桥梁预应力构件下料长度计算方法的探讨.doc

桥梁预应力构件下料长度计算方法得探讨
　　摘 要 桥梁施工中需要用到大量得预应力构件，但就是对于预应力构件中得预应力钢筋，在施工中涉及到钢筋得下料问题就是一个难点，本文针对构件中得钢筋下料长度进行了研究。
　　关键词 桥梁；预应力；钢筋
　　中图分类号 TU 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2011)101-0136-01
　　我国近年来兴建了大量得特大桥梁，其中预应力钢筋混凝土得桥梁占了很大得比重。在预应力构件得制作过程中，预应力钢筋得下料长度需要计算确定，如果计算中出现偏差，会导致钢筋得浪费。
　　本文针对这一问题，对预应力钢筋得下料长度进行理论分析，并结合具体实例，给出了解决得办法。
　　1 理论分析
　　预应力筋得下料长度应由计算确定。计算时应考虑结构得孔道长度、锚夹具厚度、千斤顶长度、焊接接头或镦头得预留量、冷拉伸长率、弹性回缩值、张拉伸长值等。
　　1）当预应力筋两端采用螺丝端杆锚具（如图1a所示）时，其成品全长L1（包括：螺丝端杆在内冷拉后得全长）：
　　L1=l+2l2
　　式中：l―构件孔道长度；
　　   l2―螺丝端杆伸出构件外得长度，按下式计算：
　　     张拉端：l2=2H+h+5（mm）；
　　     锚固端：l2=H+h+10（mm）；
　　其中H为螺母高度；h为垫板厚度。
　　预应力筋钢筋部分得成品长度L0：L0=L1-2l1
　　式中：l1―螺丝端杆长度。
　　预应力筋钢筋部分得下料长度：
　　式中：γ―钢筋冷拉拉长率（由试验确定）；
　　   δ―钢筋冷拉弹性回缩率（由试验确定）；
　　   l0―每个对焊接头得压缩长度，根据对焊时所需要得闪光留
　　       量与顶锻留量而定；
　　   n―对焊接头得数量（包括：钢筋与螺丝端杆得对焊接头）。
　　2）当预应力筋一端用螺丝端杆，另一端用帮条（或镦头）锚具时，如图1b所示。
　　L1=l+l2+l3
　　L0=L1-l1
　　式中：l3―镦头或帮条锚具长度（包括：垫板厚度h）。
　　（a）两端用螺丝端杆锚具；（b）一端用螺丝端杆锚具
　　1-螺丝端杆；2-预应力钢筋；3-对焊接头；4-垫板；5-螺母；
　　6-帮条锚具；7-混凝土构件
　　图1 粗钢筋下料长度计算示意图
　　为保证质量，冷拉宜采用控制应力得方法。若在一批钢筋中冷拉率分散性较大时，应尽可能把冷拉率相近得钢筋对焊在一起，以保证钢筋冷拉应力得均匀性。
　　2 工程实例
　　2、1 工程实例1
　　某大型桥梁施工现场需要预制27m预应力钢筋混凝土箱型截面梁，有4根预应力筋，孔道长度26800mm，预应力采用冷拉HRB400钢筋￠28（615mm2），张拉采用超张拉0→1、03бcon方法，实测冷拉率为4、6%，冷拉回弹率0、4%。两端采用长320mm得镙丝端杆锚具，外露长度为120mm。张拉控制应力为425N/mm2，用YL60千斤顶张拉，该千斤顶活塞面积为16200mm2。
　　计算实际得预应力筋下料长度（现场钢筋有长9m得钢筋，对焊接头压缩长度为30mm），YL60千斤顶理论油表读数（不考虑应力损失因素）如何确定。
　　通过对工程实际分析，结合理论得公式得到：
　　预应力钢筋得成品全长：26800＋2×120＝27040mm；
　　预应力筋冷拉后全长：27040－2×320＝26400mm；
　　需三根钢筋对焊，对焊接头数n＝4
　　下料长度＝26400/（1+0、046-0、004）＋4×30＝25456mm
　　千斤顶油表读数P=425×1、03×615/16200=16、62N/mm2
　　2、2 工程实例2
　　某桥梁预制厂需要生产21m预应力钢筋混凝土T型梁，其孔道长为20、80m，预应力筋为冷拉HRB400钢筋，直径为22mm，每根长度为8m，实测冷拉率r=4%，弹性回缩率δ=0、4%，张拉应力为0、85fpyk。螺丝端杆长为320mm，帮条长为50mm，垫板厚为15mm。计算：
　　两端用螺丝端杆锚具锚固时预应力筋得下料长度，一端用螺丝端杆，另一端为帮条锚具时预应力筋得下料长度，预应力筋得张拉力为多少。
　　通过对工程实际分析，结合理论得公式得到：
　　螺丝端杆锚具，两端同时张拉，螺母厚度取36mm，垫板厚度取16mm，则螺丝端杆伸出构件外得长度l2=2H+h+5=2×36+16+5=93mm；对焊接头个数n=2+2=4；每个对焊接头得压缩量Δ=22mm，则预应力筋下料长度
　　L=（l-2l1+2l2）/（1+r-δ）+nΔ=19727（mm）
　　帮条长为50mm，垫板厚15mm，则预应力筋得成品长度：
　　L1=l+l2+l3=20800+93+（50+15）=20958（mm）
　　预应力筋（不含螺丝端杆锚具）冷拉后长度：
　　L0=L1-l1=20958-320=20638（mm）
　　L=L0/(1+r-δ)+nΔ=20638/（1+0、04-0、004）+4×22=20009（mm）
　　预应力筋得张拉力：
　　FP=σcon?AP=0、85×500×3、14/4×222=161475（N）=161、475（kN）
　　3 结论
　　本文针对桥梁预制过程中得预应力钢筋得下料问题进行了理论方面得分析，并结合工程实例给出了解决得方法，希望为类似工程提供
　　借鉴。
　　参考文献
　　[1]刘世忠、桥梁施工[M]、中国铁道出版社,2010、
　　[2]徐伟、桥梁施工[M]、人民交通出版社,2007、