预应力损失计算得正确与否对预应力结构

预应力损失计算

1 引言

由于受施工状况、材料性能和环境条件等因素的影响，预应力结构中预应力钢筋的预拉应力在施工和使用过程中将会逐渐减少。这种减少的应力称为结构预应力损失[2]。设计中所需的钢筋预应力值是扣除相应阶段的应力损失后钢筋中实际存在的有效应力值（?pe）。设钢筋初始张拉的预应力为?con（称为张拉控制应力），相应的应力损失值为?l，那么预应力钢筋的有效应力为：

?pe??con??l

因此，要使结构获得所需的有效应力（?pe），除需要根据承受外荷载的情况和结构的使用性能确定张拉控制应力（?con）外，关键是能准确估算出预应力损失值?l。

引起结构预应力损失的因素是很多，要准确地估算预应力损失值是非常困难的。根据目前的研究成果，预应力损失按损失完成时间分为瞬时损失和长期损失两大类。瞬时损失是指施加预应力时短时内完成的损失，例如锚具变形和钢筋滑移、混凝土弹性压缩、分批张拉等引起的损失；长期损失指的是考虑了材料的时间效应所引起的预应力损失，主要包括混凝土的收缩、徐变、和钢筋预应力松弛引起的损失。有关瞬时损失的计算在理论上已基本达成了一至的计算原则。但是，对于长期损失的计算由于存在的不确定因素较多，有些因素（如混凝土的收缩、徐变及

第9章 预应力混凝土结构构件计算

1．何谓预应力混凝土结构？

答：所谓预应力混凝土结构，就是在外荷载作用之前，先对混凝土施加压力，造成人为的应力状态，它所产生的预压应力能抵消外荷载所引起的部分或全部拉应力?。这样，在外荷载作用下，裂缝就能延缓或不会产生，即使出现了裂缝，裂缝宽度也不致过大。

2．与非钢筋混凝土结构相比较，预应力混凝土结构主要有哪几方面的优点？ 答：与非钢筋混凝土结构相比较，预应力混凝土结构主要有以下几方面的优点： （1）预应力混凝土结构在使用荷载作用下不出现裂缝或推迟裂缝的出现，在同样的荷载下，能减小裂缝宽度，因此也提高了构件的刚度，增加结构的耐久性。如用在处于腐蚀性介质和潮湿环境中的结构以及海洋工程结构中，可根本解决裂缝问题，对水工建筑物的意义尤为重大。

（2）预应力混凝土结构可以合理、有效地利用高强钢筋?和高强混凝土，从而节省材料，减轻结构自重，可建造大跨度结构。

（3）施加纵向预应力可延缓斜裂缝的形成，使受剪承载力得到提高。 （4）预应力可以降低钢筋的疲劳应力比，因而提高了构件的抗疲劳性能。 3．根据预应力对构件裂缝控制程度不同预应力混凝土结构可分成哪几类，各有何特点？ 答：根据预应力对构件裂缝控制程度不同预应力混凝土

预应力张拉计算

以钢绞线作为桥梁工程、路基高边坡抗滑加固等工程施加预应力的载体，是目前普遍采用的材料和工艺。对钢绞线张拉预应力施加、锚固的方法和张拉力、钢绞线伸长量的理论计算，在相应的规范中都已有明确的规定，但在实际操作中对钢绞线施加预应力张拉的伸长值、钢绞线锚固时锚具锚塞回缩量的量测，各家说法及做法均存在差异，这对预应力张拉质量控制的双控指标（即钢绞线张拉力与实测伸长值）的计算和评判产生了一定的影响。针对上述问题，笔者就多年预应力张拉实践，尝试提出如下实际作法和技术见解（以后张法为主），为广大钢绞线预应力张拉工作者提供参考。

2 钢绞线张拉伸长值确定 2.1钢绞线张拉伸长值计算

钢绞线预应力张拉施工设计控制张拉力，是指预应力张拉完成后钢绞线在锚夹具前的拉力。因此，在钢绞线预应力张拉理论伸长量计算时，应以钢绞线两头锚固点之间的距离作为钢绞线的计算长度，但在预应力张拉时钢绞线的控制张拉力是在千斤顶工具锚处控制的，故为控制和计算方便，一般以钢绞线两头锚固点之间的距离，再加上钢绞线在张拉千斤顶中的工作长度，作为钢绞线预应力张拉理论伸长量的计算长度。

在钢绞线预应力张拉时，钢绞线的外露部分，大部分被锚具和千斤顶所包裹，钢绞线的张拉伸长量无法在钢绞

营城子至抚民段高速公路

17+22+22+17米（桥宽17.0米）预应力混凝土连续箱梁

上部结构计算书

设计：

复核：

审核：

17+22+22+17米预应力混凝土连续箱梁上部结构计算书

吉林省公路勘测设计院二室

2007年02月

第 1 页

17+22+22+17米预应力混凝土连续箱梁上部结构计算书

第一部分 数据参数

一、规范及参考资料

1、中华人民共和国行业标准《公路工程技术标准》（JTG B01－2003）； 2、中华人民共和国行业标准《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60－2004）； 3、中华人民共和国行业标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62－2004）；

二、主要计算指标

桥宽：17.0米(0.5+16.0+0.5)

跨径：17+22+22+17米 荷载等级：公路—Ⅰ级

三、有关计算数据的选取

1、有关计算参数的选取 1）混凝土材料之力学特性

C50混凝土（加载龄期14天）: 立方强度50MPa

抗压弹性模量 EC =3.45e4Mpa 抗剪弹性模量 GC =1.38e4Mpa

轴心抗压标准强度fck=32.4Mpa

轴心抗拉标准强度ftk=2

人民中桥一阶段施工图设计

第一部分桥梁计算

第一章方案比选

（一）设计资料

公路Ⅱ级，人群3.0kN/㎡N

桥面宽度：净—7.5m+2×1.5m人行道,2×0.5m防撞墙

表层为2-3m不等厚强风化泥岩，下为中分化泥岩，可作为基础的持力层，容许承载力为1.0MPa 桥位处为干沟，常年无水

桥面纵坡：0.5%

桥面采用沥青混凝土桥面铺装，厚6cm。防水层，C40水泥混凝土，厚度为15cm~8cm。混凝土桥面设双向横坡，坡度为1.5%。为了排除桥面积水，桥面设置预制混凝土集水井和θ10cm铸铁泄水管，每20m设置一处。

（二）方案比选

方案一：3跨20m预应力钢筋混凝土简支空心板（详细见方案图）

1、方案简介

本方案为钢筋混凝土简支空心板桥。全桥分3跨，每跨均采用标准跨径20m。。桥墩为桩基桥墩，桥台为埋置式桥台。桥墩直径为120cm，桩基直径为150cm。

2、尺寸拟定

本桥拟用空心板，净跨径为19.96m。空心板中板底宽为129cm，高为120cm，由9块预应力空心板组成。

方案二：两跨50米预应力混凝土T形钢构桥（详细见方案图）

1、方案简介

本方案为预应力T形钢构桥。全桥分两跨，单跨跨径25m。桥墩为扩大式墩基础，桥台为U型桥台

2、尺寸拟定

本桥拟用箱梁，桥面行车道宽7.5

第12章 | PSC结构分析

第12章 PSC结构分析 12-1 预应力混凝土分析 预应力混凝土结构在施工阶段和使用阶段的受力状态与有效预应力相关，因此准确计算各施工阶段预应力钢筋的应力是非常重要的。钢束根据张拉方法不同产生的预应力损失类型不同。 先张法预应力构件的预应力损失有下列几种： 1. 影响传力锚固时的损失(第一批损失或短期损失)因素 (1). 锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩(程序中不能自动考虑) (2). 预应力钢筋与台座之间的温差(程序中不能自动考虑) (3). 混凝土的弹性压缩(程序中不能自动考虑) (4). 预应力钢筋的应力松弛(程序中可以自动考虑) 2. 影响传力锚固后的损失(第二批损失或长期损失)因素 (1). 预应力钢筋的应力松弛(程序中可以自动考虑) (2). 混凝土的收缩和徐变(程序中可以自动考虑) 后张法预应力构件的预应力损失有下列几种： 1. 影响传力锚固时的损失(第一批损失或短期损失)因素 (1). 预应力钢筋与管道壁之间的摩擦(程序中可以自动考虑) (2). 锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩(程序中可以自动考虑) (3). 混凝土的弹性压缩(程序中可以自动考虑) 2. 影响传力锚固后的损失(第二批损失或

人民中桥一阶段施工图设计

第一部分 桥梁计算

第一章 方案比选

（一）设计资料

公路Ⅱ级，人群3.0kN/㎡N

桥面宽度：净—7.5m+2×1.5m人行道,2×0.5m防撞墙

表层为2-3m不等厚强风化泥岩，下为中分化泥岩，可作为基础的持力层，容许承载力为1.0MPa 桥位处为干沟，常年无水 桥面纵坡：0.5%

桥面采用沥青混凝土桥面铺装，厚6cm。防水层，C40水泥混凝土，厚度为15cm~8cm。混凝土桥面设双向横坡，坡度为1.5%。为了排除桥面积水，桥面设置预制混凝土集水井和θ10cm铸铁泄水管，每20m设置一处。

方案一：技术工艺成熟，施工场地广泛采用工业化施工，可预制生产，现代化起重设备安装，降低劳动强度，缩短工期，占用的施工场地少。建筑高度和重量都较小。施工周期短。广泛应用于桥梁建设中，但是需要设置多个桥墩，常用于地质情况较优良处。

方案二：技术工艺先进，工艺要求严格，采用挂蓝施工，施工难度大，成本高。挂蓝需令置一套设备。施工速度较慢，不利缩短工期，需要的劳动资源较多。投资成本高，基础要求也大。

因为本工程基础为泥岩，基础好，采用大跨径就会造成资源的浪费；并且大跨径的桥梁影响施工进度，本工程为二级公路，对桥型要求较低，因此20m预

一、填空题 1. 张拉预应力钢筋的方法主要有( 先张法 ) 和( 后张法 )两种，前者靠(粘结力)传 递预应力，而后者靠(锚 具)传递预应2. 受弯构件的预应力度是指( 消压弯矩 )和 ( 短期效应组合 )计算弯矩值的比值。 3. 对构件受拉区施加预应力能延迟裂缝的出 现，提高构件的(抗裂度)和( 刚度)。

4. 对预应力钢筋与孔壁之间的摩擦引起的预 应力损失而言，采用两端张拉较一端张拉 时所产生的摩擦损失要( 小 )。5. 减少钢筋松弛损失的主要措施有 ( 超张拉 )。 6. ( 先张法 )构件无σl1项预应力损失， ( 后张法 )构件无σl3项预应力损失。

7. 先张法构件传力锚固时的预应力损失(第 一批)为( σl2+ σl3+ σl4 +0.5σl5 )传力 锚固后的预应力损失(第二批)为 ( 0.5 σl5 +σl6 )。 8. 后张法构件传力锚固时的预应力损失(第 一批)为( σl1+ σl2+ σl4 )传力锚固后 的预应力损失(第二批)为 ( σl5 +σl6 )。

9. 适筋预应力混凝土构件达到极限状态的标 志是( 受拉区钢筋屈服及受压区普通钢筋屈服，受压区外边缘混凝土达到极 限压应变 )。

10. 预应力混凝土结构在使用阶段，钢筋

预应力张拉

预应力张拉就是在构件中提前加拉力，使得被施加预应力张拉构件承受拉应力，进而使得其产生一定的形变，来应对钢结构本身所受到的荷载，包括屋面自身重量的荷载、风荷载、雪荷载、地震荷载作用等等。 一般张拉用到钢绞线、千斤顶、锚板、夹片…… 作用：在工程结构构件承受外荷载之前,对受拉模块中的钢绞线，施加预压应力,提高构件的抗弯能力和刚度,推迟裂缝出现的时间,增加构件的耐久性。对于机械结构来看，其含义为预先使其产生应力，其好处是可以提高构造本身刚性，减少振动和弹性变形这样做可以明显改善受拉模块的弹性强度，使原本的抗性更强。 张拉伸长：

1. 预应力筋张拉顺序应对称张拉；

2. 当两端同时张拉时，二端不得同时放松，先在一端锚固，再在另一端补足张拉力后进行锚固。

3. 两端张拉力应一致，二端伸长值相加后应符合设计规定要求。

4. 当张拉长束因千斤顶张拉活塞行程不足需多次张拉时，应分级张拉，中间各级临时锚固后，重新安装千斤顶,并重新读表和量测伸长值后再继续张拉，避免伸长值量测累积误差。

预应力张拉时应均匀缓慢升高油压，逐步张拉至控制应力。预应力张拉程序为： 0→20%σcon（读伸长值L2并作记录）→σcon（量测伸长值L3并作记录）→卸荷至零。

目录

第一章 课程设计任务书 ............................................................... 2

一．设计项目 .............................................................................................................. 2 二．设计依据 .............................................................................................................. 2 三．设计内容 ............................................................................................................ ３

第二章 截面尺寸拟定及草算 ....................................................... 3

一、梁高 ...........