查分析，找出原因，不可轻易盲目地修改参数，以保证预应力的施加更加准确，确保构件质量。