桥梁预应力摩阻损失试验研究

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市政桥梁预应力管道摩阻系数测试研究

市政桥梁预应力管道摩阻系数测试研究

测试 位置
钢束 编号
束数
规格
每束投影长度 管道总弯
L( m)
起角 / rad
F2 2#块
T2
1 15S15. 2 1 15S15. 2
28. 0 28. 0
0. 6978 0. 8722
张拉控制 应力( Mpa)
1395. 0
3 测试数据计算
3. 1 摩阻参数计算理论
根据试验原理计算公式( 1) ,在公式两边以预应力钢铰线的
件,检测时可实时显示各项检测数据和曲线,并将这些数据存储
并打印输出,通过串口通讯可将测量数据上传至上位机。可更 参考文献
加方便的编写检测速报及成孔质量检测报告,使资料的储存及 [1]陈嵘. 高速铁路车辆 - 道岔 - 桥梁耦合振动理论及应用研究[D]. 西
处理更加方便快捷,可较大幅度的提高工作效率和工作质量。 通过对检测数 据 进 行 分 析,确 定 成 孔 后 的 孔 径、垂 直 度,要
15#、17#、19#节段设计拉索。该桥主要技术标准: 道路等级为城
市主干道,设计汽车荷载等级为城为 A 级,每车道宽为 3. 5m 的
双向四车道,人行道宽 3. 0m( 单侧) ,设计时速 60Km / h。
梁体内预 应 力 筋 采 用 高 强 度 低 松 弛 钢 绞 线,强 度 标 准 为
1860MPa,锚 下 张 拉 控 制 应 力 均 为 0. 75 × 1860MPa,弹 性 模 量 1. 95 × 105 MPa。预应力钢束采用金属波纹管程成孔,波纹管直
好监控,控制孔内水头高度,不要使压力过大。
整,最快钻孔速度不超过 10m / h,松散地层控制在 3m / h; 因宝峨
7 钻机切换
BG40 钻桅倾角幅度小、性能比较稳定,钻孔施工时先采用宝峨

后张法预应力梁孔道摩阻损失系数测试研究

后张法预应力梁孔道摩阻损失系数测试研究
了管道走动影 响之外 , 还有力筋对管道 内壁 的径 向压 力所 产生 的 原因而变成波形 , 并非理想顺直 , 加之 力筋 因 自重而下垂 , 力 筋与 即
两边取对数 可得 :
+ k l =一 l n ( P 2 / P 1 ) ( 3 )
令 Y=一l n ( P 2 / P 1 ) , 则: + k l =Y 。 由此 , 对不 同管道 的测量可得一 系列方程式 : o。 g + k l =Y , 即
工程 实例 , 具体分析 了整个系数测试步骤和需要注意 的事 项 , 得 出了合理 的数据 , 从而为设计及施 工提供理论 支持。
关键词 : 摩阻系数 , 偏 差系数 , 后张法预应 力
中 图分 类 号 : U 4 4 8 . 3 5
文献 标 识 码 : A
可按式 ( 1 ) 计 算 J : 目前 , 大跨径节段混凝土施工在 桥梁工程 上已经运 用得越 来 之 间摩擦 引起 的预应 力损失 , 越 广泛 , 后张法预应力混凝土梁 又是大跨径桥 梁施工 中关键 的技 术 。后张法 预应力损失 是预 应力 施工技 术 中较难控 制 的一个 方 应力梁孔道摩阻损失系数 的测试 日益得到桥梁工程 界的重视 … 。 n= [ 1一 e ] ( 1 )
Z HANG Ha i ・ b i n g
( T h e 3 r d E n g i n e e r i n g C o . , L t d ,C h i n a R a i l w a y 1 6 t h B u r e a u , Hu z h o u 3 1 3 0 0 0 ,C h i n a ) A b s t r a c t : T h e p a p e r i n t r o d u c e s t h e e n  ̄ n e e i f n g s u r v e y o f t h e l a r g e l a n d s l i d e a t t h e e n t r a n c e o f P u w e n g s u p e r — l rg a e t u n n e l o f Q i n g z h e n — Z h i j i n s e c —

某匝道桥预应力损失试验及试验结果分析

某匝道桥预应力损失试验及试验结果分析

某匝道桥预应力损失试验及试验结果分析摘要:在工程实践中,预应力施加时张拉控制应力与伸长量双控却与规范规定的数据出入较大,仔细分析其原因,主要是实际孔道摩阻损失系数与规范给定的数据不相符。

随着工程实践反映出来的问题,目前越来越多的设计单位要求在现场测试孔道摩阻损失系数,以便于设计单位调整控制张拉应力,确保桥梁的施工质量及使用安全。

但是目前规范给定的试验方法得出的实验数据较为粗糙,得出的结论可靠度不高。

1、工程概况桥梁结构为半径150m的现浇预应力混凝土曲线连续箱梁,分为4联,跨径布置均为4×22m。

下部构造为花瓶形独柱结构形式桥墩和混凝土钻孔灌注桩及5×5m矩形承台。

桥台采用双肋板式结构。

现浇箱梁采用C50混凝土,弹性模量为3.45×104MPa。

钢绞线采用低松弛高强度钢绞线,其抗拉强度标准值fpk=1860MPa,公称直径d=15.2mm,弹性模量Ep=1.95×105MPa,松驰系数0.3。

预应力管道采用预埋金属波纹管。

桥梁横断面图、预应力束布置图所示。

图2 桥梁横断面图布置图张拉时预应力钢束与管道壁接触面产生摩擦力引起预应力损失,称为摩阻损失。

其损失主要有两种形式:一是由于曲线处钢束张拉时对管道壁施以正压力而引起的摩擦,其值随钢束弯曲角度总和而增加,阻力较大。

另一是由于管道对其设计位置的偏差致使接触面增多,从而引起摩擦阻力,其值一般相对较小。

预应力束的伸长量可以反映预应力钢束的总体受拉伸长值。

2、试验模型用公路桥梁结构分析软件桥梁博士对该截面按A类构件进行结构计算。

实际桥梁为弯桥结构,运用梁格法建立模型:首先,将箱梁划分成两道纵梁,两道纵梁截面如截面划分图一、二所示;其次,两道纵梁间用虚拟横梁进行连接,虚拟横梁自重不计;预应力钢束编号:模型中1、2#钢束对应实际N1号外侧、内侧钢束,模型中3、4#钢束对应实际N2外侧、内侧钢束,模型中5、6#钢束对应实际N3号外侧、内侧钢束;模型中预应力钢束的管道摩阻系数μ及局部偏差系数k按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》中表 6.2.2的规定取最大值,分别为:μ值取0.25,k值取0.0015。

预应力连续梁桥管道摩阻试验研究

预应力连续梁桥管道摩阻试验研究

预应力连续梁桥管道摩阻试验研究文章编号:1009 6825(2010)18 0336 03预应力连续梁桥管道摩阻试验研究收稿日期:2010 02 21作者简介:王贺庆(1959 ),男,工程师,安徽省公路工程监理有限责任公司,安徽合肥 230009金晶(1986 ),女,合肥工业大学土木与水利工程学院硕士研究生,安徽合肥 230009刘勇志(1984 ),男,合肥工业大学土木与水利工程学院硕士研究生,安徽合肥 230009王贺庆金晶刘勇志摘要:在研究预应力构件应力损失机理的基础上,结合试验依据,对某预应力连续梁桥管道摩阻试验作了探讨,并对试验结果进行了分析,以期为管道预应力损失的计算提供正确的依据。

关键词:连续梁桥,预应力损失,摩阻试验,误差分析中图分类号:U 442.39 文献标识码:A0 引言预应力结构中预应力筋的拉应力是一个不断变化的值。

在预应力结构的施工及使用过程中,由于张拉工艺、材料特性以及环境条件的影响等原因,预应力筋中的拉应力是不断降低的。

这种预应力筋应力的降低,即为预应力损失。

满足设计需要的预应力筋中的拉应力,应是张拉控制应力扣除预应力损失后的有效预应力。

因此,一方面需要预先确定预应力筋张拉时的初始应力(一般称为张拉控制应力con ),另一方面需要准确估算预应力损失值[1]。

规范[2]规定,后张法预应力混凝土构件预应力损失包括5项,其中预应力钢筋与管道之间的摩阻损失 l 1所占比例较大[3]。

1 原理依据1.1 应力损失机理预应力钢筋与管道之间的摩阻损失 l 1出现在后张法预应力混凝土构件中。

在张拉预应力筋时,由于预留管道的位置可能不顺直、管道壁粗糙等原因,使预应力筋与管道壁之间产生摩擦,故通过千斤顶对预应力筋在控制应力下进行张拉而产生的每个截面应力逐渐减小,离张拉端越远,应力减小的越快。

而任何两个截面之间的应力差,在短时间内,主要就是由 l 1所造成的,可以近似的看成这两个截面之间的预应力管道摩阻损失值[4]。

摩阻损失在预应力连续梁桥中的分析与研究

摩阻损失在预应力连续梁桥中的分析与研究

预应力 总损 失 的组成 , 并 指明 了各种 原 因引起 的损 失 之 间 的关 系 和影 响 , 表 明摩 阻损失 在总 的预应力
损 失 中 占有 较大 比重 4 。 .
载工 况和摩 阻 系数 下 关键 截 面 ( 边跨跨 中 、 中跨 跨
收 稿 日期 : 2 0 1 4 — 0 5 . 1 2 作者简介 : 张 琪( 1 9 8 8 一 ), 男, 甘肃 天 水 人 , 硕 士 生
等原 因 , 预应力 筋 中的拉 应 力 是 不 断 降 低 的 , 这 种
预应 力筋 应力 的 降低 , 即 为 预应 力 损 失 . 预应 力 混 凝土 桥梁 由于 过大 的预 应 力损 失 而 造 成 桥 梁受 力
图 1 预 应 力 总 损 失 组 成
大小 的改 变 , 使 目前 已经 投入 使用 的部分 桥 梁尤其 大跨 径桥梁 在 运营荷 载 等作用 下 , 桥 梁跨 中等关键
大, 预应力 张拉 存 在 较严 重 的 问题 , 具 体 表 现 为 端
部预 应力 钢束 受力 过 大 , 而跨 中有 效 预 应 力 较小 ,
为 了准确得 到摩 阻 系数 和应力 损失 值 , 解 决 实 际难
题, 课 题组 进行 了现 场调 研 , 决 定 对 该 桥 梁 进 行 摩
郑州 市某 三跨 连 续 箱 梁 桥 由 于在 浇 筑 梁 体 混 凝土 的过 程 当 中 , 几 孔腹 板波 纹 管被混 凝 土浆体 挤
压 出现局 部漏 浆变 形 , 引起后 期 预应 力筋 张拉工 作 出现 了困难 , 这 一 状 况 使 得 预 应 力 筋 摩 阻损 失 增
蔷 . ■ l . ■ 圈 _ _ .
第2 l 卷
第 5期

某桥预应力孔道摩阻试验方案研究

某桥预应力孔道摩阻试验方案研究

的试验方案。主要过程为:首先标定千斤顶及配套电动油泵仪 表,提高读数精度。试验时在预应力束张拉端及锚固端安装千 斤顶。然后启动张拉端千斤顶,根据试验工况分级加载,记录 试验数据,再进行卸载,调换张拉端及锚固端位置,重新进行 分级张拉,记录试验数据。试验设备布置,详见图1。先进行顶 板束(3T41)孔道摩阻力测试,按θ=θ1时求得k值;再进行与 顶板束(3T41)孔道同样工艺及施工条件带有曲线的有竖弯束 (3T14)孔道的摩阻力试验[3]。
4 实施方案、试验方法、数据分析 4.1 试验对象选取及测点布置 直线形预应力索选取为下游侧3T41(3T41 钢束规格:
21φj15.24,单束长13350.4cm,张拉伸长量:开始端451.1mm, 结束端476.8mm,张拉力:4101.3KN)。竖弯形预应力选取为 下游侧3T14(3T14 钢束规格:21φj15.24,单束长13364.8cm, 张拉伸长量:开始端639.9mm,结束端222.8mm,张拉力: 4101.3KN)。被测预应力束长度按设计下料长度选取。
图1 管道摩阻试验方法 4.2 试验方法 预应力束的两端,以下简述为A端和B端。 此试验拟做以下工况测试: (1)锚固B端,张拉A端; (2)锚固A端,张拉B端; 为保证测试数据的可靠性,以上每个工况至少重复一次。 每个测试工况,按以下步骤进行: (1)预应力束初张拉至10%δk,持荷3~5min,读取、 记录电动油泵仪表数据,测试、记录钢绞线伸长量; (2)张拉至30%δk,持荷3~5min,读取、记录电动油 泵仪表数据,测试、记录钢绞线伸长量; (3)张拉至50%δk,持荷3~5min,读取、记录电动油 泵仪表数据,测试、记录钢绞线伸长量; (4)张拉至70%δk,持荷3~5min,读取、记录电动油 泵仪表数据,测试、记录钢绞线伸长量; (5)张拉至80%δk,持荷3~5min,读取、记录电动油 泵仪表数据,测试、记录钢绞线伸长量。 要求:张拉设备完好并经过检校,能稳定保持张拉力。 4.3 试验结果及数据分析 后张法预应力混凝土结构中管道摩擦阻力估算的准确程 度直接影响结构的使用安全,而施工质量的优劣往往会影响 管道摩阻的大小。为确保桥梁质量,于2月20日至22日对3号墩 3T41、3T14两束平弯束和竖弯束分别进行了管道摩阻测试,预 应力钢绞线束由21φj15.24预应力钢绞线组成。 试验时采用的张拉设备与实际施工时相同,试验前张拉设 备须经过校正。由于管道长度达132m左右,应该采用两端张拉

预应力混凝土桥梁摩阻损失试验研究

预应力混凝土桥梁摩阻损失试验研究

预应力混凝土桥梁摩阻损失试验研究摘要:本文针对于预应力混凝土的张拉过程中的摩阻损失参数开展了现场摩阻试验,并采用最小二乘法回归了摩阻损失相关参数(管道摩擦系数、管道偏差系数)。

后采用有限元软件分析管道摩擦系数与管道偏差系数对桥梁成桥状态下挠度和应力的影响规律。

其研究结果表明:现场摩阻损失试验实测的管道摩擦系数与管道偏差系数远大于规范建议值。

管道摩擦系数和管道偏差系数与跨中最大挠度之间存在正相关线性关系。

管道摩擦系数的影响程度大于管道偏差系数。

两者相互耦合作用时,其对跨中最大挠度的影响程度远远大于两者单独作用时。

关键词:预应力张拉、摩阻试验、摩阻损失、管道摩擦系数、管道偏差系数Experimental study on friction loss of prestressed concretebridgesAbstract:In this paper, field friction tests were conducted for the friction loss parameters during the tensioning of prestressed concrete, and the least squares method was used to regress the friction loss related parameters (pipe friction coefficient and pipe deflection coefficient).The finite element software was used to analyze the influence of pipe friction coefficient and pipe deviation coefficient on the deflection and stress of the bridge in the bridge formation condition. The results of the study show that the measured pipefriction coefficient and pipe deviation coefficient in the field friction loss test are much larger than the recommended values in the code. There is a positive linear relationship between the pipe friction coefficient and pipe deviation coefficient and the maximumdeflection in the span. The influence of pipe friction coefficient is greater than that of pipe deflection coefficient. When the two are coupled with each other, their influence on the maximum deflection in the span is much greater than when they act separately.Keywords:Prestress tensioning, friction test, friction loss, pipe friction coefficient, pipe deviation coefficient1引言随着高速公路在我国的不断发展,桥梁在高速公路中占比不断增加。

桥梁预应力摩阻试验方法与研究

桥梁预应力摩阻试验方法与研究

7
1 36615 1 19413 17212 12164
7
1 37012 1 21514 15418 11132
7
1 37115 1 20813 16312 11195
7
1 36018 1 18616 17412 12186
2. 2 锚板和喇叭口摩阻损失数据分析 用相同的方法 ,在试验台上进行锚板和喇叭口
在桥梁预应力钢绞线张拉施工过程中 ,总张拉 力应为控制张拉力与千斤顶内摩阻力 、钢铰线束与 管道摩阻力 、锚固端摩阻 (工作锚 、夹片 )及固端喇 叭口摩阻损失力之和 。其中 ,千斤顶的内摩阻力在 校准千斤顶时可确定 ;锚具产品其张拉的损失率为 可确定数 ;而钢铰线束与管道摩阻力 、锚固端摩阻 及固端 喇 叭 口 摩 阻 损 失 力 则 需 现 场 试 验 方 可 得 到 [ 1 ] 。对于后张法预应力混凝土桥梁而言 ,管道摩 阻损失是预应力张拉各种损失的主要部分 [ 2 ] 。因 此 ,在桥梁预应力钢绞线张拉施工中 ,要施加多少 张拉力 ,才能满足设计的要求尤为重要 ,而准确测 定管道摩阻损失 ,是确定施工张拉力的重要依据 。
19期
王 涛 ,等 :桥梁预应力摩阻试验方法与研究
57 21
载锚具锚固实验和部分大跨度桥梁预应力管道摩 阻试验中得到应用 ,其具有实用性强 、可靠性高 、测 量精度高和采集便捷的特点 ,可为同行借鉴之用 。
参 考 文 献
本课题组经过大量现场和 室内 试验 , 研发 的 “测力系统 ”能实现高精度 、实时 、多通道同步自动 采集数据 ,同时现场采用千斤顶串联组方法测试 , 能实现无须“倒顶 ”,一次性张拉到位 ,解决了千斤 顶“行程 ”不够 、锚具难配套和“倒顶 ”拆装耗时等问 题 ;采用应变式油压传感器测力 ,解决了环型测力
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桥梁预应力摩阻损失试验研究米艳彬【摘要】阐述后张法预应力混凝土梁摩阻损失试验方法,通过现场试验精确测定了实际管道摩阻损失、锚口和喇叭口摩阻损失率.经试验测得,实测管道摩擦系数μ 值为0.258 9,管道偏差系数 k 值为 0.002 7,与设计值 0.25 和 0.002 5 相比偏大,但在规范取值范围内;锚口喇叭口摩阻损失率实测值分别为 5.11%、5.32% 和 5.05%,小于设计值 6%,满足试验及设计要求.【期刊名称】《现代城市轨道交通》【年(卷),期】2019(000)004【总页数】4页(P30-33)【关键词】桥梁;预应力混凝土梁;后张法;摩阻损失;试验研究【作者】米艳彬【作者单位】中铁十八局集团有限公司,天津 300222【正文语种】中文【中图分类】TU538.5710 引言预应力损失影响预应力混凝土桥梁应力与挠度,相关资料显示,一些已服役的桥梁出现挠度过大问题。

例如,主跨 308 m 的南浦大桥服役 1年后跨中竖向变形为38 mm[1];主跨 288 m 的梅溪河大桥服役 2年后跨中变形达 63 mm[2];主跨360 m 的丫髻沙大桥服役 1年后跨中变形达 120 mm[3]。

造成变形过大的主要原因是预应力钢束的应力损失估计不足,而造成预应力钢束的应力损失估计不足的原因是摩阻损失计算偏差。

为此,本文以山西省和顺县许村特大桥为工程实例,通过现场试验测定摩擦系数、管道偏差系数、锚口和喇叭口摩阻损失率,为桥梁预应力筋张拉提供计算方法与理论依据。

许村特大桥位于山西省和顺县附近,以 88 m 钢管混凝土系杆拱桥跨越邢汾高速公路连接线,计算跨径88 m,梁长 91.2 m。

系梁为单箱双室截面,梁宽 10.2 m,梁高2.5 m。

系梁纵向设 16 束17φj15.2 mm、24 束19φj15.2 mm 预应力钢束;横向在中隔墙上设 6 束4φj15.2 mm 预应力钢束;端隔墙上设 14 束7φj15.2 mm 预应力钢束、14 束12φj15.2 mm 预应力钢束。

竖向预应力采用φ25 mm预应力螺纹钢筋。

采用先梁后拱、满堂支架法现场浇筑系梁,主梁搭设贝雷架,并用工字钢连接成整体受力体系。

1 管道摩阻损失试验在进行预应力张拉时,由于管道摩擦阻力的影响会引起实际应力比张拉端油表读数小的现象。

尤其在较长的钢绞线中,由管道偏差系数引起的摩阻损失所占比重不容忽视,亦是分析较长预应力钢束应力损失的主要考虑因素。

我国现行各种规范中对预应力管道摩阻系数取值有所不同,未能形成统一的规范值,各规范中管道摩擦系数μ、管道偏差系数 k 规定如表1 所示。

表1 管道μ、k 规范值管道类型铁路规范公路规范建筑规范μ k μ kμk橡胶管抽芯管道 0.55 0.001 5 0.55 0.001 5 0.55 0.001 4金属波纹管 0.20~0.26 0.002~0.003 0.20~0.25 0.001 5 0.25 0.001 5铁皮套管 0.35 0.003 0.35 0.003 - -塑料波纹管 - - 0.14~0.17 0.001 5 - -1.1 试验方法及步骤管道摩阻损失通常采用主被动千斤顶的方法来测试,但该方法所得结果误差较大,主要原因表现在千斤顶本身存在摩擦阻力,主被动端交替测试不能完全消除影响;张拉时,主被动端油表读数不同,需提前标定被动端张拉曲线;张拉筋与锚口、喇叭口之间接触所产生的摩擦阻力也体现在测试结果中。

为使试验结果准确无误,试验中使用压力传感器来读取张拉端和被张拉端的压力值。

在传感器外侧加约束垫板,让传感器直接作用在千斤顶与梁体之间,在张拉过程中降低其他因素的影响,其原理见图 1。

试验步骤如下。

(1)安装设备,确保两端千斤顶位置对中。

(2)大里程侧封闭,小里程侧张拉,记录小里程侧传感器的读数 P11、大里程侧传感器的读数 P21。

如此反复进行 2次,取平均值。

(3)同样,小里程侧封闭,大里程侧张拉,记录小里程侧传感器的读数 P12、大里程侧传感器的读数 P22。

如此进行 2次,取平均值。

(4)将上述 P11 和 P12 取平均值记为 P1,P21 和 P22 取平均值记为 P2,则P1 和 P2 即为该孔道的主、被动端压力。

(5)卸载,进行下一孔道钢绞线的测量。

图1 管道摩阻损失测试原理1.2 试验管道选择试验对象是许村特大桥工程 88 m 钢管混凝土系杆拱桥,系梁上的 1 束长 9 090.0 cm 的直线管道 B1-1,2 束长 8 749.0 cm 的管道弯起角为 1.046 7 rad 的 T1-1,2 束长1 062.2 cm 的管道弯起角为 0.872 2 rad 的 H1 钢绞线,如表2 所示。

表2 预应钢绞线及管道参数预应力束编号钢束规格 / mm 管道长度 / cm 管道弯起角 / rad B1-1 19-φj15.2 9 090.0 0 T1-1 17-φj15.2 8 749.0 1.046 7 T1-117-φj15.2 8 749.0 1.046 7 H1 4-φj15.2 1 062.2 0.872 2 H1 4-φj15.2 1 062.20.872 21.3 试验及计算结果根据 TB 10002.3-2005《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》第6.4.4条,摩阻损失值按式(1)进行计算:式(1)中,θi 为第 i个管道对应力筋的空间曲线包角,rad ;li 为第 i个管道对应力筋水平投影长度,m;ξi 为第 i个管道对应的 ln(P2 / P1)值。

该 3个参数可由摩阻损失试验获得,见表3。

表3 摩阻损失试验结果预应力束li / cm θi / rad ξi μ k 19-φj15.2 mm 378.75 0.860 9 0.030 7 0.258 9 0.002 7由表3 摩阻损失试验结果和式(1),可计算得到预应力束为 19-φj15.2 mm 时的管道摩擦系数μ = 0.258 9,管道偏差系数 k = 0.002 7。

2 锚口及喇叭口摩阻损失测试预应力钢绞线与喇叭口、锚口在张拉时发生相对滑动,进而产生摩阻力,这部分摩擦阻力包含在张拉力中。

关于锚口和喇叭口引起的预应力损失占张拉力的比重,国内现有规范仅提供了一些参考值,如锚口摩阻损失率为5%,没有喇叭口摩阻损失率,还不是很完善。

本文许村特大桥设计给出的锚口、喇叭口摩阻损失之和为张拉控制应力的 6%。

为确保施加在结构上有效预应力的精准度,本节将通过现场试验来确定摩阻损失占张拉力的百分率,为预应力张拉提供理论依据。

2.1 试验方法及步骤在混凝土试件锚口与喇叭口摩阻损失试验中,试件尺寸为400 cm×80 cm×80 cm。

针对 M15-15、M15-12、M15-9型号锚具进行测试,每种锚具 3个试件,试验采用单端张拉方式,通过压力传感器读取数据,其原理见图2,试验步骤如下。

图2 喇叭口和锚口摩阻损失测试原理(1)两端千斤顶充油,将大里程侧封闭作为被动端,小里程侧作为主动端,张拉至设计值。

设小里程侧传感器读数为 Nx 时,大里程侧传感器的相应读数为 Nd,则锚口和锚垫板摩阻损失为Δ N = Nx - Nd。

(2)小里程侧封闭,大里程侧张拉,进行 3次,取平均值。

(3)2次Δ N 的平均值即为测定值。

2.2 试验结果本试验选取了 3套群锚进行测试,试验开始后一次张拉至设计张拉力值 1 728.87 kN,同时记录主被动端压力值。

锚口和喇叭口摩阻损失试验结果如表4 所示。

表4 锚口和喇叭口摩阻损失试验结果 kN锚具规格试验次数主动端压力被动端压力摩阻损失M15-9 1 1 729.25 1 652.92 76.33 2 1 731.17 1 639.26 91.91 3 1 730.08 1 633.12 96.96 M15-12 1 1 725.56 1 631.85 93.71 2 1 732.41 1 635.00 97.41 3 1 735.16 1 649.99 85.17 M15-15 1 1 735.94 1 635.31 100.63 2 1 722.37 1 647.95 74.42 3 1 738.75 1 651.10 87.65表5 给出了锚口和喇叭口摩阻损失计算结果,由表5 可以得出 9 孔锚具、12 孔锚具、15 孔锚具试件的锚口和喇叭口摩阻损失的平均值分别为 5.11%、5.32%和5.05%。

表5 锚口和喇叭口摩阻损失计算结果 %序号 M15-9 M15-12 M15-15 1 4.41 5.43 5.80 2 5.31 5.62 4.32 3 5.60 4.91 5.04平均值 5.11 5.32 5.052.3 注意事项(1)试件混凝土强度需达到 90%以上方能进行试验,试验前应对管道进行清孔。

(2)测试前必须对所用设备进行校核,试验管道所用钢绞线的下料长度要确保达到试验要求,并采用切割机进行切割。

(3)试验中所用千斤顶、压力传感器和喇叭口的轴线一定要在同一位置,以确保传感器数据准确。

(4)每一次测试结束后,认真检查所有设备的工作状态,包括传感器的位置是否出现偏离、钢绞线是否出现问题等。

确保没问题后,静置不少于5 min再进行下次测试。

3 结论及建议本文对后张法预应力混凝土梁摩阻力进行试验,测定了实际管道摩阻力以及锚口和喇叭口摩阻损失率,得出以下结论。

(1)实测预应力束为 19-φj15.2 mm 时,管道摩擦系数μ = 0.258 9,管道偏差系数 k = 0.002 7,与设计值0.25 和 0.002 5 相比偏大些,但在规范取值范围内,这表明管道成孔质量还有待提高。

(2)施工时要采取加强孔道测量定位、加密定位钢筋及混凝土浇注时做好管道保护等措施;锚口喇叭口摩阻损失率实测值为分别为 5.11%、5.32% 和 5.05%,略小于设计值 6%,满足试验及设计要求。

(3)现场具备条件时,建议进行预应力摩阻损失测试,以获取实际的管道偏差系数 k 值以及锚口喇叭口摩阻损失,更准确地把有效预应力施加到结构上。

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