30m预制箱梁张拉计算书

福鼎市潮音大桥（人行桥）及岗尾大桥工程

岗尾大桥30m预制箱梁

张拉计算书

福建龙辉建设工程有限公司 二〇一四年九月二十二日

岗尾大桥30m预制箱梁

张拉计算书

一、工程概况

岗尾大桥30m预制箱梁的预应力钢绞线采用高强度低松弛钢铰线，标准强度为fpk=1860Mpa，公称直径d=15.2mm，公称面积A=140mm2，弹性模量Ep=1.997×105Mpa(试验平均值)。

预制箱梁内正弯矩钢束均采用两端同时张拉，锚下控制应力为0.75fpk=1395Mpa，φs15.2-4钢束控制张拉力为781.2KN, φs15.2-5钢束控制张拉力为976.5KN，锚具采用M15-4、M15-5圆形成套锚。

预应力管道成孔采用圆形钢波纹管。

预应力钢束张拉前应先试压同条件养护砼试件，达到设计强度85%以上，且混凝土龄期不少于7天，方可进行组织张拉。 二、预应力钢束张拉顺序

根据施工图设计文件，预应力钢束张拉顺序为：

左N1→右N1→右N3→左N3→左N2→右N2→右N4→左N4 三、预应力钢束张拉程序

1、低松弛预应力钢束张拉程序：

0→初始应力（15％σk）→30％σk→100％σk（持荷5分钟锚固）

2、张拉时实行双控，理论伸长量与实际伸长量相差应控制在-6%～+6%之间，否则应分析原因或重新张拉。张拉严格控制滑丝和断丝，每束断丝不超过1丝，单个孔道内断面断丝总合不超过断面钢丝总数的1%，张拉时应做好施工记录。

四、预应力计算的有关公式及参数

1、预应力筋的理论伸长量计算公式及参数

LPPL AEP式中：PP—预应力筋平均张拉力（N）; L —预应力筋的长度（mm）;

A —预应力筋的截面积（mm2）,取单股A=140mm2；

Ep—预应力筋的弹性模量（N/mm2）,试验平均值Ep=1.997×105N/mm2。

2、预应力筋锚下张拉力计算公式及参数

P=σk×A

式中：σk—设计张拉控制应力（MPa）;

A—预应力筋的截面积（mm2）,取单股A=140mm2；

3、预应力筋的平均张拉力计算公式及参数

P(1e(kx))PP

kx式中：P—预应力筋锚下张拉力（N）;

X—从张拉端至计算截面积的孔道长度（m）;

θ—从张拉端至计算截面积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，根据设计图纸说明，金属波纹管孔道偏差系数取K=0.0015。

ц—预应力筋与孔道壁的摩擦系数，根据设计图纸说明，金属波纹

管孔道摩擦系数取ц=0.25。 e—常数（e =2.7183）

五、钢束实际引伸量的计算及量测方法 1、实际引伸量的计算

钢束伸长量=（30%σk量测值－15%σk量测值）＋（100%σk量测值－15%σk量测值）

2、钢束引伸量的量测方法

采用钢扁尺量测，钢扁尺量测方法如图所示：

六、孔道压浆

预应力终张拉完成经验收合格后，保留30mm预应力筋，将其与部分切除。应在48h内，进行管道真空辅助灌浆。孔道压浆采用活塞式压浆泵。

压浆程序：封锚头→压浆设备安装调试→拌制水泥浆→压浆

1、封锚头：先将压浆孔道外露的钢绞线切割，外露钢绞线长度不小于3cm，采用砂轮机切割。然后用无收缩水泥砂浆将锚具、钢绞线抹严实以免冒浆而损失压浆压力。

2、压浆设备安装调试：将压浆设备安装完成，连接处紧密，并进行试运，确保运行良好。

3、拌制水泥浆：水泥、外加剂过5mm筛网后倒入灰浆机拌制水泥浆。 4、压浆

①、压浆前，首先应将锚具周围的钢丝、钢绞线间缝隙和孔洞填封，防止冒浆，并用水冲洗一遍管道，再用高压风将管道内所有积水吹出，一切准备工作就绪后，经监理工程师检查后方可进行压浆，孔道压浆时用0.5～0.6MPa的压力，浆液一次连续注入，压浆应达到孔道另一端饱满和出浆，并应达到排气孔排出与规定浆液稠度相同的水泥浆为止，然后将出浆口封闭，压浆端的水泥浆压力升至0.7MPa时最少维持2min。并及时填写压浆施工记录。

②、压浆后应及时检查压浆的密实度，如有不密实，应及时处理和纠正；压浆时，每一工作班取不小于3组70.7mm×70.7mm×70.7mm的试件，标准养护28d，检查其抗压强度，作为评定水泥浆质量的依据。

5、对需封锚的锚具，压浆后应先将其周围冲洗干净并对梁端混凝土充分凿毛，然后设置钢筋网浇筑封锚混凝土，确保封锚砼与梁连为一体。封端砼要振捣密实，以免因砼不密实或其他原因对预应力筋造成腐蚀。封锚混凝土的强度应与梁体砼相同。 七、安全措施

1、进入现场必须戴安全帽。禁止穿拖鞋、高跟鞋、光脚从事操作。 2、张拉设备应有专人看护使用，使用前认真检查高压油泵和千斤顶的所有联结点，防止油泵破裂接头处喷油伤人。

3、高压油管使用前应作耐压试验，不合格的不能使用。 油压泵上的安全

阀应调至最大工作油压下能自动打开的状态。油泵运转有不正常情况时，应立即停机检查，在有压情况下不得随意拧动油泵或千斤顶各部位螺丝。

4、油压表安装必须紧密满扣，油泵与千斤顶之间采用的高压油管连同油路的各部接头，均须完整、紧密、油路畅通，在最大工作油压下保持5min不得漏油。若有损坏者应及时修理更换。

5、预应力梁张拉前，在梁端搭设钢管排架，以便悬挂千斤顶。排架的后侧用两层竹架板固定，其两侧可用竹架板固定半面，以形成保护罩。

6、张拉施工中，严禁张拉梁两端站人,各种张拉压浆机具设备严格按照操作规程操作，并有专人保管看护；非操作人员必须离开钢绞线四周450角范围以外，并将该区域作为警戒区域，张拉警戒带，以保证作业人身安全。

7、张拉时用电频繁，加强对施工人员的用电安全教育，并配有专业电工指导生产用电。

8、张拉过程中有专人指挥，安排人员观察构件变化情况，发现异常应及时停止张拉。

9、在张拉时，操作千斤顶和测量伸长值的人员，应站在千斤顶侧面操作，千斤顶后面不准站人，也不得踩踏高压油管，严格遵守操作规程。油泵开动过程中，不得擅自离开岗位；如需离开，必须把油阀门全部松开或切断电路。张拉时发现张拉设备运转声音异常，应立即停机检查维修。

10、张拉时认真做到孔道、锚环与千斤顶三对中，以便张拉工作顺利进行，并不致增加孔道摩擦损失。

11、工具锚夹片，应注意保持清洁和良好的润滑状态。新的工具锚夹片第一次使用前，应在夹片背面涂上润滑脂。以后每使用5～10次，应将工具锚上

的夹片卸下，向锚板的锥形孔中重新涂上一层润滑剂，以防夹片在退楔时卡住。

12、千斤顶及油泵不得超负载工作，油泵和安全阀须按设备额定油压或使用油压调整压力，严禁任意调整。

13、压油泵运转前，应将油路调节阀松开，然后开动油泵，待运转正常后，再紧闭回压阀，逐次旋拧进油阀杆，增大负压，并注意压力表指针是否正常。

14、锚具、夹具均应设专人妥善保管，避免锈蚀、沾污、遭受机械损伤或散失。在终张拉后应对锚具进行防锈防水处理。

15、张拉退楔时，千斤顶后不得站人，以防预应力钢绞线拉断或夹片弹出伤人。

16、油泵运转有不正常情况时，应立即停机进行检查。在有压力情况下，不能随意拧动油泵或千斤顶各部位的螺丝。

17、孔道灌浆时，持喷嘴人员必须戴好防护镜，穿雨衣、戴胶皮手套，喷嘴插入孔道后，胶皮垫圈应压紧在空洞上，胶管应与浆泵连接牢固，防止喷浆伤人。

八、张拉应力、油表读数计算 中跨：N1、N2、N3、N4钢束；边跨：N3、N4钢束 张拉方式：两端张拉 股数 张拉控制应力(MPa) 采用张拉程序 千斤顶型号及编号 对应油表编号 校准方程 行程 张拉力(KN) 对应油表读数(MPa) 15%σk 117.18 4.07 YCW150C（40901） 0239914 Y=0.033X+0.20 30%σk 234.36 7.93 100%σk 781.2 25.98 15%σk 117.18 4.19 4 1395 一次张拉 YCW150C（40903） 1182108 Y=0.0329X+0.33 30%σk 234.36 8.04 100%σk 781.2 26.03

边跨：N1、N2钢束 张拉方式：两端张拉 股数 张拉控制应力(MPa) 5 1395

采用张拉程序 千斤顶型号及编号 对应油表编号 校准方程 行程 张拉力(KN) 对应油表读数(MPa) 15%σk 146.48 5.03 YCW150C（40901） 0239914 Y=0.033X+0.20 30%σk 292.95 9.87 100%σk 976.5 32.42 15%σk 146.48 5.15 一次张拉 YCW150C（40903） 1182108 Y=0.0329X+0.33 30%σk 292.95 9.97 100%σk 976.5 32.46

九、理论伸长量计算

边跨钢束：N1 预应力筋截面积(mm)：140 锚下控制应力MPa：σk=1395 管道偏差系数：K=0.0015 预应力筋的孔道长度 计算长度 （m） 分段 （mm） 序号 L X 左端 1段 2段 3段 4段 5段 合计 右端 1段 2段 3段 4段 5段 合计 总计 1374 788 6736 3927 2655 15480 1374 788 8456 3927 828 15373 30853 0.724 0.788 6.736 3.927 2.655 14.830 0.724 0.788 8.456 3.927 0.828 14.723 29.553 2股数：5 试验弹性模量(N/mm)：EP=199700 管道摩阻系数：µ=0.25 平弯角度 （rad） θ平 0 1.8π/180 0 0 0 0 1.8π/180 0 0 0 竖弯角度 （rad） θ竖 0 0 0 5π/180 0 0 0 0 5π/180 0 夹角和 （rad） θ=θ平+θ竖 0 1.8π/180 0 5π/180 0 0 1.8π/180 0 5π/180 0 起点力 （N） P 976500 975440 966666 956948 930797 976500 975440 966666 954482 928399 2钢束截面积(mm)：A=140*5=700 终点力 （N） P终 975440 966666 956948 930797 927098 975440 966666 954482 928399 927247

平均张拉力（N） P(1 e(kx))PPkx2张拉方式 ：两端张拉 理论伸长量(含工作段) （mm） PLL PAEP设计伸长量(未含工作段) （mm） L设 209.0 差值 （mm） L差 1.7 975970 971046 961799 943812 928946 975970 971046 960561 941380 927823 9.6 5.5 46.3 26.5 17.6 105.6 9.6 5.5 58.1 26.4 5.5 105.1 210.7

边跨钢束：N2 预应力筋截面积(mm)：140 锚下控制应力MPa：σk=1395 管道偏差系数：K=0.0015 预应力筋的孔道长度 计算长度 （m） 分段 （mm） 序号 L X 左端 1段 2段 3段 4段 5段 合计 右端 1段 2段 3段 4段 5段 合计 总计 1374 788 5130 3927 4255 15474 1374 788 6850 3927 2450 15389 30863 0.724 0.788 5.130 3.927 4.255 14.824 0.724 0.788 6.850 3.927 2.450 14.739 29.563 2股数：5 试验弹性模量(N/mm)：EP=199700 管道摩阻系数：µ=0.25 平弯角度 （rad） θ平 0 1.8π/180 0 0 0 0 1.8π/180 0 0 0 竖弯角度 （rad） θ竖 0 0 0 5π/180 0 0 0 0 5π/180 0 夹角和 （rad） θ=θ平+θ竖 0 1.8π/180 0 5π/180 0 0 1.8π/180 0 5π/180 0 起点力 （N） P 976500 975440 966666 959256 933042 976500 975440 966666 956784 930638 2钢束截面积(mm)：A=140*5=700 终点力 （N） P终 975440 966666 959256 933042 927106 975440 966666 956784 930638 927224

平均张拉力（N） P(1 e(kx))PPkx2张拉方式 ：两端张拉 理论伸长量(含工作段) （mm） PLL PAEP设计伸长量(未含工作段) （mm） L设 208.0 差值 （mm） L差 2.3 975970 971046 962956 946089 930071 975970 971046 961716 943651 928930 9.6 5.5 35.3 26.6 28.3 105.3 9.6 5.5 47.1 26.5 16.3 105.0 210.3

边跨钢束：N3 预应力筋截面积(mm)：140 锚下控制应力MPa：σk=1395 管道偏差系数：K=0.0015 预应力筋的孔道长度 计算长度 （m） 分段 （mm） 序号 L X 左端 1段 2段 3段 4段 5段 合计 右端 1段 2段 3段 4段 5段 合计 总计 1374 788 3522 3927 5855 15466 1374 788 5244 3927 4072 15405 30871 0.724 0.788 3.522 3.927 5.855 14.816 0.724 0.788 5.244 3.927 4.072 14.755 29.571 2股数：4 试验弹性模量(N/mm)：EP=199700 管道摩阻系数：µ=0.25 平弯角度 （rad） θ平 0 1.8π/180 0 0 0 0 1.8π/180 0 0 0 竖弯角度 （rad） θ竖 0 0 0 5π/180 0 0 0 0 5π/180 0 夹角和 （rad） θ=θ平+θ竖 0 1.8π/180 0 5π/180 0 0 1.8π/180 0 5π/180 0 起点力 （N） P 781200 780352 773333 769258 748236 781200 780352 773333 767273 746306 2钢束截面积(mm)：A=140*4=560 终点力 （N） P终 780352 773333 769258 748236 741694 780352 773333 767273 746306 741762

平均张拉力（N） P(1 e(kx))PPkx2张拉方式 ：两端张拉 理论伸长量(含工作段) （mm） PLL PAEP设计伸长量(未含工作段) （mm） L设 208.0 差值 （mm） L差 1.9 780776 776837 771293 758699 744960 780776 776837 770299 756741 744032 9.6 5.5 24.3 26.6 39.0 105.0 9.6 5.5 36.1 26.6 27.1 104.9 209.9

边跨钢束：N4 预应力筋截面积(mm)：140 锚下控制应力MPa：σk=1395 管道偏差系数：K=0.0015 预应力筋的孔道长度 计算长度 （m） 分段 （mm） 序号 L X 左端 1段 2段 3段 合计 右端 1段 2段 3段 合计 总计

1716 733 12994 15443 1716 733 12837 15286 30729 1.066 0.733 12.994 14.793 1.066 0.733 12.837 14.636 29.429 2股数：4 试验弹性模量(N/mm)：EP=199700 管道摩阻系数：µ=0.25 平弯角度 （rad） θ平 0 0 0 0 0 0 竖弯角度 （rad） θ竖 0 1.4π/180 0 0 1.4π/180 0 夹角和 （rad） θ=θ平+θ竖 0 1.4π/180 0 0 1.4π/180 0 起点力 （N） P 781200 779952 774350 781200 779952 774350 2钢束截面积(mm)：A=140*4=560 终点力 （N） P终 779952 774350 759403 779952 774350 759582 平均张拉力（N） P(1 e(kx))PPkx2张拉方式 ：两端张拉 理论伸长量(含工作段) （mm） PLL PAEP设计伸长量(未含工作段) （mm） L设 208.0 差值 （mm） L差 3.3 780576 777148 766852 780576 777148 766942 12.0 5.1 89.1 106.2 12.0 5.1 88.0 105.1 211.3

中跨钢束：N1 预应力筋截面积(mm)：140 锚下控制应力MPa：σk=1395 管道偏差系数：K=0.0015 预应力筋的孔道长度 计算长度 （m） 分段 （mm） 序号 L X 单端 1段 2段 3段 4段 5段 合计 1374 788 8456 3927 828 15373 0.724 0.788 8.456 3.927 0.828 14.723 29.446 2股数：4 试验弹性模量(N/mm)：EP=199700 管道摩阻系数：µ=0.25 平弯角度 （rad） θ平 0 1.8π/180 0 0 0 竖弯角度 （rad） θ竖 0 0 0 5π/180 0 夹角和 （rad） θ=θ平+θ竖 0 1.8π/180 0 5π/180 0 起点力 （N） P 781200 780352 773333 763586 742719 2钢束截面积(mm)：A=140*4=560 终点力 （N） P终 780352 773333 763586 742719 741797 平均张拉力（N） P(1 e(kx))PPkx2张拉方式 ：两端张拉 理论伸长量(含工作段) （mm） PLL PAEP设计伸长量(未含工作段) （mm） L设 208.0 差值 （mm） L差 2.2 780776 776837 768449 753104 742258 9.6 5.5 58.1 26.4 5.5 105.1 210.2 两端 30746 总计

中跨钢束：N2 预应力筋截面积(mm)：140 锚下控制应力MPa：σk=1395 管道偏差系数：K=0.0015 预应力筋的孔道长度 计算长度 （m） 分段 （mm） 序号 L X 单端 1段 2段 3段 4段 5段 合计 1374 788 6850 3927 2450 15389 0.724 0.788 6.850 3.927 2.450 14.739 29.478 2股数：4 试验弹性模量(N/mm)：EP=199700 管道摩阻系数：µ=0.25 平弯角度 （rad） θ平 0 1.8π/180 0 0 0 竖弯角度 （rad） θ竖 0 0 0 5π/180 0 夹角和 （rad） θ=θ平+θ竖 0 1.8π/180 0 5π/180 0 起点力 （N） P 781200 780352 773333 765427 744511 2钢束截面积(mm)：A=140*4=560 终点力 （N） P终 780352 773333 765427 744511 741780 平均张拉力（N） P(1 e(kx))PPkx2张拉方式 ：两端张拉 理论伸长量(含工作段) （mm） PLL PAEP设计伸长量(未含工作段) （mm） L设 208.0 差值 （mm） L差 2.0 780776 776837 769373 754921 743144 9.6 5.5 47.1 26.5 16.3 105.0 210.0 两端 30778 总计

中跨钢束：N3 预应力筋截面积(mm)：140 锚下控制应力MPa：σk=1395 管道偏差系数：K=0.0015 预应力筋的孔道长度 计算长度 （m） 分段 （mm） 序号 L X 单端 1段 2段 3段 4段 5段 合计 1374 788 5244 3927 4072 15405 0.724 0.788 5.244 3.927 4.072 14.755 29.510 2股数：4 试验弹性模量(N/mm)：EP=199700 管道摩阻系数：µ=0.25 平弯角度 （rad） θ平 0 1.8π/180 0 0 0 竖弯角度 （rad） θ竖 0 0 0 5π/180 0 夹角和 （rad） θ=θ平+θ竖 0 1.8π/180 0 5π/180 0 起点力 （N） P 781200 780352 773333 767273 746306 2钢束截面积(mm)：A=140*4=560 终点力 （N） P终 780352 773333 767273 746306 741762 平均张拉力（N） P(1 e(kx))PPkx2张拉方式 ：两端张拉 理论伸长量(含工作段) （mm） PLL PAEP设计伸长量(未含工作段) （mm） L设 208.0 差值 （mm） L差 1.7 780776 776837 770299 756741 744032 9.6 5.5 36.1 26.6 27.1 104.9 209.7 两端 30810 总计