后张法预应力钢绞线在张拉过程中,主要受到以下两方面的因素影响:一是管道弯曲影响引起的摩擦力,二是管道偏差影响引起的摩擦力;两项因素导致钢绞线张拉时,锚下控制应力沿着管壁向跨中逐渐减小,因而每一段的钢绞线的伸长值也是不相同的。
1、 计算公式
(1) 预应筋伸长值ΔL的计算按照以下公式:
ΔL—各分段预应力筋的理论伸长值(mm);
Pp—各分段预应力筋的平均张拉力(N);
L—预应力筋的分段长度(mm);
Ap—预应力筋的截面面积(mm2);
Ep—预应力筋的弹性模量(Mpa);
(2) 《公路桥梁施工技术规范》(JTJ 041-2000)附录G-8中规定了Pp的计算公式
P—预应力筋张拉端的张拉力,将钢绞线分段计算后,为每分段的起点张拉力,即为前段的终点张拉力(N);
θ—从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和,对于圆曲线,为该段的圆心角,如果孔道在竖直面和水平面同时弯曲时,则θ为双向弯曲夹角之矢量和。设水平角为α,竖直角为β,则θ=Arccos(cosα×cosβ)。
x—从张拉端至计算截面的孔道长度,分段后为每个分段长度。
k—孔道每束局部偏差对摩擦的影响系数(1/m),管道内全长均应考虑该影响;
μ—预应力筋与孔道壁之间的磨擦系数,只在管道弯曲部分考虑该系数的影响。
注: a、钢绞线的弹性模量Ep是决定计算值的重要因素,它的取值是否正确,对计算预应力筋伸长值的影响较大。所以钢绞线在使用前必须进行检测试验,计算时按实测值Ep’进行计算。
b、 k和μ是后张法钢绞线伸长量计算中的两个重要的参数,其大小取决于多方面的因素:管道的成型方式、预应力筋的类型、表面特征是光滑的还是有波纹的、表面是否有锈斑,波纹管的布设是否正确,弯道位置及角度是否正确,成型管道内是否漏浆等,计算时根据设计图纸确定。
2、划分计算分段
2.1 工作长度:工具锚到工作锚之间的长度,Pp=千斤顶张拉力;
2.2 波纹管内长度:计算时要考虑μ、θ,计算一段的起点和终点力。每一段的终点力就是下一段的起点力,例如靠近张拉端第一段BC的终点C点力即为第二段CD的起点力,每段的终点力与起点力的关系如下式:
Pz=Pq×e-(KX μθ)(公式3)
Pz—分段终点力(N)
Pq—分段的起点力(N),θ、x、k、μ—意义同上
各段的起终点力可以根据上述公式从张拉端开始进行逐步的计算。
2.3 根据每一段起点力Pq代入公式2中求出每一段平均张拉力Pp。
2.4 根据Pp代入公式计算出每一段的伸长值ΔL,相加后得出全长钢绞线伸长量。
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知识点:后张法预应力张拉计算
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混凝土结构
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