文章编号：1673 -6052(2017)12 -0013 -03
北方交通
DOI：10.15996/j. cnki. bfjt.2017.12.004
一 13 —
论桥梁预应力张拉“双控”指标的计算及确定方法
张勇
(山西交通职业技术学院公路工程系晋中市030619)
摘要：以公路桥梁通用图为载体，以公路桥涵施工技术规范为引人点，详细而系统地介绍了双控中各参数的
含义以及计算、确定方法，归纳形成了可指导实施双控施工的框架流程。
关键词：双控;张拉应力;伸长量;张拉程序
中图分类号：U442.5 文献标识码：B
预应力张拉施工是预制梁施工的核心，JTG/T F50 -2011版公路桥涵施工技术规范（简称桥涵规 范，下同）“7. 6施加预应力”部分明确提出预应力筋 采用应力控制方法张拉时应以伸长值进行校核，即我 们常说的“双控”，“双控”在现代公路桥梁中应用广泛。 本文结合交通部2007年12版《公路桥梁通用图》30m 跨径箱梁部分(编号20 -11 )，探讨如何在施工前确定 “双控”中各项技术参数、施工中如何实施“双控'1 “双控”含义以及桥涵规范具体要求说明
“双控”即张拉过程中以张拉应力控制为主，以 伸长量进行校核，以保证张拉施工按照设计要求来 进行。
(1) 张拉程序即张拉应力要求
以后张法为例（先张法同理），桥涵规范 “7. 8.5”中明确了采用不同锚具和预应力筋时的张 拉程序，详见表“7. 8.5 - 1”，同时指出(7_为张拉时 的控制应力，包括了预应力损失值。同时规定在任 何情况下张拉控制应力都不得超过设计规定的最大 张拉控制应力。
(2) 伸长量控制要求
实际伸长量与理论伸长量的差值应符合设计要 求，设计未规定时其偏差应控制在± 6%以内。桥涵 规范“7.6. 3”部分以及附录C1中分别详细地给出 了理论伸长量的计算公式以及实际伸长量的量取和 计算方法，本文不再赘述。2
张拉应力控制
(1)预应力筋、锚具、张拉控制应力等基本参数
的获取
本通用图“说明”部分指出预应力钢绞线采用 抗拉强度标准值为1860MPa、公称直径为15. 2mm 的低松弛高强度钢绞线;预制梁正弯曲采用M15 -4 等圆形锚具及配套配件（夹片式自锚性体系）。同 时给出预应力筋的弹模Ep = 195000MPa、管道摩察 系数IX = 〇. 25、管道偏差系数k = 0. 0015，且锚下张 拉控制应力(1_为0. 75倍的预应力钢绞线抗拉强 jOTm =0.75 X1860 =1395MPa。度标准值，即（
(2) 张拉程序的确定及初应力取值
由前述信息，结合桥涵规范中表“ 7. 8. 5 - 1”可 确定设计要求的张拉程序应为:〇—初应力 (持荷5min锚固）。
0^(7。实际上是使预应力筋在管道内绷直、松 紧程度一致的过程，是为力筋正式张拉准备的。不 同长度、不同弯曲程度的孔道对应的使力筋绷直的 张拉初应力(I。就会不同，桥涵规范给出其取值宜为 (1_的10% ~25%，具体取值应由经验、试验确定。 对于斜度为〇°的30m箱梁，以图号SHI - 2 - 4 (1/2)中所示4号筋为例，将其详细设计参数信息 归纳如表1。
结合经验，N4筋张拉时的初应力取15% (7_足 以满足施工要求。
(3) 实际张拉施工中张拉应力的控制方法实际张拉施工中，千斤顶在油栗提供的油压作用下完成张拉(输出张拉力），而油压的大小由工作 人员控制，具体值由油压表反映。所以要得到张拉
—14 —
北方交通
2017年第12期
表1
N4筋的设计参数信息表
N4筋(4束钢绞线)一半长度的位置信息参数表(关于原点对称）(以梁长一半梁底混凝土外边缘处为坐标原点，梁长方向为X轴，梁 高方向为y轴）X(mm)
0
謂1圆弧段，切线夹角之1側（铺固端）丁胖窗
和 6 = 1. 4。R = Je n
Y(mm) 90 90 30000mm ⑵ 65〇_
N4筋总长度3〇7〇lmm,两端总引伸量(理论伸长量）=2〇7mm
各阶段的实际张拉力（张拉应力）是否满足设计要 求，我们可以从油压表的指针读数着手控制。
桥涵规范“7.6. 1”中明确指出，张拉用的千斤 顶、油泵及压力表等张拉设备应配套标定，以确定它 们之间的关系曲线，即三者的回归方程。由此，我们 可以事先根据设计要求的理论张拉应力计算出油压 表的对应指针读数，反过来能控制住实际施工中的 张拉应力值与设计相符。
张拉设备的配套标定应在经国家授权的法定计 量技术机构定期进行。假定经标定，N4筋施工用张 拉设备间的回归方程为Y = 0_ 02384X + 0• 4045，其 中X即张拉各阶段对应的张拉力，单位为kN，Y为 相应的油表读数，单位MPa。则N4筋张拉各阶段 的张拉控制应力及对应油压表读数见表2。
表2
N4筋张拉控制应力及对应油压表读数计算简表
张拉阶段的张拉应力（MPa)
tr〇 =15%trcom
2〇-〇 trcom =1395
X(张拉阶段的张拉力kN) (7以人广117.18 234.36 781.2Y(对应油表读数 MPa)
3.20
5.99
19.03
3伸长量校核控制
采用张拉应力控制的同时，在施工中应以伸长
量进行校核控制。
3.1理论伸长量的计算校核
理论伸长量在设计图纸中已经给出，在编制施 工技术方案时应给出计算过程，进行复核。sm - 2-4(1/2)图纸中明确给出N4筋采用两端对称张 拉，故其理论伸长量的计算步骤为：
(1) 求张拉端(锚固端）的张拉力；(2) 对一半长度的N4筋按直、曲分段；(3)
按距离张拉端由进到远的顺序，求每一段
的孔道长度x(也即L)、曲线孔道部分切线夹角和e 以及平均张拉力Pp;
(4) 求每一段的理论伸长量；(5) 将各段的理论伸长量求和再乘以2即得总
伸长量值。
N4筋的理论伸长量计算如表3所示。
表3
N4筋的理论伸长量计算表
系数
线段X或
L(m)_)KL + (ji
ne e_(kl + ue)
P
Pp
伸长量
K
(kN)(kN)裣 L(mm)11.06700.00150.250.001601
0.998401
781.2780.2247.62
0.733
0.024430.00150.250.007207 0.992819
780.224777.4095.2312.901
0
0.00150.250.019352 0.980835
777.409
769.897
91
N4筋的理论伸长量总长为2 x (7. 6 + 5. 2 + 91 )= 207. 6mm，与设计值基本吻合。3.2实际伸长量的量取与计算
因为采用的是两端对称张拉，所以两端同步作 业是关键。本文重点关注的是在两端同步作业的情 况下，如何准确量取并计算得到一端的实际伸长量。 如前述，预应力筋在曲线管道内的状态是松散、弯曲 的，随着张拉的进行，预应力筋逐步由松散弯曲变得 绷直（产生非弹性伸长）、弹性伸长。在不考虑滑 丝、断丝的情况下，实际伸长量的量取是千斤顶活塞 的顶伸量;考虑滑丝、断丝时，是在安装完千斤顶尾 端工作锚具、夹片后，在余长预应力筋某一截面上用 红漆标记，并记下该标记面至千斤顶外壳的初始距 离，随着张拉的进行，红漆标记截面会发生移动，再 量取获得相应位置差，可得到实际伸长量。由于在 初张拉阶段存在非弹性伸长量，该阶段的弹性伸长 量不能直接量取得到，但同一材料的弹性伸长量与 所受拉力成正比，所以我们可以由(7。—2(7。这一阶 段所发生的伸长量（全部是弹性伸长量）推求初张 拉阶段的弹性伸长量。由此，我们得出一端实际伸 长量的量取步骤大致为：
(1)
在油表读数为3. 2MPa时（见表2)，油栗操
作人员保持油压大小不变，并告知测量人员去量取 此时红漆标记面距千斤顶外壳尾端的距离
(2)
在油表读数为5. 99MPa时，油泵操作人员
保持油压大小不变，并告知测量人员去量取此时红 漆标记面距千斤顶外壳尾端的距离L2。
(3)
在油表读数为19.03MPa时，油泵操作人员
保持油压大小不变，同前，测量人员量取得到红漆截 面位置L3。(4) 持荷5min，回油到零，张拉结束（自锚）。此时，从CT。一》•〇■_这一阶段的伸长量为L3 - h，从0^(7。这一阶段的伸长量由(7。^2(7。阶段推求得 L2 - b，所以可得到整个张拉施工中的一端的实际
2017年第12期
张勇:论桥梁预应力张拉“双控”指标的计算及确定方法
—15 —
伸长量为 L3 - 得，此处的1^3
+ L2 - L! = L3 + L2 - 21^。结合桥即
公
式
中
的
即
AL2。
的油表读数又是指导实际伸长量量取的关键，同时 为获取准确的实际伸长量，实际的张拉程序由桥涵 规范所给的“〇y初应力CT。y 〇■_ (持荷5min铺 固）变成为初应力〇\"。^2(1。一>■〇■_ (持荷5min 锚固）”；理论伸长量的计算复核是量取实际伸长量 的前提工作，是张拉施工开工申请的核心内容。
参考文献
[1 ]
田克平.《公路桥涵施工技术规范》JTG/T F50 - 2011实施手 册[M].北京:人民交通出版社，2011.
[2]
交通部专家委员会，等•公路桥梁通用图(装配式预应力混凝土
涵规范“7. 6”部分所给实际伸长量计算公式我们可 实际伸长量与理论伸长量的偏差应控制在± 6%范 围内。而实际伸长量应计人梁端混凝土受压的收缩 量，以及保证两端张拉同步的具体措施本文不在这 里涉及。4
结语
综上所述，我们发现控制张拉应力与伸长量校 核控制其实在实施时是相互包含、相互关联的:张拉 应力的控制其实是张拉各阶段张拉力的控制，它是 由换算得到的各阶段油表读数来控制的，而各阶段
箱形连续梁桥上部构造）[M].北京:人民交通出版社，2007.
[3]
刘龄嘉.桥梁工程[M].北京:人民交通出版社,2016.
Discussion on Calculation and Determination Method for \" Double Control\"
Index of Prestress Tension of Bridge
ZHANG Yong
(Department of Highway Engineering,Shanxi Traffic Vocational and Technical College,Taiyuan 030619,China)
Abstract Taking highway bridge general drawing as carrier, taking highway bridge and culvert construction technical specification as introduction point, this paper introduces in detail the meaning of each parameter in double control and the method of calculation and determination, and summarizes the frame process which can guide the implementation of double control construction.
Key words Double control； Tension stress； Elongation quantity； Tension program
(上接第12页）
Research of Anti - seismic Design of Long - span Continuous Rigid Frame Bridge with High piers
SUN Li-song
(China Railway 17th Bureau Co. ,Ltd. Surevy and Design Institute,Taiyuan 030032, China)
Abstract Taking main span 168m of the continuous rigid frame bridge as an example, the finite element model was established based on Midas/civil bridge dedicated software, the research on its dynamic characteristics and the nonlinear time history analysis under severe earthquake, thus the structure under severe earthquake whether meet the specification requirements and the ductility of the corresponding design. The calculation shows that the vibration mode of the bridge is mainly the lateral vibration of the bridge pier, and the vibration mode of the first stage lateral bending is 1.954s, and the maximum amplitude of the bridge appears at the top of the pier. Bridge pier is obtained by nonlinear time history analysis and gets internal force and displacement. Whether there is enough ductility aseismic ability or optimization design.
Key words Continuous rigid frame bridge；Time history analysis；Seismic design；Dynamic characteristics
因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容