發(fā)布時間：2014-07-27 14:32

　　預應力張拉是后張法預應力混凝土梁的一道極為重要的工序，如何準確將設計張拉力施加于梁體直接影響梁的耐久性、安全性、剛度及矢拱高度。后張梁管道摩阻是引起預應力損失的五個主要因素（混凝土收縮徐變、鋼筋松弛、錨頭變形及鋼筋回縮、摩阻、混凝土彈性壓縮）之一。由于施工過程中諸多不確定因素及施工水平的差異，張拉前應對管道摩阻現(xiàn)場測試，并根據(jù)測試結果對張拉力及管道進行調(diào)整，將設計張拉力準確施加至梁體。
　　蘭新第二雙線32m箱粱為后張法預應力混凝土結構，預應力束沿梁長通長布置，有腹板束和底板束兩種。共有孔道27孔，其中5孔采用9—7φ15.2鋼絞線，22孔采用10—7φ15.2鋼絞線。鋼絞線強度等級為1970 mpa。預應力管道采用橡膠抽拔棒抽拔成型，設計管道局部偏差影響系數(shù)k=0.0015、摩擦系數(shù)μ=O.55。
　　摩阻測試的基本原理
　　張拉時，預應力鋼絞線與孔道壁接觸面間產(chǎn)生摩擦力引起預應力損失，稱為摩阻損失。摩阻損失主要由于孔道的彎曲和孔道的偏差兩部分影響所產(chǎn)生，從理論上說直線孔道無摩擦損失，但由于施工中孔道位置的偏差及孔道不光滑等原因，在鋼絞線張拉時實際上仍會與孔道壁接觸而引起摩阻損失，稱此項為孔道偏差影響（長度影響）摩擦損失，筆耕論文，其值較小，反映在系數(shù)k上；對于彎道部分除了孔道偏差影響之外，還有因孔道轉(zhuǎn)彎，預應力鋼絞線對彎道內(nèi)壁的徑向壓力所引起的摩擦損失，一般稱這部分影響為彎道影響摩擦損失，其值較大，并隨鋼筋彎曲角度的增加而增加，反應在系數(shù)μ上。
　　試驗計算原理
　　1理論公式
　　張拉時，預應力損失按下式計算
　　σΔ =σcon［1－e－（μθ＋kx）］（1）
　　式中 σΔ——由于摩擦引起的應力損失（MPa）；
　　σcon —— 鋼絞線（錨下）控制應力（MPa）；
　　θ—— 從張拉端至計算截面的長度上，鋼筋彎起角之和（rad）；
　　x—— 從張拉端至計算截面的管道長度（m）；
　　μ——鋼絞線與管道壁之間的摩擦系數(shù)；
　　k—— 每米管道對其設計位置的偏差系數(shù)；
　　2參數(shù)μ、k分析
　　由式（1）可知，在預施應力過程中，離張拉端x處因管道摩阻而損失的力筋束內(nèi)力值為
　　Fx=Fv［1－e－（μθ＋kx）］=βFv（2）
　　式中 Fv——張拉力；
　　β——預應力損失率；
　　x——張拉端至計算截面的力筋束長（m）；
　　θ——從張拉端至計算截面的長度上力筋束的彎起角之和（rad）；
　　μ——管道摩擦系數(shù)；
　　k——管道偏差系數(shù)；
　　當采用一端張拉一端固定的方法測定參數(shù)μ和k時，式（2）可寫為
　　μθ＋kx＝－ln（1－β） （3）
　　試驗存在誤差是不可避免的。假定式（3）的誤差為Δ，則有
　　μθ＋kx＋ln（1－β）＝Δ （4）
　　如果有n束鋼絞線束，則
　　μθi＋kxi－Ci＝Δi（i=1,2,3,…n） （5）
　　式中，θi和xi分別為第i根力筋束的θ和x，Ci＝ －1n（1－βi），從而得到全部力筋束測試誤差的平方和為
　　q=ΣΔi 2=Σ（μθi+kxi－Ci）2（6）
　　當аq/аμ=0且аq/аk=0時，q取得最小值，由此可得
　　μΣθi2＋kΣxiθi －ΣCiθi ＝0
　　μΣxiθi＋kΣxi2－ΣCixi ＝0 （7）
　　解方程組即可得μ、k值，需要指出的是，由于參數(shù)μ和k的耦聯(lián)，必須借助于2束以上的預應力鋼束才能計算出μ和k值。
　　試驗內(nèi)容和方法
　　1試驗內(nèi)容
　　試驗內(nèi)容包括管道摩阻試驗和錨具摩阻試驗兩部分，其中，管道摩阻試驗的試驗管道為N11、N9、N7、N3、N1b。主要通過測定五個管道張拉束主動端與被動端實測壓力值，根據(jù)規(guī)范規(guī)定的公式計算摩擦系數(shù)和偏差系數(shù) 。錨具摩阻試驗采用成都新筑錨在4.0mxO.5mx0.5m的混凝土試件上進行，同時，為測定喇叭口的摩阻損失，在試件上也要進行喇叭口的摩阻損失試驗，方法是通過測試喇叭口與錨具摩阻損失之和，再從中扣除錨具摩阻損失，以確定喇叭口的摩阻損失。
　　2 測試方法
　　2.1管道摩阻測試
　　試驗預應力束兩端均安裝壓力傳感器和張拉千斤頂。在試驗開始時，預應力束兩端同時張拉至設計張拉控制荷載的20%，然后將一端封閉作為被動端，以另一端作為主動端，分級加載到設計張拉控制荷載。每級荷載到位后，均讀取兩端傳感器讀數(shù)P2、P1。重復張拉2次。然后根據(jù)兩端傳感器讀數(shù)，計算出孔道摩阻損失β。
　　5試驗結果及分析
　　5.1孔道摩阻損失
　　第二次摩阻測試數(shù)據(jù)見表2。其中P2/P1設計值為按照《鐵路橋涵鋼筋混凝土和預應力混凝土設計規(guī)范》抽拔橡膠棒成孔時μ=0.55，k=0.0015時的值，P2/P1=e－（μθ＋kx）。
　　表2摩阻測試數(shù)據(jù)：預應力束編號P2/P1設計值P2/P1實測回歸值

 

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