后张法孔道摩阻测试技术总结

后张法孔道摩阻测试技术总结
中铁十二局一公司李全堂山西临汾041000 内容提要：介绍了后张法孔道摩阻试验的测试方法与计算过程，以便于控制张拉参数。

关键词：摩阻糸数偏差糸数
1测试意义和目的
简支梁张拉作业中，如果水平孔道的控制张拉力套用曲线孔道的控制应力，由此而造成梁体的局部超张拉应力会使梁的实际反供度大于设计的反供度，对桥面施工带来不利影响。

若孔道摩阻力考虑偏小，张拉力不够，将影响梁体质量。

因此正确计算摩阻力是张拉前的一项非常重要的工作。

开展孔道摩阻试验的目的是为了验证设计数据和积累施工资料。

当采用先张法无孔道施工时，不存在孔道摩阻力，主动端与被动端之间产生的预应力偏差微小。

当预应力钢束在构件的弯曲或不顺直的孔道中进行张拉时，钢束与孔避之间会产生摩擦阻力，从而抵消了部分张拉力，减少了钢束的额定预施拉力，这会影响构件的正常使用功能，通过测试，计算出摩阻力数据，并采取对应措施。

2试验仪器设备及条件
2.1预应力设备的选用与校正
（1）张拉千斤顶在整拉整放工艺和单拉整放工艺中，单束初调及张拉宜采用穿心式双作用千斤顶，整体张拉和整体放张宜采用自锁式千斤顶，张拉吨位宜为张拉力的1.5倍，且不得小于1.2倍，张拉千斤顶在张拉前必须经过校正，校正糸数不得大于1.05，校正有效期为一个月且不超过200次张拉作业，拆修更换配件的张拉千斤顶必须重新校正。

（2）压力表应选用防震型，表面最大读数应为张拉力的1.5～2.0倍，精度不应低于1.0级，校正有效期为七天；当精度为0.4级压力表，校正有效期为一个月。

压力表发生故障必须重新校正。

（3）油泵的油箱容量宜为张拉千斤顶总输油量的1.5倍，额定油压数宜为使用油压数的1.4倍。

（4）油泵、压力表应与张拉千顶顶配套校正使用，预应力设备应建立台帐及卡片并定期检查。

2.2测试仪器的选用
（1）穿心式千斤顶：测量范围0～2500KN,精度等级0.3级。

（2）对中环：要求与传感器、千斤顶相匹配
（3）卡尺：0～300mm ，精度0.02mm 。

（4）钢直尺：0～300mm,精度1mm 。

2.3梁体质量要求
要求被测试的梁应符合有关检验评定质量标准，其曲线孔道的布置应符合设计图坐标的要求，并敷设圆顺，锚具的型号规格符合有关质量标准，锚垫板的位置符合规定要求。

2.3材料质量要求
钢绞线应选用同批号作为一束，并进行检验。

3测试装置和测试方法
3.1测试装置图
3.2测试方法
（1） 试验前对选定的孔道进行：穿束，安装传感器，安装锚圈（不放锚塞以便反复张拉
试验），放对中套，安千斤顶。

（2） 在荷载为零时，记录传感器、油表、油缸伸出量的读数。

（3） 在传感器、锚具、千斤顶、孔道中心四者同心的情况下，两端千斤顶同时充油至3～
5MPa 压力。

记录读数，检查设备状况。

（4） 一端为张拉端，一端为锚固端，以总张拉力大致1/4为一级，逐级张拉到稍大于设
计吨位为止。

各级均记录传感器、油压表、千斤顶油缸长度变化值。

注意在主、被动端的传感器应同时读数。

（5） 千斤顶放松，再以原来的被动端改为主动端重复试验，此为一次试验过程完毕。

以
上试验须重复三次，对应结果计算平均值。

4孔道摩阻试验标准计算方法
4.1孔道摩阻力导致预应力损失值δn
δn =δk [ 1-e )(kx u +-θ]
式中，δk——张拉控制应力（Mpa ）； θ——弯曲孔道端部切线交角（rad ）；
x ——直线段孔道长度（m ）； u,k ——孔道摩阻系数和孔道偏差系数。

4.2孔道摩阻力的测算
⑴ 先进行直线孔道摩阻力试验，按上式θ为零时求得k 值。

⑵ 再进行与直线孔道同样工艺及施工条件带有曲线孔道的摩阻力试验。

并将以上k 值代入上式求得u 值。

5孔道摩阻试验非标准计算方法：
5.1直线孔道偏差系数k 计算
设PA 为主动端张拉力，PB 为被动端张拉力。

P 值均为锚下力或考虑了锚具摩阻的因素， 设：r=PA/PB 则k=lnr/x
式中x 为孔道长度，lnr 为各次读数分别计算出r ，取平均值，求自然对数。

5．2曲线孔道摩阻系数u 的计算。

⑴：仅剩一个孔道或几个孔道，但x,θ值均相等的情况： u=(lnr+kx)/θ 式中θ——以张拉端至计算截面曲线孔道切线的夹角之和，以弧度计算。

K ——偏差系数，利用以测知的直线孔道数据。

⑵测两个有不同x 值与不同θ值的孔道，用解方程的方法，解出k,u 值。

1
11222γθγθ=+=+⎩⎨⎧u kx u kx
式中x 1,x 2,θ1,θ2表示两个不同孔道值。

6孔道摩阻力的施工应用
6．1钢束的伸长量。

在张拉力P 相同的条件下，在无孔道摩阻和有孔道摩阻的条件下，可得出不同的钢束伸长量。

无摩阻钢束伸长量E
x k δ=∆1 有摩阻钢束伸长量E x n k )
(2δδ-=∆ 因此1∆>2∆，两种条件下产生的钢束伸长量之差21∆-∆=∆i 。

式中，k δ——钢束的控制应力(Mpa);x ——锚下钢束的有效自由长(mm);
E ——钢束的弹性模量(Mpa);n δ——孔道摩阻力导致预应力损失应力(Mpa)。

由材料的弹性变形理论可知
伸长量之差 ： EF
X i P ∆=∆ P ∆——由伸长量之差引出的张拉力差。

（Mpa ） X ——有效长度。

（mm ） E —弹性模量。

F ——总张拉力。

（MPA ）
6．1孔道的摩阻系数，也可以以下式求得
将上式转换：i x EF
∆=P ∆ 21P -P =P ∆
孔道摩阻系数 P P
∆=f
式中P ——试验张拉力。

f ---一般要求≦5%。

1P ---无孔道先张法张拉力。

2P ---有孔道后张法张拉力。

参考文献：
1、《铁路桥涵施工规范》 TB10203-2002中国铁道出版社 2002年6月出版 作者简介：
李全堂（1963- ），男，技师。