在简支式桥梁工程中，预制空心箱梁预应力施工是保证桥梁结构安全和耐久性的关键工序，是结构安全的生命线。预应力张拉力与伸长量计算正确与否，施工工艺是否规范、精细，张拉原始数据是否真实，就变得非常重要了。然后，预应力张拉计算过程较复杂，对于施工经验不足的施工技术人员而言较难掌握，现就峡江库区同南河桥梁工程为例，对预应力张拉计算、后张法施工工艺进行简要演算概述，做为施工经验总结可为类似工程施工提供参考。

工具/原料

水电五局承建的峡江水利枢纽库区防护同江1标，桩号1+000～13+000跨越渠道桥梁11座，连接南、北抬田区1座，分别为吉湖桥、南塘桥、洲桥桥、增坑桥、陈家桥、下院桥、栋下桥、枫江大桥、枫江小学桥、毛家桥、丰山桥、同江桥共计12座，其中，采用6*20m有1座，5*20有7座，4*20有4座，均为简支空心箱梁结构，预制空心梁板长度为20m，预制箱梁数量为309片。

梁式桥上部采用后张法预应力混凝土简支空心箱梁结构，空心箱梁混凝土为C50。钢绞线选用符合ASTM416-02标准低松驰的钢绞线，单根直径15.24mm，公称面积140mm2，标准强度Ryb=1860Mpa，弹性模量Ep=1.95×105Mpa,锚环、夹片、锚垫板等选用OVM15系列产品（采用15-4型、15-5型、15-6型）。千斤顶选用YDC1500型液压千斤顶，其额定张拉力1500KN。管道成孔采用预埋金属波纹管。预制空心箱梁预应力钢束必须待混凝土立方体强度达到设计混凝土强度等级的85%后，且混凝土龄期不小于7d，方可张拉。预应力钢束采用两端同时张拉，锚下控制应力0.75fpky=1395Mpa。施加预应力采用张拉力与伸长量双控。

方法/步骤

2 张拉力与理论伸长量计算

后张法预应力张拉程序

0→10%σk→20%σ→100%σk(持荷2min锚固)

计算公式为:

ΔL=PPL/(ApEp)

PP=P(1-e-(kx+μθ))/(kx+μθ)

式中: PP--预应力筋平均张拉力(N);

L--预应力筋的长度(mm);

AP--预应力筋的截面面积(mm2);

Ep--预应力筋的弹性模量(Mpa，N/mm2);

P--预应力筋张拉端的张拉力(N);

X--从张拉端至计算截面的孔道长度(m);

θ--从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和(rad);

K--孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数,查《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T F50-2011)附录G-8系数K及u值表。

u--预应力筋与孔道壁的摩擦系数（同上）。

2.1 张拉力计算

2.1.1 计算参数

Rby=1860Mpa

锚下控制应力0.75fpky=1395Mpa

钢铰线单根面积A=140mm2

弹性模量Ep=1.95×105Mpa

管道摩擦系数μ=0.25

管道偏差系数K=0.0015

2.1.2 OVM15-4锚具类型张拉力

钢绞线束总的截面积Ay=4×140mm2=560mm2

初始控制张拉应力1395Mpa×10%=139.5Mpa

初始张拉力139.5Mpa×560mm2/1000=78.12KN

锚下张拉力1395Mpa×560mm2/1000=781.2KN

每根张拉力781.2 KN/4=195.3KN

2.1.3 OVM15-5锚具类型张拉力

钢绞线束总的截面积Ay=5×140mm2=700mm2

初始控制张拉应力1395Mpa×10%=139.5Mpa

初始张拉力139.5Mpa×700mm2/1000=97.65 KN

锚下张拉力1395Mpa×700mm2/1000=976.5KN

每根张拉力976.5 KN/5=195.3KN

2.1.4 OVM15-6锚具类型张拉力

钢绞线束总的截面积Ay=6×140mm2=840mm2

初始控制张拉应力1395Mpa×10%=139.5Mpa

初始张拉力139.5Mpa×840mm2/1000=117.18KN

锚下张拉力1395Mpa×840mm2/1000=1171.8KN

每根张拉力1171.8 KN/6=195.3KN

2.2 理论伸长量计算

以20m梁N1中板(钢束M=5束)为例举例，进行后张法预应力钢绞线理论伸长值计算(平均法)，计算张拉力P=195.3KN。公式：⑴ ΔL=PPL/(ApEp)；⑵ PP=P(1-e-(kx+μθ))/(kx+μθ)

分解计算：

① 孔道长度L1(1/2梁)=15057/2（平段）+1396（弧段）+878（上斜段）=9802.5mm

② 工作长度=5.5（工作锚具厚度）+34（千斤顶长度）+5（锚具厚度）=1112.5px=445mm

③ Θ=4*3.1415/180=0.69811

④ kx+μθ=0.0015*9802.5/1000+0.25*0.69811=0.032157

⑤ e-(kx+μθ)=2.718282(自然常数)-0.032157=0.968354497

⑥ P=140（单束截面积）*5*1860*0.75=976500

⑦ PP=976500*(1-0.968354497)/0.032157=960967.6(N)

⑧ ΔL=960967.6*（9802.5+445）/140*5*1.95*10^5=72.143mm

⑨ 则两端理论伸长量合计为72.143*2=144.3mm

⑩ 实际伸长值与理论伸长值的差值控制在±6%以内,实际伸长量控制范围为135.6～153（mm）

3 后张法张拉施工

3.1 准备工作

张拉施工前，必须到计量部门对使用的千斤顶进行标定，得到千斤顶的回归方程即千斤顶的油压值与力值的对用关系（例：P=0.033332*F-0.63，P—压力表示值MPa，F—试验力读数KN）。钢绞线、锚具、夹片、金属波纹管都必须进行物理、力学试验检测，确保满足设计规范要求。

3.2 张拉程序

预应力束采用两端同时张拉，张拉程序为：

0 10%δk 20%δk 100%δk 持荷2分钟 δk锚固

张拉时应两端同时对称张拉，采取“双控”指标，即张拉控制以张拉力为主，伸长量为校核控制，实际伸长值与理论伸长值的差值应符合规范要求，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。

a、钢束张拉次序左N1—右N2—右N1— 左N2。

b、操作程序：安装工作锚具—安装工作夹片（镦齐）—安装限拉板—安装千斤顶（调整位置使钢绞线顺直）—安装工具锚—接上油路装上压力表接好电路—张拉—锚固。

c、张拉加荷程序：0—0.1δk—0.2δk—δk持荷两分钟锚固。

d、根据《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T F50-2011)7.6.2规定，考虑锚圈口预应力损失，按5%控制张拉力给予补偿，但在任何情况下不得超过设计规定的最大张拉控制应力。

e、预应力筋在张拉控制应力达到稳定后方可锚固，经检验合格后（每束钢绞线中钢丝的断丝、滑丝数不容许超过1根，每个断面断丝之和不超过该断面的钢丝数的1%，钢绞线的瞬时回缩量的两端和应不大于6mm），可切除端头多余的预应力筋。并及时安排进行孔道压浆。

3.3 张拉施工

张拉施工时，确定好所张拉的梁号和孔道号，必须选用熟练的操作人员对油泵进行控制，给千斤顶缓慢供油，操作工人调节工作锚、千斤顶及工具锚的相对位置，等两端张拉设备全部安装调整到位，两端千斤顶到随意的一个很小的力值时，表示安装工作安装到位。当张拉力达到控制张拉力时油泵持荷工作，并且对伸长量采用钢尺人工测量，当两端油泵工作停止时，表示张拉加载工作完成，两端油泵同时卸荷，千斤顶自动回油收回张拉缸，整个张拉工作完成。

span>）。钢绞线、锚具、夹片、金属波纹管都必须进行物理、力学试验检测，确保满足设计规范要求。

3.4伸长量记录及计算

为了将预应力筋束紧和克服静摩察，必须对预应力束施加初始张拉力，其值为张拉力控制的10%，它的伸长量以张拉控制力的10%—20%之间的值推导，故实际伸长量的计算具体为：张拉至0.1δk时量取长度L1，张拉至0.2δk时量取长度L2，张拉至δk时量取长度L3，则实测伸长量△L=△L1+△L2(△L1= L2—L1，△L2= L3—L1)，即△L=L3+L2-2*L1实际伸长值与理论伸长值的差值应控制在±6%以内。在整个张拉过程中，现场技术人员要全过程旁站现场，并填好张拉记录表。张拉工序完成后进行孔道压浆、封端混凝土浇筑施工工序。