32m箱梁预应力孔道管道摩阻及张拉力的调整试验
32m无砟轨道后张法预应力简支箱梁预应力施工质量控制

无砟轨道后张法预应力简支箱梁预应力施工质量控制袁薪明(中铁十三局一公司无为制梁场北区)【内容摘要】:预应力简支箱梁核心部位是预应力施工。
预应力施加过程中,预压应力是用来减小或抵消荷载所引起的混凝土拉应力,从而将结构构件的拉应力控制在较小范围,甚至处于受压状态,以推迟混凝土裂缝的出现和开展,从而提高构件的抗裂性能和刚度,预应力的施加效果好坏直接关系到梁体的承载力的大小和结构抗裂性能。
为了保证安全及桥梁使用年限,严格控制预应力施工,必须遵照规范施工。
此论文是为了明确简支箱梁预应力施工作业的工艺流程、操作要点和相应的工艺标准,指导、规范简支箱梁预应力施工。
【关键词】:后张法预应力简支箱梁;预应力施工要求;质量控制;基本概况:中铁十三局集团第一工程有限公司无为制梁场北区(以下简称无为制梁场)地处安徽省巢湖市无为县境内(正线里程DK97+000处)。
无为制梁场北区管段箱梁为革古山特大桥24米箱梁4孔,32米箱梁41孔;铜陵长江大桥北引桥24米梁29孔,32米箱梁497孔;共计:24米梁33孔,32米梁538孔,总计571孔。
合福铁路客运专线(安徽段)为目标时速350km/h的新建铁路客运专线。
制梁场制梁场共设置制梁台座7个,外模7套、内模6套,双层存梁台座41个,提升台座3个,检测台座1个,场内极限存梁能力为96孔,日生产能力1-2孔;梁场配备120m3/h拌合站2座,450吨门式提梁机2台,900吨提运架设备1套,50吨龙门吊4台,4吨锅炉1台,1000kw 变压器2个。
1.原材料要点1.1.预应力钢绞线1.1.1.原材料标准预应力钢绞线采用抗拉强度标准值为1860MPa,公称直径为15.2mm高强度低松弛钢绞线,其技术性能应符合GB/T5224-2003《预应力混凝土用钢绞线》的规定。
其尺寸和允许偏差见下表:1.1.2. 进场验收、存放、发放规则1.1.2.1预应力钢绞线应成批验收,每批由同一牌号、同炉罐号、同一规格、同一生产工艺、同交货状态的预应力筋每30t为一批,不足30t也按一批计。
32m简支T梁预应力孔道摩阻测试

2 1 孔 道摩 阻损 失的 组成 .
当 a (F z 、 2 i .o且 A) ∑ (F 取 小值, 此 得: △ ) 得最 由 可
一
O时 '
张拉时, 预应 力钢 束 与 孑道 壁 接 触面 间 产生 摩 L 擦 力引起 预应 力损 失 , 为摩 阻 损 失 。主要 有 2种 称
形 式 : 由于 曲线处钢 束 张拉 时对孔 道 壁施 以正压 ①
f∑ +是 一∑Y ∑z i 一0 O
力 而引 起 的摩 擦 , 值 随钢 束 弯 曲 角度 总 和 增加 而 其
【 一∑Y ∑z+ ∑z 0 一0
解方程组求得 k 值。
增大 ; 由于孑 道对其设计位置的偏差致使接触面 ② L
Pk - e 外拓
式 中 , 为计算 截 面 预 应力 束 的拉 力 , 量 时取 至 Pr 测 固定 端 ; 张拉端 预应力 束 的拉 力 ; P 为 为从 张拉 端
至计 算 截面 的孔道弯 角 之和 (a )z为 从 张拉 端 至 rd ;
1 概
述
计算 截 面 的孔 道 长度 ( ; 为 预 应 力 束 与孔 道 壁 m)
前对孔道摩阻系数 和偏 差系数进行 测定 。结 合汉宜 客运专
线 3 2m简支 T梁预应力孔道摩阻试 验 , 主要介 绍测试方法
22 孑道摩 阻试 验数 据 的计算 分析 . L 孔道摩 阻试 验数 据 的计算 分 析如下 。 张拉 时 , 应力束 距 固定 端距 离为 z 的任 意 截 预
+ k l y1一 AF, . — r 2Βιβλιοθήκη + 2 y2一 △F2 一
0 + h 一
一 △
孔道 进行 调整 , 将设 计张拉 力准 确施 加至梁 体 。
预应力混凝土连续梁桥孔道摩阻试验研究

预应力混凝土连续梁桥孔道摩阻试验研究
随着现代交通运输的不断发展,大型桥梁的建设成为了一个必不可少的环节。
预应力混凝土连续梁桥是一种常见的大型桥梁结构,其孔道摩阻性能的研究对于确保其安全运行具有重要意义。
孔道摩阻试验是评价桥梁孔道摩阻性能的重要方法之一。
为了研究预应力混凝土连续梁桥孔道摩阻性能,需要进行一系列试验。
首先需要进行孔道摩阻试验,该试验可以模拟桥梁使用过程中的车辆荷载作用,测量孔道内空气压力、孔道内空气流速和孔道摩阻力等参数,评价孔道摩阻性能。
其次需要进行材料性能试验,以了解预应力混凝土在不同应力下的力学性能。
在试验过程中,需要注意一些关键问题。
首先是试验设备的选择,需要选择精密仪器来测量试验参数,确保数据的准确性。
其次是试验样品的选择,需要选取具有代表性的样品,以确保试验结果的可靠性。
最后是试验参数的控制,需要控制试验过程中的温度、湿度等因素,以确保试验结果的可重复性。
通过试验研究,可以得出预应力混凝土连续梁桥的孔道摩阻性能和材料性能等关键数据,为桥梁的设计和施工提供重要参考。
此外,还可以为桥梁的日常维护和保养提供依据,确保桥梁的安全运行。
箱梁预应力孔道摩阻测定

第一章箱梁预应力孔道摩阻测定1 试验目的为了更加准确的提供预应力束张拉的控制应力和预应力束的延伸量,验证设计数据并积累施工经验,测定预应力孔道的摩阻。
2 试验设备试验设备附表1-13 试验依据1.JTJ041-2000《公路桥涵施工技术规范》。
2.融侨大道道路及排水工程设计图(桥施)(市02-07)。
4 试验方法根据本工程的施工特点,本次测试取0~4 号联跨外幅上层箱梁的N2A 和N2D 两个孔道进行测试,预应力钢束都为1860MPa 级钢绞线12 根,张拉控制应力1395MPa。
N2A孔道长139m,平面曲率半径61.8m; N2D 孔道长130m,平面曲率半径57.7m,都为空间曲线束。
根据附图1 所示的方法安装测试设备,根据测试步骤首先对N2A 进行测量,孔道两端各反复张拉测试3 次,然后将两次压力差平均值再平均,即为N2A 孔道摩阻力的测定值。
同样的方法对N2D孔道进行测试。
通过测定的摩阻值计算预应力钢筋与孔道壁的摩擦系数并提交设计院审核。
5 测试步骤(1)先将预应力钢束在孔道内预先拉动,然后在两端依次按图安装传感器、千斤顶、工具锚,注意各部件应定位准确,轴线同心。
然后在传感器上连接好SC-4型应变仪,将各台千斤顶与对应的2YBZ2-80型高压电动油泵连接好。
(2)检测设备安装就位后,先将乙端的千斤顶进油空顶运行油缸行程12CM,然后将钢绞线装于千斤顶上,再同时张拉两端千斤顶,每台千斤顶至少伸出10mm,并保持压力数值4MPa.(3)在进行张拉时,乙端将回油阀锁死保持持荷状态,甲端操作油泵进行张拉。
用张拉端传感器的数字荷载表读数控制加载过程,按张拉控制应力的0.2,0.4,0.6,0.8分级,逐级加载到控制应力,每级加载后,同时记录两端传感器的数据,当加荷载达到1.0张拉控制应力时,持荷5min,在持荷时保持力值不低于控制应力值,也应不高于超张拉值,同时记录两端传感器的读数。
(4)张拉过程中一台千斤行程完后(保留10mm),接着用第二台千斤顶进行张拉,直至要求的应力为止。
石梅湾大桥32m箱梁预应力孔道摩阻试验研究

HE Gu — n o j g,Z i OU n — n Yo g wa g,YIJn i
( c o l fCii En i e rn S h o v l g n e i g,Ar h t c u e a d M e h n c , o c i t r n c a is e
Ce r lSou h U n v r iy o nt a t i e st fFor s r nd Te hnolgy,Cha gs 00 4,H un ety a c o n ha 41 0 an,Ch na i )
A b tac : h t anso e s r s e ub n t s pa v e e s e n t iu t s orSh m ew a i he s r t T e s r i fpr — t e s d t e i e ts n ha e be n m a ur d i he st e tf i i n Brdgeon t
Ea t r a l y i i a o i c .B s d o h ac l t n me h d o rc i n l e i t n e l s n t e p s —e so e se n ri wa Han n Pr vn e a e n t e c lu a i t o f it a s s a c si h o t t n i n d n o f o r o
值 。基 于 后 张 法 预 应 力 管 道 摩 阻 损 失 的计 算 理 论 , 用 应 变 实 测 值 , 出 了 箱 梁 两 端 压 力 值 的 关 系 曲线 。应 用 最 小 二 利 得 乘 法 原 理 , 出 了 k值 的计 算 公 式 , 得 了可 靠 的 、 导 获 k值 。 过 、 实 测 值 与 设 计 值 的 比较 k分 析 , 果 表 明 , 于 通 结 关 / 值 计 算 公 式 的 推 导 合 理 , 测数 据 可 靠 。 进 一 步 , 据 实 测 值 与设 计 值 的互 相 验 证 , 明 管 道 成 孔 质 量较 好 , 工 1 、 实 根 表 施
32米T梁后张法预应力张拉施工控制及伸长量测量方法

等级为 C 5 T粱预制包括浇筑混凝土、 5。 张拉施工 、 保护层 、 防水层等
的施 工 。 2 3 米 T型 梁 后 张法 预 应力 施 工 工艺 流 程 ( 图 1 2 见 1
预应力施工工艺中 , 首先是绑扎梁体钢 筋 , 安装预埋橡胶棒后 支 立模 板 , 筑混 凝 土 , 制 作混 泥 土 试 块 , 凝 土初 凝 后 抽 出抽拔 浇 并 混 橡胶 棒 形 成预 应 力 管道 。进行 养 护 、 模 , 清 理 预 留孔 道 。接 着是 拆 并 穿 预 应 力筋 , 当梁 体 达 到 一定 强 度 之 后 , 拉预 应 力 筋 , 道 灌 浆 , 张 孔 在这 个 过 程 中也 要 做试 件 来 检测 预 应 力 构 件 的质 量 , 工 艺 过 程 见 其
关 键 词 :2米 T型 粱 ; 应 力张 拉控 制 ; 长值 测 量方 法 3 预 伸
l 正 建 包 头 至西 安 铁 路 大 塔 火 车站 西 侧 20 0m, 距 离 包 神铁 路 那林 沟 门车站 3m。 个 梁 场纵 向( 北 ) 1 i, 向 k 整 南 长 K 横 n 宽 2 0 总 占地 约 35亩 。梁 场预 制 3 1m, 1 2米 T梁 6 0 L预 制 梁 型 为 6孑, T梁结 构 , 板 厚 度 为 08 m,T梁长 度 为 3 . 底 .8 2 m。梁 体混 凝 土 强度 6
上图。 3 张 拉前 的准 备工 作
313m T型梁 的检 查 、 . 2 清理 311施加 预 应 力 前 对 梁体 进 行 检 验 ,外 观 和结 构 尺 寸 应 符 合 . . 前方 存在 的断层 、 带 、 殊 软岩 、 岩层 和煤 系地 层 与其 他地 层 破碎 特 富水 的界线 、 、 和岩溶 陷落 柱 , 溶洞 暗河 还能探 测岩浆岩岩 体 、 、 等特 岩脉 孤石 殊地 质体 ; 查明前 述不 良地质体 的位置 和规模 , 能 能判别 不 同类 别 围岩 的分界线, 并提供相应岩层的地质力学参数( 杨氏弹注模量 、 淞比等 ) ? 白 ; 能探{和较准确的解释距离为: 贝 I I 软岩一般能探测 20 ( 5 m 最大可达 4 0 ) 0r , n 硬岩 一般能探 测 4 0 ( 0m 最大 可达 50 有 效 解释 距离 为 10 对 不 良 0 m) 5m; 地质体的地质性质判断, 一般较准确 ; 对不良地质体的位置判断精度可 达 9%以上 ; 0 对不 良地质体 的规模 的判 断精度可达 8% ̄0 5 9%以上 。 地 质素描 及数码相机 分析 法预报 :利用地 质素 描判定 工作面前 方 短距 离范 围内的地质 情况 。 掘进 施工时 , 经验 的地 质工程师 在每循 派有 环 后对 工作 面进行 地质 观察 、 录 , 时 照相摄 影 , 制地 质素 描 记 必要 并绘 图。根据 掌子 面地质情 况 , 对地质 素描 图的分析 , 工程 类 比法对 通过 用 开 挖面前 方短距 离 内的岩体稳 定. 行分 析 , 陛进 通过综 合分析 判断 , 出 提 地 质预测 报告 。 3 . 4超前探 孔取芯验 证法预报 根据设计地质资料及 T P等长期预报提供的不良地质资料 ,在掌 S 子面距不 良地质地段约 2 m左右时,采用轻型地质钻机在掌子面进行 5 钻 孔探 测 , 以便相互 印证 , 根据 T P探测资 料选 择探 孔位 置 , 两个 S 布置 探孔, 同时进 行取芯 , 孔深 10 0m。在钻 孔的 同时 , 录钻孔 速度 、 记 岩碴岩 粉特征 、 冲洗液颜色 、 含泥量、 出水部位 、 钻杆是否突进等睛况 , 探明水量 和水压情况 , 按设计和开挖面的地质资料 , 判定工作面前方的工程、 水 文 地质情 况 , 以采取 必要的预 防措施 。 钻孔 前应先用 稍大直径 的钻头钻 孑, L安设 3 L m孑 口管 ,L 孑 口处设闸阀, 在遇到高压水时紧急关闭, 防止突 水。每次提钻后要对岩芯进行观察描述和记录, 记录各岩层位置、 岩性、 厚 度及其 裂 隙发 育 、 填胶 结情况 , 好岩 芯 的地 质描 述 , 充 做 同时记 录好 孑 内出水 情况 。取 出的岩芯 要按孑 位编号 , L L 摆放整齐 , 质人员 分析 供地 研究。 超前钻孑取芯能够较真实地反映掌子面前方的地质情况, L 在施工 超前地质预报 中已得到广泛应用。 3 . 5涌水 的预测 3 .超前炮眼钻孔或超前探水钻孔的涌水量预测 .1 5 根据开挖工作面上的超前炮眼钻孑 的涌水量预测前方几米至几十 L 米的水情这种方法的原理是利用爆破后的出水量和爆破前炮眼水喷距 的一定 比例关 系 , 喷距 的大 小来预测 开挖后 的涌水量 。 用 根据 炮眼 口水 流射速 , 可以预报爆破的水量。但炮眼水喷射速度不易实测, 它和炮眼 水 喷射 的水平距 离有一定 的 比例关 系 :
铁路客专箱梁预应力管道摩阻测试

铁路客专箱梁预应力管道摩阻测试原理王立国中交一公局六公司哈大双城制梁场摘要:哈大铁路客运专线32m铁路简支箱梁采用后张法预应力体系,根据在实梁上进行6种预应力筋束的孔道摩阻试验,测试孔道摩阻系数μ和偏差系数k,以检查预应力孔道的成孔情况,保证实梁的有效预应力。
关键词:客专箱梁预应力摩阻系数偏差系数测试1 概述哈大铁路客专32m无砟轨道后张法预应力混凝土双线简支箱梁桥面设计宽度12m,梁体重量约900t,横截面设计为单箱单室等高度纵向预应力体系,线路情况为直线、曲线,最小曲线半径7000m。
纵向预应力孔道27孔,其中曲线梁有1孔采用12—7φ15.2钢绞线,26孔采用9—7φ15.2钢绞线;直线梁有5孔采用8—7φ15.2钢绞线,22孔采用9—7φ15.2钢绞线。
钢绞线强度等级为1860mpa。
预应力管道采用橡胶抽拔棒抽拔成型,采用YCW—300型千斤顶,张拉油表选用精度为0.4级。
根据设计要求,为确保桥梁运营安全,准确获得实梁的孔道、锚口及喇叭口引起的预应力损失,从而保证实梁中预应力筋的实际有效预应力,在箱梁试生产期间对两榀梁进行管道摩阻测试,以后每100榀做一次管道摩阻测试。
2 管道摩阻的组成分析张拉时,预应力钢绞线与孔道壁接触面间产生摩擦力引起预应力损失,称为摩阻损失。
摩阻损失主要由于孔道的弯曲和孔道的偏差两部分影响所产生,从理论上说直线孔道无摩擦损失,但由于施工中孔道位置的偏差及孔道不光滑等原因,在钢绞线张拉时实际上仍会与孔道壁接触而引起摩阻损失,称此项为孔道偏差影响(长度影响)摩擦损失,其值较小,反映在系数k上;对于弯道部分除了孔道偏差影响之外,还有因孔道转弯,预应力钢绞线对弯道内壁的径向压力所引起的摩擦损失,一般称这部分影响为弯道影响摩擦损失,其值较大,并随钢筋弯曲角度的增加而增加,反应在系数μ上。
3 试验计算原理3.1 理论公式张拉时,预应力损失按下式计算σL1=σcon[1-e-(μθ+kx)](1)式中σL1——由于摩擦引起的应力损失(MPa);σcon——钢绞线(锚下)控制应力(MPa);θ——从张拉端至计算截面的长度上,钢筋弯起角之和(rad);x——从张拉端至计算截面的管道长度(m);μ——钢绞线与管道壁之间的摩擦系数;k——每米管道对其设计位置的偏差系数;3.2 参数μ、k分析由式(1)可知,在预施应力过程中,离张拉端x处因管道摩阻而损失的力筋束内力值为F x=F v[1-e-(μθ+kx)]=βF v(2)式中 F v——张拉力;β——预应力损失率;x——张拉端至计算截面的力筋束长(m);θ——从张拉端至计算截面的长度上力筋束的弯起角之和(rad);μ——管道摩擦系数;k——管道偏差系数;当采用一端张拉一端固定的方法测定参数μ和k时,式(2)可写为μθ+kx=-ln(1-β)(3)试验存在误差是不可避免的。
铁路工程32米T形梁预应力张拉作业指导书

铁路工程32米T形梁预应力张拉作业指导书一、张拉材料及机具㈠预应力材料1、按设计图纸要求此梁的预应力筋采用高强度低松弛钢绞线,公称直径15.24mm,极限抗拉强度1900MPa,级别为270级。
采用自锚式QM15-5、QM15-7锚。
制孔使用内径为φ55mm 或φ65mm的镀锌波纹管。
2、进场要求:⑴预应力钢绞线进场时要有出厂合格证或试验报告单,并进行外观检查,不得带有降低钢绞线与砼粘结力的油类、润滑剂等物质,允许有轻微的浮锈,但不得锈蚀成肉眼见得的麻坑,钢丝表面不得有裂纹、小刺、机械损伤、氧化铁皮、油迹。
进厂后取样进行力学性能试验,每批钢绞线中任取三盘截取长800mm三根进行力学性能试验,每批为同一编号、同一规格。
重量不大于60t为一批。
检查试验结果如有一项试验不符合标准,该盘作废,再从未试验过的钢绞线中取双倍数量的试样进行复检,如仍有一项不符合要求,则该批为不合格产品。
⑵锚具进场要求:本梁采用预应力机械总厂产品QM锚,分别为QM15-5和QM15-7两种。
锚具进场要有质量合格证,保证加工误差、表面光洁度、热处理和硬度等要求,各套间能互换使用。
由厂方提供锚固力试验报告单,不得小于0.96倍预应力钢绞线抗拉极限强度,强度试验安全系数不得小于1.5倍。
提供夹片合格证书,保证每个夹片的硬度和尺寸合格。
⑶波纹管注意防锈,按规格存放。
预应力筋、锚具和波纹管应放在通风良好并有防潮雨措施的仓库中。
㈡张拉机具1、采用的张拉机具是同QM锚具相匹配的YCW150型千斤顶2台,张拉力2000KN,张拉行程200mm。
YCW25型1台,张拉力250KN,行程200mm。
油泵采用与之相配套的ZB4-500型油泵,工作油表采用1.5级,最大量程为60MPa。
2、千斤顶的校验⑴油料采用经过过滤的清洁机油,油中不能有水。
⑵接好油路后进行试运转,行程不小于180mm运转时。
若发生响声,则千斤顶中存有空气,要继续运转直至顶部空气排出为止。
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32m箱梁预应力孔道管道摩阻及张拉力的调整试验
摘要:兰新第二双线32m铁路简支箱梁采用后张法预应力体系,根据在实梁上进行5种预应力筋束的孔道摩阻试验,测试孔道摩阻系数μ和偏差系数k,以检查预应力孔道的成孔情况,并根据测量数据对张拉力进行调整,保证实梁的有效预应力。
关键字:预应力摩阻系数偏差系数
1.引言:
预应力张拉是后张法预应力混凝土梁的一道极为重要的工序,如何准确将设计张拉力施加于梁体直接影响梁的耐久性、安全性、刚度及矢拱高度。
后张梁管道摩阻是引起预应力损失的五个主要因素(混凝土收缩徐变、钢筋松弛、锚头变形及钢筋回缩、摩阻、混凝土弹性压缩)之一。
由于施工过程中诸多不确定因素及施工水平的差异,张拉前应对管道摩阻现场测试,并根据测试结果对张拉力及管道进行调整,将设计张拉力准确施加至梁体。
兰新第二双线32m箱粱为后张法预应力混凝土结构,预应力束沿梁长通长布置,有腹板束和底板束两种。
共有孔道27孔,其中5孔采用9—7φ15.2钢绞线,22孔采用10—7φ15.2钢绞线。
钢绞线强度等级为1970 mpa。
预应力管道采用橡胶抽拔棒抽拔成型,设计管道局部偏差影响系数k=0.0015、摩擦系数μ=O.55。
2 .摩阻测试的基本原理
张拉时,预应力钢绞线与孔道壁接触面间产生摩擦力引起预应力损失,称为摩阻损失。
摩阻损失主要由于孔道的弯曲和孔道的偏差两部分影响所产生,从理论上说直线孔道无摩擦损失,但由于施工中孔道位置的偏差及孔道不光滑等原因,在钢绞线张拉时实际上仍会与孔道壁接触而引起摩阻损失,称此项为孔道偏差影响(长度影响)摩擦损失,其值较小,反映在系数k上;对于弯道部分除了孔道偏差影响之外,还有因孔道转弯,预应力钢绞线对弯道内壁的径向压力所引起的摩擦损失,一般称这部分影响为弯道影响摩擦损失,其值较大,并随钢筋弯曲角度的增加而增加,反应在系数μ上。
本次管道摩阻试验选取编号为N11、N9、N7、N3、N1b五个孔道。
试验孔道的位置及管道相关参数见表1。
表1 预应力束布置及相关参数表
预应力筋束编号管道长度X(m)管道弯起角θ(rad)位置
N11 32.459 0.2416 腹板
N9 32.400 0.2416 腹板
N7 32.340 0.1829 腹板
N3 32.403 0.3274 腹板
N1b 31.820 0 底板
3.试验计算原理
3.1理论公式
张拉时,预应力损失按下式计算
σΔ =σcon[1-e-(μθ+kx)](1)
式中σΔ——由于摩擦引起的应力损失(MPa);
σcon ——钢绞线(锚下)控制应力(MPa);
θ——从张拉端至计算截面的长度上,钢筋弯起角之和(rad);
x——从张拉端至计算截面的管道长度(m);
μ——钢绞线与管道壁之间的摩擦系数;
k——每米管道对其设计位置的偏差系数;
3.2参数μ、k分析
由式(1)可知,在预施应力过程中,离张拉端x处因管道摩阻而损失的力筋束内力值为
Fx=Fv[1-e-(μθ+kx)]=βFv(2)
式中Fv——张拉力;
β——预应力损失率;
x——张拉端至计算截面的力筋束长(m);
θ——从张拉端至计算截面的长度上力筋束的弯起角之和(rad);
μ——管道摩擦系数;
k——管道偏差系数;
当采用一端张拉一端固定的方法测定参数μ和k时,式(2)可写为
μθ+kx=-ln(1-β)(3)
试验存在误差是不可避免的。
假定式(3)的误差为Δ,则有
μθ+kx+ln(1-β)=Δ (4)
如果有n束钢绞线束,则
μθi+kxi-Ci=Δi(i=1,2,3,…n)(5)
式中,θi和xi分别为第i根力筋束的θ和x,Ci=-1n(1-βi),从而得到全部力筋束测试误差的平方和为
q=ΣΔi 2=Σ(μθi+kxi-Ci)2 (6)
当аq/аμ=0且аq/аk=0时,q取得最小值,由此可得
μΣθi2+kΣxiθi -ΣCiθi =0
μΣxiθi+kΣxi2-ΣCixi =0 (7)
解方程组即可得μ、k值,需要指出的是,由于参数μ和k的耦联,必须借助于2束以上的预应力钢束才能计算出μ和k值。
4试验内容和方法
4.1试验内容
试验内容包括管道摩阻试验和锚具摩阻试验两部分,其中,管道摩阻试验的试验管道为N11、N9、N7、N3、N1b。
主要通过测定五个管道张拉束主动端与被动端实测压力值,根据规范规定的公式计算摩擦系数和偏差系数。
锚具摩阻试验采用成都新筑锚在4.0mxO.5mx0.5m的混凝土试件上进行,同时,为测定喇
叭口的摩阻损失,在试件上也要进行喇叭口的摩阻损失试验,方法是通过测试喇叭口与锚具摩阻损失之和,再从中扣除锚具摩阻损失,以确定喇叭口的摩阻损失。
4.2 测试方法
4.2.1管道摩阻测试
试验预应力束两端均安装压力传感器和张拉千斤顶。
在试验开始时,预应力束两端同时张拉至设计张拉控制荷载的20%,然后将一端封闭作为被动端,以另一端作为主动端,分级加载到设计张拉控制荷载。
每级荷载到位后,均读取两端传感器读数P2、P1。
重复张拉2次。
然后根据两端传感器读数,计算出孔道摩阻损失β。
孔道摩阻试验的方法见图1。
图1 孔道摩阻试验示意图
4.2.2锚口摩阻及喇叭口摩阻测试
锚具摩阻及喇叭口摩阻试验在2.0mx0.6mx0.6m混凝土试件上进行,截面中心处的预应力管道为直管道,采用的成孔方式及锚具、锚垫板与箱梁相同。
试验采用单端张拉方式,测试时需采用工作状态的锚头(安装夹片),在试件两端分别安装千斤顶,被动端测试前首先张拉。
试验方案见图2 。
图2锚具和喇叭口摩阻损失测试示意图
5试验结果及分析
5.1孔道摩阻损失
第二次摩阻测试数据见表2。
其中P2/P1设计值为按照《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土设计规范》抽拔橡胶棒成孔时μ=0.55,k=0.0015时的值,P2/P1=e-(μθ+kx)。
表2摩阻测试数据
预应力束编号P2/P1设计值P2/P1实测回归值
第一片梁第二片梁
第1次第2次第1次第2次
N11 0.8340 0.8256 0.8195 0.8130 0.7993
N9 0.8340 0.9084 0.9044 0.8136 0.8039
N7 0.8615 0.8938 0.8881 0.8972 0.8989
N3 0.7956 0.8888 0.8687 0.8047 0.7989
N1b 0.9534 0.9648 0.9647 0.9342 0.9354
利用表1和表2的数据代入式(7)中,可得第一片:μ=0.44、k=0.0005,第二片:μ=0.55、k=0.0015。
平均为μ=0.495、k=0.001按照规范规定,抽拔橡胶棒形成的管道,摩擦系数μ=0.55,偏差系数k=0.0015。
试验结果μ值和k值比规范值小。
5.2锚口及喇叭口损失
锚口及喇叭口损失测试结果见表3。
表3锚口及喇叭口测试结果
序号9孔锚具试件10孔锚具试件
锚口+喇口摩阻(%)锚具回缩量(mm)锚口+喇叭口摩阻(%)锚具回缩(mm)
1 8.5 2.81 8.0 3.47
2 8.1 3.59 6.
3 3.76
3 7.6 3.38 9.2 3.21
平均值 8.1 3.26 7.8 3.48
由表3可知,3次锚口及喇叭口损失测试值基本接近,反映出测试结果的准确性。
锚口摩阻损失设计值为6%,测试为8.1%、7.8%。
大于设计值。
6 结论
通过对预应力筋的孔道摩阻测试与理论分析,得出以下结论:
1) 孔道摩阻系数μ=0.495,偏差系数k=0.001;
2) 预应力束在施工中为两侧同时张拉。
因此换算到跨中时,实测两孔32m 简支梁梁跨中摩阻比设计值小0.95%。
3) 实测9孔、10孔锚具的锚口和喇叭口摩阻损失率为8.1%、7.8%;
4) 实测9孔、10孔锚具的回缩量分别为3.26mm、3.48mm
5) 测试结果表明管道摩阻偏小,预应力管道定位和成孔工艺较好。
但锚具和喇叭口摩阻偏大,可适当提高预应力束张拉控制应力仪确保预施应力准确。
参考文献:
1、《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》
2、空间曲线预应力束摩阻损失参数. 《西安公路交大学报》.
3、(2010)TJ字第LX09号.客运专线预应力混凝土简支箱梁孔道摩阻测试报告.铁科院铁道建筑研究所.
4、《350km/h客运专线铁路无砟轨道后张法预应力混凝土简支箱梁设计图》通桥(2008)2322A-Ⅱ
注:文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。