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12.7鋼絞線怎麽算申長值

預應力鋼絞線理論伸長值計算書

計算依據:根據設計圖紙及《鋼絞線試驗檢測報告》,由《橋規》 129頁公式計算而得出結果:

PpL

公式:△L=———————

ApEp

式中:Pp———鋼絞線的平均張拉應力(N)直線筋取張拉端的拉力。

L———鋼絞線的長度(mm)。

Ap———鋼絞線的截面面積(m㎡)。

Ep———鋼絞線的彈性模量(N/ m㎡), 根據《鋼絞線試驗檢測報告》取197800(N)。

其中:Pp值(直線筋取張拉端的張拉力),根據《橋規》 339頁計算而得:

Pcon [1—e-(kx+μθ)]

公式:Pp=—————————————

Kx + μθ

式中:Pcon ———鋼絞線張拉端的張拉力(N)。

x———從張拉端至計算截面的孔道長度(m)。

θ———從張拉端計算截面曲線孔道部分切線的夾角之和(rad),因為1(rad)=π/ 180°,所以計算弧度角=θ×π/180。

K———孔道每米局部偏差對摩擦系數,由施工規範提供為K=0.0015。

μ———鋼絞線與孔道壁的摩擦系數,由施工規範提供為u=0.25。

e———自然對數的底≈2.7182548,常用數學符號。

第壹步:先計算正彎矩鋼絞線的平均張拉應力和理論伸長值。

壹、連續段箱梁的計算

A、先計算N1鋼絞線。N1為3束鋼絞線,下料長度為20.90m。

1、將N1鋼絞線分成三段:

AB——直線段,BC——曲線段,CD——直線段

2、已知CD段=1.669m(由圖紙查得),求AB和BC段長度。

先把切線角之和tan6.5°,換算成弧度再乘以半徑 R:

即 BC= 5000×π/180×6.5°=5.672m

AB=下料長度÷2-CD-BC-工作長度

=20.90÷2-1.669-5.672-0.65 =2.459 m

3、分別計算各段的θ值:

ABθ=CDθ=0, BC=π/180 ×θ (切線角 6.5°)=0.1134464(rad)。

4、計算張拉端的張拉應力P(N):

P=標準強度×75%×單根鋼絞線截面面積×根數=1860×75/100×140×3=585900(N)

5、分段計算錨下鋼絞線的平均張拉應力和理論伸長量(見下表):

表中張拉段尾端張拉力(即控制力Pcon經張拉段孔道摩阻後剩余張拉力)Pw(N)= Pcon×e-(kx+μθ),本張拉段尾端張拉力=下壹

段張拉段起點張拉力。

線段

θ=π/180 ×θ

x(m)

kx+μθ

e-(kx+μθ)

Pw(N)

Pcon(N)

Pp(N)

理論伸長量

(mm)

AB

0

2.459

0.0036885

0.9963182942

583742.8885

585900

584820.7749

17.31

BC

0.1134464

5.672

0.0368696

0.963801807

562612.4508

583742.8885

573112.7471

39.13

CD

0

1.669

0.0025035

0.997499631

562612.4508

561908.7976

11.29

67.73

6.計算錨外(即千斤頂部分)鋼絞線伸長量:

PpL

△L =———×1000=585900×0.5÷(140×3×197800)×1000=3.5(mm)。

ApEp

7.計算N1鋼絞線全段理論伸長量:

△L=(三段伸長量之和+錨外鋼絞線伸長量)×2 =(63.88+3.5)×2=142.46(mm)

B、計算N2鋼絞線。N2鋼絞線為4束鋼絞線下料長度為20.95m。

1、把N2鋼絞線分成三段:

AB——直線段,BC——曲線段,CD——直線段

2、已知CD段=3.583m,求BC和AB段之長度:

BC=R×π/180×θ =4000×π/180×6.5°=4.538m

AB=20.95/2-3.583-4.538-0.65 =1.704m

3、分別計算各段的θ值:

ABθ=CDθ=0,BCθ=π/180 ×θ(切線角 6.5°) =0.1134464(rad)。

4、計算張拉端的張拉應力P值為781200(N)

5、分段計算錨下鋼絞線的平均張拉應力和理論伸長量(見下表):

表中張拉段尾端張拉力(即控制力Pcon經張拉段孔道摩阻後剩余張拉力)Pw(N)= Pcon×e-(kx+μθ),本張拉段尾端張拉力=下壹

段張拉段起點張拉力。

線段

θ=π/180 ×θ

x(m)

kx+μθ

e-(kx+μθ)

Pw(N)

Pcon(N)

Pp(N)

理論伸長量

(mm)

AB

0

1.704

0.002556

0.9974472638

779205.8025

781200

780202.4724

12.00

BC

0.1134464

4.538

0.0351686

0.965442629

752277.7237

779205.8025

765663.2337

31.37

CD

0

3.583

0.0053745

0.9946399168

752277.7237

750259.7802

24.27

67.64

6.計算錨外(即千斤頂部分)鋼絞線伸長量:

PpL

△L =———×1000=781200×0.5÷(140×4×197800)×1000=3.5(mm)。

ApEp

7.計算N2鋼絞線全段理論伸長量:

△L=(三段伸長量之和+錨外鋼絞線伸長量)×2=(67.64+3.5)×2 =142.28(mm)

C、計算N3鋼絞線。N3鋼絞線為5束。下料長度為20.70m。

1、把N3鋼絞線分成三段:

AB——直線段,BC——曲線段,CD——直線段

2、已知CD段=7.901m,求BC和AB段之長度:

BC=R×π/180×θ =3000×π/180×1.4°=0.733m

AB=20.70/2-0.733-7.901-0.65 =1.066m

3、分別計算各段的θ值:

Aθ=CDθ=0,BCθ=π/180 ×θ(切線角 1.4°) =0.02443461(rad)4、計算張拉端的張拉應力P值:P=1860×75%×140×5=976500(N)

5、分段計算錨下鋼絞線的平均張拉應力和理論伸長量(見下表):

表中張拉段尾端張拉力(即控制力Pcon經張拉段孔道摩阻後剩余張拉力)Pw(N)= Pcon×e-(kx+μθ),本張拉段尾端張拉力=下壹

段張拉段起點張拉力。

線段

θ=π/180 ×θ

x(m)

kx+μθ

e-(kx+μθ)

Pw(N)

Pcon(N)

Pp(N)

理論伸長量

(mm)

AB

0

1.066

0.001599

0.9984022777

974939.8242

976500

975719.716

7.51

BC

0.02443461

0.733

0.007208153

0.992817763

967937.5757

974939.8242

971434.5517

5.14

CD

0

7.901

0.0118515

0.9882184524

967937.5717

962224.4083

54.91

67.56

6.計算錨外(即千斤頂部分)鋼絞線伸長量:

PpL

△L =———×1000=976500×0.5÷(140×5×197800)×1000=3.5(mm)。

ApEp

7.計算N3鋼絞線全段理論伸長量:

△L=(三段伸長量之和+錨外鋼絞線伸長量)×2 =(67.56+3.5)×2 =142.12(mm)

二、非連續段箱梁的計算

A、先計算N1鋼絞線。N1鋼絞線為5束,下料長度為20.93m。

1、把N1鋼絞線分成三段:

AB——直線段,BC——曲線段,CD——直線段

2、已知CD段=1.695m,求BC和AB之長度:

BC=R×π/180×θ =5000×π/180×6.5°=5.672m

AB=20.93/2-1.695-5.672-0.65 =2.448m

3、分別計算各段的θ值:

ABθ=CDθ=0,BCθ=π/180×θ =π/180×6.5°=0.1134464

4、計算張拉端的張拉應力P(N)

P=1860×75%×140×5=976500(N)

5、分段計算錨下鋼絞線的平均張拉應力和理論伸長量(見下表):

表中張拉段尾端張拉力(即控制力Pcon經張拉段孔道摩阻後剩余張拉力)Pw(N)= Pcon×e-(kx+μθ),本張拉段尾端張拉力=下壹段張拉段起點張拉力。

線段

θ=π/180 ×θ

x(m)

kx+μθ

e-(kx+μθ)

Pw(N)

Pcon(N)

Pp(N)

理論伸長量

(mm)

AB

0

2.448

0.003672

0.9963347335

972920.8673

976500

974709.3511

17.23

BC

0.1134464

5.672

0.0368696

0.963801807

937723.9886

972920.8673

955203.6726

39.13

CD

0

1.695

0.0025425

0.9974607294

937723.9886

936532.9224

11.46

67.82

6.計算錨外(即千斤頂部分)鋼絞線伸長量:

PpL

△L =———×1000=976500×0.5÷(140×5×197800)×1000=3.5(mm)。

ApEp

7.計算N1鋼絞線全段理論伸長量:

△L=(三段伸長量之和+錨外鋼絞線伸長量)×2 =(67.82+3.5)×2 =142.64(mm)

B、計算N2鋼絞線。N2鋼絞線為5束,下料長度為20.95m。

1、把N2鋼絞線分成三段:

AB——直線段,BC——曲線段,CD——直線段

2、已知CD段=3.579m,求BC和AB之長度:

BC=R×π/180×θ =4000×π/180×6.5°=4.538m

AB=20.95/2-3.579-4.538-0.65 =1.708m

3、分別計算各段的θ值:

ABθ=CDθ=0,BCθ=π/180×θ =π/180×6.5°=0.1134464

4、計算張拉端得張拉應力P(N)

P=1860×75%×140×5=976500(N)

5、分段計算錨下鋼絞線的平均張拉應力和理論伸長量(見下表):

線段

θ=π/180 ×θ

x(m)

kx+μθ

e-(kx+μθ)

Pw(N)

Pcon(N)

Pp(N)

理論伸長量

(mm)

AB

0

1.708

0.002562

0.9974412791

974001.4091

976500

975250.1791

12.03

BC

0.1134464

4.538

0.0351686

0.965442628

940342.4801

974001.4091

957073.3274

31.37

CD

0

3.579

0.0053685

0.9946458846

940342.4801

937822.8842

24.24

67.64

表中張拉段尾端張拉力(即控制力Pcon經張拉段孔道摩阻後剩余張拉力)Pw(N)= Pcon×e-(kx+μθ),本張拉段尾端張拉力=下壹段張拉段起點張拉力。

6.計算錨外(即千斤頂部分)鋼絞線伸長量:

PpL

△L = ———×1000=976500×0.5÷(140×5×197800)×1000=3.5(mm)。

ApEp

7.計算N2鋼絞線全段理論伸長量:

△L=(三段伸長量之和+錨外鋼絞線伸長量)×2 =(67.64+3.5)×2 =142.28(mm)

C、 計算N3鋼絞線。N3鋼絞線為4束,下料長度為20.80m。

1、把N3鋼絞線分成三段:

AB——直線段,BC——曲線段,CD——直線段

2、已知CD段=8.001m,求BC和AB之長度:

BC=R×π/180×θ =3000×π/180×1.4°=0.733m

AB=20.80/2-0.733-8.001-0.65 =1.016m

3、分別計算各段的θ值:

ABθ=CDθ=0,BCθ=π/180×θ =π/180×1.4°=0.02443461

4、計算張拉端的張拉應力P(N)

P=1860×75%×140×4=781200(N)

5、分段計算錨下鋼絞線的平均張拉應力和理論伸長量(見上表):

表中張拉段尾端張拉力(即控制力Pcon經張拉段孔道摩阻後剩余張拉力)Pw(N)= Pcon×e-(kx+μθ),本張拉段尾端張拉力=下壹段張拉段起點張拉力。

線段

θ=π/180 ×θ

x(m)

kx+μθ

e-(kx+μθ)

Pw(N)

Pcon(N)

Pp(N)

理論伸長量

(mm)

AB

0

1.016

0.001524

0.9984771607

780010.3579

781200

780605.027

7.16

BC

0.02443461

0.733

0.007208152

0.992817764

774408.1394

780010.3579

777205.9292

5.14

CD

0

8.001

0.0120015

0.9880702308

774408.1394

769779.6417

55.6

67.9

6.計算錨外(即千斤頂部分)鋼絞線伸長量:

PpL

△L =———×1000=976500×0.5÷(140×4×197800)×1000=3.5(mm)。

ApEp

7.計算N3鋼絞線全段理論伸長量:

△L=(三段伸長量之和+錨外鋼絞線伸長量)×2 =(67.9+3.5)×2 =142.8(mm)

第二步:計算負彎矩鋼絞線的平均張拉應力和理論值。

1、 先計算N1鋼絞線,N1下料長度為7.61m

L=7.61/2-0.3(工作長度)+0.15(設備長度)×2=(7.61/2-0.3+0.150×2=7.31m

P=1860×0.75×140=195300(N)

195300(1-eˉ(0.0015×7.31 +0.25×0))

Pp =—————————————————————

0.0015×7.31+0.25×0

195300(1-eˉ(0.0109657))

=—————————————————=194233.1706(N)

0.0109657

194233.1706×7.31 1419844.477

△L=———————————=————————51.27mm

140×197.8 27692

2、 計算N2鋼絞線,N2下料長度為13.61m。

L=(13.61/2-0.3+0.15)×2=13.31m

P=1860×0.75×140=195300(N)

195300(1-eˉ(0.0015×13.31+0.25×0))

Pp =————————————————————=193363.3277(N)

0.0015×13.31+0.25×0

193363.3277×13.31

△L=———————————=92.94mm

140×197.8

3、計算N3鋼絞線,N3鋼絞線下料長度為13.61說明:N3的計算過程及結果同N2。