后张法智能张拉伸长值计算

智能预应力张拉的介绍及伸长值的测量和计算一、预应力的概念•预应力的作用普通混凝土构件当裂缝宽度限制在0.2~0.3mm时受拉钢筋的应力也只能达到150~250N/mm2，不能充分发挥钢筋作用。通过对钢筋进行张拉，使混凝土获得预压应力。构件受力后产生的拉应力首先与预压应力抵消，然后才被拉伸，这就延缓了裂缝的出现和开展。从而提高了构件的刚度、抗裂性和耐久性。•一般设计原则正常使用极限状态下：混凝土受拉区不出现拉应力手动驱动油泵压力表读数控制张拉力人工测量张拉伸长量人工记录二、传统预应力张拉工艺人工张拉力控制误差过大张拉伸长值测量不精确指针摆动幅度大繁杂、易错未能实现张拉力和张拉伸长值的双重同步控制；预应力筋实际应力控制不准，误差大。《公路桥涵施工技术规范》JTG/TF50-20117.12.2第1款规定“各千斤顶之间同步张拉力的允许误差为±2%”；7.12.2第2款规定“张拉力控制应力的精度宜为±1.5%，保证千斤顶具有足够的持荷时间。”规范要求2002年，黄石长江大桥检测发现主跨严重下挠，最大下挠度达33.5cm2004年，辽宁盘锦田庄台大桥由于由于预应力张拉不规范，突然发生坍塌2009年，西宁市正在施工的高架桥由于预应力张拉不到位，导致突然坍塌原因：桥梁施工中预应力张拉不规范。2011年，钱塘江三桥、武夷山公馆大桥、盐城通榆河大桥五天三桥坍塌事故实例三、智能预应力张拉工艺1.系统主要组成系统工作时，计算机实时获取千斤顶油压、伸缩位移信息等数据，并实时传输至控制器进行分析，监测两端千斤顶张拉力是否平衡；如果平衡，系统则按客户设定力值持续加载，到达设定力值后，则停止张拉。若张拉力相差超过2%时，控制器控制拉力较小一端的磁阀通断以达到调节油压的目的，最终使两端千斤顶的张拉力之差在2%范围内，实现张拉力及加载速度的实时精确控制。2.工作原理4、操作界面程序可以根据要求改编，优化空间大3.系统特点(1)采用力传感器监测张拉控制力，张拉控制精度大大提高；(2)采用人工智能回馈算法对张拉过程进行控制，多点同步精度大大提高，多点同步精度≤±1%；(3)自动持荷，持荷过程张拉控制力与目标值误差≤±0.5%；(4)采用位移传感器测量张拉伸长量，监测精度：0.1mm；(5)自动测量锚具回缩值；(6)自动生成报表，数据真实准确；(7)节省人力，降低控制难度；优点：缺点：(1)系统操作要求高，张拉前建模工作量大；(2)传感器易发生故障，需专人维修。四、伸长值的计算《公路桥涵施工技术规范》JTG/TF50-20117.6.3第3款规定预应力筋采用应力控制方法张拉时，应以伸长值进行校核，实际伸长值与理论伸长值的差值应符合设计要求，设计无规定时，实际伸长值与理论伸长值的差值应控制在±6%以内，否则应暂停张拉，待查明原因并采取措施予以调整后，方可继续张拉。1、理论伸长值的计算1、理论伸长值的计算钢绞线弹性模量Ep(MPa)管道摩擦系数μ钢绞线标准强度Ryb(MPa)张拉控制力σcon(MPa)钢绞线面积A(mm2)管道偏差系数k理论伸长值2.00E+050.17186013951400.001549.94xθkμkx+μθe-（kx+μθ)σP起始力PZ终点力Pp平均力LAp截面积Ep弹性模量△L(㎜)∑△L(㎜)右端斜线3.85700.001500.170.00580.994213950000003320100.0003300947.023310514.283.857238020026.82318.5曲线0.8380.139626340.001500.170.02500.97533300947.0203219467.3453260037.480.83823802005.74直线10.69200.001500.170.01600.98413219467.3453168245.3753193787.9010.692238020071.74曲线0.8380.139626340.001500.170.02500.97533168245.3753090041.2723128980.440.83823802005.51斜线10.76500.001500.170.01610.98403090041.2723040545.5223065226.7910.765238020069.32曲线0.8380.139626340.001500.170.02500.97533040545.5222965493.5273002863.210.83823802005.29直线7.86900.001500.170.01180.98832965493.5272930696.0942948060.587.869238020048.74曲线0.5970.0994837670.001500.170.01780.98232930696.0942878968.9572904755.760.59723802003.64斜线13.646200.001500.170.02050.97972878968.9572820637.5162849703.7413.6462238020081.7050mxθkμkx+μθe-（kx+μθ)σPPZPpLApEp△L(㎜)∑△L(㎜)右端直线5000.001500.170.07500.927713950000002343600.0002174259.6352257871.54501680200335.99336.0每一米直钢绞线伸长量：336/50=6.72mm每一米腹板钢绞线伸长量：318.5/50=6.37mm50m腹板束总预应力损失：（3320100-2820637.516）/3320100=13.712%钢绞线弹性模量Ep(MPa)管道摩擦系数μ钢绞线标准强度Ryb(MPa)张拉控制力σcon(MPa)钢绞线面积A(mm2)管道偏差系数k理论伸长值2.00E+050.14186013951400.001549.94xθkμkx+μθe-（kx+μθ)σP起始力PZ终点力Pp平均力LAp截面积Ep弹性模量△L(㎜)∑△L(㎜)右端斜线3.85700.001500.140.00580.994213950000003320100.0003300947.023310514.283.857238020026.82321.4曲线0.8380.139626340.001500.140.02080.97943300947.0203232981.3023266846.330.83823802005.75直线10.69200.001500.140.01600.98413232981.3023181544.3243207194.0710.692238020072.04曲线0.8380.139626340.001500.140.02080.97943181544.3243116037.083148677.130.83823802005.54斜线10.76500.001500.140.01610.98403116037.0803066124.9343091013.8410.765238020069.90曲线0.8380.139626340.001500.140.02080.97943066124.9343002994.1473034450.090.83823802005.34直线7.86900.001500.140.01180.98833002994.1472967756.6782985340.757.869238020049.35曲线0.5970.0994837670.001500.140.01480.98532967756.6782924089.392945869.090.59723802003.69斜线13.646200.001500.140.02050.97972924089.3902864843.7542894365.5113.6462238020082.98一般预应力箱梁，对管道摩擦系数试验测定必要性不高50m腹板束管道摩擦系数取值引起的偏差：（321.4-318.5）/312.4*100%=0.93%BT1xθkμkx+μθe-（kx+μθ)σPPZPpLApEp△L(㎜)∑△L(㎜)右端直线5000.000000.170.00001.000013950000002343600.0002343582.4232343591.21401680200279.00279.040mxθkμkx+μθe-（kx+μθ)σPPZPpLApEp△L(㎜)∑△L(㎜)右端直线5000.001500.170.07500.927713950000002343600.0002174259.6352257871.54401680200270.79270.840m直线束最大伸长量279mm，平均每米伸长值：6.974最大正偏差：（279-270.8）/348.7=3.19%T5xθkμkx+μθe-（kx+μθ)σPPZPpLApEp△L(㎜)∑△L(㎜)左端斜线32.36500.001500.170.04850.952613950000002343600.0002232541.6922287621.5632.3651680200220.35268.1曲线0.66280.209439510.001500.170.03660.96412232541.6922152310.2322192181.270.662816802004.32直线2.02800.001500.170.00300.99702152310.2322145772.8532149039.892.028168020012.97曲线1.32550.2617993880.001500.170.04650.95462145772.8532048290.7112096654.101.325516802008.27斜线3.643800.001500.170.00550.99452048290.7112037125.9082042703.223.6438168020022.15T5xθkμkx+μθe-（kx+μθ)σPPZPpLApEp△L(㎜)∑△L(㎜)左端斜线2.36500.001500.170.00350.996513950000002343600.0002335300.8082339447.952.365168020016.47252.4曲线0.66280.209439510.001500.170.03660.96412335300.8082251376.4662293082.680.662816802004.52直线2.02800.001500.170.00300.99702251376.4662244538.1852247955.592.028168020013.57曲线1.32550.2617993880.001500.170.04650.95462244538.1852142569.1492193158.601.325516802008.65斜线33.643800.001500.170.05050.95082142569.1492037125.9082089404.1133.64381680200209.21计算方向的偏差：（268.1-252.4）/268.1*100%=5.86%分段计算比全段计算精度高2、实际伸长值的测量和计算2.1计算分析1、张拉至初应力0的预应力筋伸长量L02、张拉至相邻级应力(1=20）的预应力筋伸长量L13、张拉至控制应力con的预应力筋伸长量LK△L1=Lk-L0△L2=L1-L0△L=(Lk-L0)+(L1-L0）是否应减去锚固时的预应力筋内缩量SH？2.2公式推导位移传感器测出的是活塞的位移，其中包含了工具锚和工作锚之间钢绞线的伸长量，以及张拉过程中工具锚锚固产生的预应力筋回缩量。1．千斤顶安装就位后，选一根钢绞线，在工具夹片外约1cm的位置安装带测量标尺的专用夹