ب
بنيان دوكس

شيت وسجل شد كابلات ما بعد الشد للجسور والكباري الخرسانية إكسيل

إعداد ومراجعة: المكتب الفني الهندسي — بنيان دوكس متوافق مع Excel 2016–365 & Google Sheets المواصفات القياسية لتشييد الجسور الصادرة عن الجمعية الأمريكية لمسؤولي النقل والطرق (AASHTO LRFD Bridge Construction Specifications - Section 10)
نموذج وسجل إكسيل هندسي متقدم لحسابات شد كابلات ما بعد الشد Post-Tensioning للجسور والكباري ومقارنة الاستطالة النظرية والفعلية وحقن الدكتات وفق AASHTO و PTI.
الانتقال لتحميل الملف مجاناً (.XLSX)
جاري تحميل المعاينة التفاعلية الحية لشيت الإكسيل وكافة الصفحات والمعادلات...

تحميل مجاني مباشر

بدون تسجيل بريد • ملف قابل للتعديل

xlsx
شيت_وسجل_شد_كابلات_الجسور_الخرسانية_Post_Tensioning_AASHTO.xlsx
الحجم: 11 KB • متوافق مع الأوفيس
fx

المعادلات الهندسية ومنطق الحساب المضمن في الشيت

الدوال والمعادلات المبرمجة داخل هذا النموذج (جاهزة للنسخ بنقرة واحدة):

معادلة الاستطالة النظرية لكابل الشد اللاحق (Theoretical Elongation)
\Delta L_{\text{th}} = \frac{P_{\text{avg}} \times L}{A_p \times E_p}

حيث P_avg متوسط قوة الشد على طول المسار بعد احتساب فواقد الاحتكاك، و L طول الكابل بالملم، و A_p إجمالي مساحة مقطع الجدائل، و E_p معامل المرونة (195,000 N/mm²).

معادلة نسبة انحراف الاستطالة الميدانية (Elongation Deviation %)
\text{Deviation \%} = \frac{\Delta L_{\text{measured}} - \Delta L_{\text{theoretical}}}{\Delta L_{\text{theoretical}}} \times 100

المعيار الحاكم لقبول عملية الشد وفق AASHTO LRFD؛ يجب أن تكون القيمة محصورة بين -7% و +7%.

معادلة حساب ضغط المقبس الهيدروليكي المقروء (Gauge Pressure)
P_{\text{gauge}} = \frac{P_{\text{jack}}}{A_{\text{ram}} \times 0.1}

حيث P_jack قوة الشد المطلوبة بالكيلونيوتن (kN)، و A_ram مساحة كباس المقبس الهيدروليكي بالسم²، والناتج هو الضغط بوحدة البار (bar).

معاينة تخطيط الطباعة الكامل لورقة العمل (.XLSX)

مقاس الطباعة القياسي A4
معاينة شيت وسجل شد كابلات ما بعد الشد للجسور والكباري الخرسانية إكسيل - أعمال الخرسانات والتسليح بصيغة XLSX جاهز للتحميل والتعديل
File: شيت_وسجل_شد_كابلات_الجسور_الخرسانية_Post_Tensioning_AASHTO.xlsx تحميل الملف الكامل (.XLSX) ←

حالة تطبيقية لشد كابل بحر جسر كمرة صندوقية (T-01)

المعطيات والبيانات الهندسية للمسألة: كابل شد بطول 42.50 م يتكون من 19 جديلة قطر 0.6 بوصة (Ap = 2660 مم²). قوة الشد التصميمية المطلوبة 3963.4 kN ومساحة كباس المقبس 755.2 سم². قاست الفرق الميدانية استطالة فعلية 336.5 مم وانزلاق خوابير 5.2 مم. المطلوب مطابقة الاستطالة واعتماد الكابل.
1

1. حساب ضغط المقبس الهيدروليكي المقروء

P_gauge = 3963.4 / (75.52 × 0.1) = 524.8 bar
النتيجة: ضغط مضخة المقبس = 524.8 بار
2

2. حساب الاستطالة النظرية التصميمية

ΔL_th = (3963.4 × 1000 × 42,500) / (2660 × 195,000) × 1.02 = 168.44 × 10^9 / 518.7 × 10^6 × 1.02 = 331.2 مم
النتيجة: الاستطالة النظرية = 331.2 مم
3

3. حساب نسبة الانحراف وتدقيق معيار AASHTO (±7%)

Deviation % = (336.5 - 331.2) / 331.2 = +5.3 / 331.2 = +1.59%
النتيجة: نسبة الانحراف = +1.59% (ضمن الحدود المسموحة ±7% -> مقبول ومطابق)
4

4. تدقيق انزلاق الخوابير الإسفينية (Wedge Slip)

Slip = 5.2 مم <= 6.0 مم
النتيجة: انزلاق الخوابير مطابق ولا يتجاوز الحد الأقصى 6 مم

شيت وسجل شد كابلات ما بعد الشد للجسور والكباري الخرسانية (Concrete Bridge Post-Tensioning Jacking & Grouting Log) هو أداة هندسية وتطبيقية متقدمة لمهندسي المكتب الفني وفرق ضبط وتوكيد الجودة (QA/QC) ومقاولي الأعمال التخصصية واستشاريي الإشراف على مشاريع الجسور والتقاطعات والأنفاق. يستند الشيت إلى متطلبات مواصفات تشييد الجسور الأمريكية (AASHTO LRFD Section 10) ودليل معهد ما بعد الشد الأمريكي (PTI M55.1) وكود البناء السعودي للجسور SBC 304.

يُمكّن الشيت مهندس الموقع من تسجيل بيانات الشد الهيدروليكي بدقة متناهية لكل كابل (Tendon) متكون من جدائل الصلب عالية المقاومة (Strands 0.6" / 15.24 mm - ASTM A416 Grade 270)، ومقارنة الاستطالة المقاسة ميدانياً (Measured Elongation) بالاستطالة النظرية التصميمية (Theoretical Elongation). كما يُجري الشيت فحصاً تلقائياً لمطابقة معايير القبول الصارمة التي تشترط ألا يتجاوز الانحراف النسبي نسبة ±7% على مستوى الكابل الواحد، وألا يتجاوز انزلاق الخوابير الإسفينية عند التثبيت (Wedge Slip) حد 6 مم، فضلاً عن توفير سجل رسمي متكامل لأعمال حقن دكتات الكابلات بالروبة الأسمنتية غير القابلة للانكماش لحماية أسياخ الشد من الصدأ والتآكل طوال العمر الافتراضي للجسر.

الأسس الهندسية لضبط جودة شد كابلات الجسور

  1. الاستطالة النظرية لكابل الشد (Theoretical Elongation): تُحسب استطالة الكابل من قانون هوك مع الأخذ في الاعتبار فواقد الاحتكاك في المسار المنحني للكابل: $\Delta L = \frac{P_{\text{avg}} \cdot L}{A_p \cdot E_p}$، حيث $P_{\text{avg}}$ متوسط قوة الشد على طول الكابل، و $L$ طول الكابل، و $A_p$ مساحة مقطع الصلب، و $E_p$ معامل مرونة صلب الشد (195,000 MPa).
  2. معيار التفاوت المسموح في الاستطالة (AASHTO Acceptance Criteria): تشترط مواصفات AASHTO أن تكون النسبة المئوية للانحراف بين الاستطالة المقاسة والنظرية محصورة بين $-7%$ و $+7%$. في حال تجاوز هذه النسبة، يجب إيقاف أعمال الشد فورياً وإجراء تدقيق شامل لمعايرة مقياس الضغط ومعامل الاحتكاك ومسار الدكت.
  3. انزلاق الخوابير الإسفينية (Wedge Draw-in / Slip): عند تحرير ضغط المقبس لنقل القوة إلى الرؤوس الحافظة (Anchorage Heads)، تنزلق الخوابير مسافة طفيفة داخل المخروط؛ ويجب ألا يتعدى هذا الانزلاق 6 مم لضمان عدم حدوث فواقد إجهاد غير محسوبة.
  4. اشتراطات حقن الروبة الأسمنتية (PTI M55.1 Grouting): يجب ألا تزيد نسبة الماء للأسمنت عن 0.40، وأن يتراوح زمن السيولة بقمع مارش بين 11 و 30 ثانية، مع انعدام تام للنضح (0% Bleeding)، وألا تقل مقاومة الضغط لمكعبات الروبة عن 35 MPa عند 7 أيام و 50 MPa عند 28 يوماً.

طريقة الاستخدام وخطوات التطبيق العملي

1

معاينة الشيت وتجربة الأرقام أولاً:

استخدم جدول المعاينة التفاعلية الحية أعلاه (أو وضع ملء الشاشة 100%) لتجربة إدخال أرقام مشروعك واختبار المعادلات مباشرة.

2

تحميل الشيت وفتحه على جهازك:

قم بتنزيل الملف عبر زر التحميل المباشر وفتحه بواسطة Microsoft Excel أو Google Sheets.

3

إدخال البيانات الأساسية للمشروع:

قم بتعديل اسم المشروع، التاريخ، وفئات الأسعار في الخلايا المخصصة للإدخال؛ بينما تُحسب كافة الإجماليات تلقائياً.

4

الطباعة المباشرة بمقاس A4:

تم ضبط هوامش الصفحات وحدود الطباعة مسبقاً على مقاس A4، فقط اضغط Ctrl+P للطباعة أو التصدير بصيغة PDF.

قائمة الفحص والاستلام الهندسي وأفضل الممارسات

  • ✓ التحقق من وصول خرسانة الجسر لمقاومة الضغط المطلوبة قبل الشد f'ci (عادة 35 إلى 40 MPa) عبر كسر مكعبات الموقع.
  • ✓ مراجعة شهادة معايرة المقبس الهيدروليكي ومقياس الضغط (Pressure Gauge Calibration) وتاريخ صلاحيتها.
  • ✓ التأكد من خلو مجاري الدكتات من الانسدادات أو بقايا الأسمنت عبر نفخ الهواء المضغوط قبل إدخال الكابلات.
  • ✓ رصد الاستطالة على مرحلتين (مرحلة المبدئية 20% لتثبيت الجدائل ثم مرحلة الـ 100% لإزالة الارتخاء وحساب الفرق الصافي).
  • ✓ التأكد من عدم تجاوز انزلاق الخوابير الإسفينية (Wedge Slip) حد 6 مم عند إنهاء الشد وقفل الرؤوس الحافظة.
  • ✓ إجراء اختبار السيولة بقمع مارش واختبار النضح للروبة والتأكد من استمرار تدفق الروبة من فتحات التنفيس قبل إغلاقها.

أخطاء شائعة في الموقع والمكتب الفني وطرق تلافيها

• إجراء شد الكابلات قبل وصول خرسانة الجسر لمقاومة الضغط المحددة f'ci والتسبب في تشريخ الخرسانة خلف البلاطات

الحل الهندسي: حظر الشد نهائياً إلا بعد تكسير مكعبات خرسانة المعالجة الميدانية والتأكد من تحقيقها لمقاومة الشد المحددة بالمخططات.

• إهمال مرحلة الشد التمهيدي (10% إلى 20%) واحتساب الاستطالة مباشرة من الصفر مما يؤدي لقراءات خاطئة نتيجة تراخي الأسياخ

الحل الهندسي: تطبيق قوة تمهيدية بنسبة 20% لوضع علامات القياس الثابتة ثم استكمال الشد للـ 100% واستنتاج الاستطالة الصافية بدقة.

• تأخير حقن الروبة الأسمنتية لفترة تتجاوز 7 إلى 14 يوماً من تاريخ الشد مما يعرض الأسياخ المشدودة للصدأ الإجهادي

الحل الهندسي: جدولة أعمال الحقن فور اعتماد تقرير الشد خلال فترة لا تتجاوز 7 أيام وفق اشتراطات PTI M55.1.

الأسئلة الشائعة حول النموذج

ما هو التفاوت المسموح في استطالة كابلات الشد اللاحق وفق كود AASHTO؟

تحدد مواصفات AASHTO LRFD لتشييد الجسور نسبة التفاوت المسموح بها بين الاستطالة المقاسة والاستطالة النظرية بـ ±7% لكابلات الجسور التخصصية؛ وإذا تجاوز الانحراف هذه النسبة يجب إيقاف الأعمال واستشارة المصمم الإنشائي لإجراء تقييم للقوى وفواقد الاحتكاك.

ما هو الحد الأقصى المسموح به لانزلاق الخوابير الإسفينية (Wedge Slip)؟

يُسمح بانزلاق يتراوح عادة بين 4 إلى 6 مم بحد أقصى عند تثبيت الجدائل داخل المخروط الرأسي؛ وتُقاس هذه المسافة وتُؤخذ بعين الاعتبار كفقد فوري في الإجهاد عند حساب الاستطالة الصافية.

ما هي الاشتراطات القياسية لروبة حقن دكتات كابلات ما بعد الشد؟

وفق مواصفات PTI M55.1، يجب أن تكون الروبة غير منكمشة وذات سيولة عالية بزمن تدفق بين 11 و 30 ثانية بقمع السيولة (ASTM C939)، مع انعدام تام للانفصال المائي (0% Bleeding)، ومقاومة ضغط لا تقل عن 35 MPa عند 7 أيام و 50 MPa عند 28 يوماً.

لماذا يتم الشد على مراحل (Staged Stressing) في كمرات الجسور؟

يتم الشد التدريجي على مراحل لموازنة الأحمال الميتة وحماية خرسانة الكمرة الصندوقية من إجهادات الشد العلوية أو الانبعاج الموضعي قبل وضع بلاطة السطح وحواجز الأمان الإسفلتية، وضمان توزيع منتظم للقوى عبر القطاع العرضي.