12.7鋼絞線怎麽算申長值
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。