后张法预制箱梁孔道摩阻试验方法与计算

２０１３年第１７期　内蒙古石油化工　６９　后张法预制箱梁孔道摩阻试验方法与计算　代国文　（锡林郭勒盟乾图交通设计有限责任公司，内蒙古锡林浩特０２６０００）　摘要：本文以省道３０７线锡白公路锡林河桥２０ｍ装配式部分预应力混凝土连续箱梁桥预应力孔　道现场摩阻试验为依据，着重介绍摩阻试验方法与注意事项，并通过试验计算得出锚口、喇叭口应力损　失及孔道摩阻系数与孔道偏差系数。　关键词：张拉；摩阻试验；锚口损失；摩阻系数；偏差系数　中图分类号：Ｕ４４６　文献标识码：Ａ　文章编号：１ｏ０６—７９８１（２Ｏ１３）１７—０Ｏ６９一Ｏ３　１　工程背景　力钢筋的摩阻力，是确保施工质量的有效措施。　随着社会的不断进步，公路桥梁已逐渐成为公　另外，由于各个厂家生产的预应力筋夹片式锚　路线路的主体，常见的简支梁桥施工简单、技术成　具及锚垫板大多是不相同的。预应力筋在聚集锚垫　熟，加之近几年来预应力技术的广泛应用。预应力简　板处发生的摩擦损失也不相同，需要对聚集锚垫板　支桥梁已经成为应用最为广泛的桥梁结构。　处产生的预应力损失进行现场测定。因此，在计算预　省道３０７线锡白公路锡林河桥设计为４孔２０ｍ　应力筋的应力时，还应考虑预应力钢筋与锚圈的摩　预应力混凝土连续箱粱桥。采用多箱单独预制，简支　擦及喇叭口的摩擦。　安装，现浇连续接头的先简支后连续的结构体系。每　３摩擦损失组成　片梁粱体高１．２ｍ，粱顶宽２．４ｍ，底宽ｌｍ，顶板中心　３．１孔道摩擦损失　处厚度１８ｅｒａ，底板厚１８ｃｍ，腹板厚１８ｃｍ。每片梁后　孔道摩阻损失主要为弯道影响和管道走动两部　张法预应力钢束共设计１１柬，其中底板２束，顶板齿　分。曲线管道内，预应力筋对管道内壁的径向压力所　块５柬，腹板４柬。　产生的摩阻力，成为弯道影响。预应力筋管道在施工　２摩阻试验的必要性　中因震动等原因管道产生波形，加之预应力筋自重　预应力混凝土箱型梁桥需施加的预应力及施加　下垂，预应力筋与管道间相互解除，当出现相对滑动　后在结构中产生的有效预应力的确定是保证预应力　就产生了摩擦阻力，此项称为走动影响。　结构安全性能的关键，而相关设计规范中只提供了　参考建筑施工计算手册，摩擦阻力损失按如下　一般条件下预应力的摩阻损失数据，对于大曲率顶　公式计算：　应力钢筋混凝土结构，其孔道摩阻损失都必须进行　ｄ　＝‰［１一ｅ　卅“　］　（１）　专门的孔道摩阻试验测试。孔道摩阻损失主要是因　式中：　一预应力钢束摩阻损失应力（ＭＰａ）　为预应力筋与管道壁之间摩擦引起的，由于力筋与　一预应力钢束锚下张拉控制应力（ＭＰａ）　管道壁接触并沿管道滑动而产生摩擦阻力，进而产　一预应力钢束与管道壁之间的摩擦系数；　生摩阻损失。摩阻损失可分为孔道弯曲影响和孔道　ｌ一从张拉端到计算截面的长度，可近似取值　偏差影响两部分，孔道弯曲影响的摩阻损失仅在曲　该管道在构件轴线的投影长度（ｍ）；　线部分加以考虑，而孔道偏差所引起的摩阻在直线　８－－从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线法　段和曲线段均应加以考虑。　的夹角（单位为ｒａｄ）；　实际施工过程中，虽然孔道材质、力筋束种类以　ｋ一孔道偏差系数。　及张拉控制力相同　不同单位施工的梁体所用的钢　３．２锚口、喇叭口损失　绞线与波纹管的实测摩阻系数却大不相同，同一单　预应力筋通过锚具在预应力孔道端部散开，张　位施工的不同孔道的摩阻系数也存在差异。而且，预　拉时预应力筋与锚垫板及锚具将发生摩擦损失，此　应力孔道的埋设与设计存在误差时，预应力损失也　部分预应力损失称为锚口及喇叭口损失，以张拉力　是不同的，这时，设计伸长值若按照以往经验计算是　的百分比计。　不能够真实的反映实际施工情况的。因此，测量预应　・收稿日期：２０１３一Ｏ６—１７　２０１３年第１７期　代国文　后张法预制箱梁孔道摩阻试验方法与计算　７１　我们使用最小二乘法来进行分析，被动端的拉　孔道摩阻试验预应力束为单端张拉，一端为主　力ＦＢ与主动端的张拉力Ｆｌ关系为：　‘　动端，一端为被动端，两端压力传感器的压力差即为　ＦＢ　一‘卅　’　（２）　孔道摩阻损失。　参考图纸可知：　为根据试验数据确定参数ｕ和ｋ的值，令：　底板束Ｎ２：１５—７￣ｐ５，长度ｌｌ为４８．８ｍ，弯起角度　Ｃ－－ｌ　（Ｆ。／ＦＢ）　（３）　０１为１２。。　则：　０＋ｋｌ—ｃ　腹板束Ｎ５：１５—７，ｐ５，长度ｌ。为４８．９ｍ，弯起角度　由于试验存在误差，故假设测试误差为△，即：　０２为１７。。　０＋ｋｌ＝△　通过式子（３），得出试验结果见表２，其中：ｃ　＝　若有ｎ柬预应力钢束，则：　０．１７６３，ｃ２一Ｏ．１９７１，对照式（１Ｏ），求解得出：　０ｉ＋ｋｌｉ—ｃｉ一／ｘｉ　利用最小二乘原理，全部预应力钢筋测试误差　Ｋ一替　，　＝毒　表２　锚口喇叭口损失试验结果　的平方和为：　Ｆ一　△ｉ２＝厶（以＋ｋｌｉ一　）２　（４）　欲使试验误差最小，对上式求导：　霉善蒸　蒹　ｃ值　差　署　（５）　整理可得：　∑　２＝ｋ∑ｌｔ０ｉ∑Ｃｉ。ｉ　∑ｌ　＋ｋ∑ｌ｝＝∑Ｃ．１ｔ　由上式（６）可解得参数和，需要指出的是，由于　参数和的耦联，必须借助２束以上的预应力钢束才　能计算出和的值。　５．２直接分析　直线分析是另外一种计算方法，试验中先进行　直线束孔道摩阻测试，按式子求的ｋ值，再进行与直　７结束语　线束孔道同样工艺及施工条件的曲线束孔道的摩阻　通过锡林河桥２０ｍ预应力混凝土连续箱梁进　试验，并以所得ｋ值代人式（１）求的Ｕ值。、　行预应力摩阻试验，我们了解试验方法，得出了真实　直线分析法的计算较为简便，但精度不如最小　的试验数据。试验也进一步加深了我们对预应力混　二乘法。　凝土施工的认识；通过调整张拉力的取值，对照新计　６摩阻实验结果　算的张拉伸长量，张拉作业将会真实合理，有效的保　６．１锚Ｘ：２、喇叭口损失　证了梁体预应力结构安全性能。　根据左右对称的２束底板束千斤顶的张拉力与　张拉端应变片的拉力损失即可求出锚口与喇叭口的　［参考文献］　损失值。底板束的测试结果最终损失率见表１。　王祖华．混凝土结构设计ＥＭ］．华南理工大学　衰１　锚口、喇叭口损失试验结果　出版社，２００８：５９～６１．　顾安邦．桥梁工程（下册）［Ｍ］．北京：人民交通　出版社，２０００：５６～５９．　刘子明．桥梁工程检测手册［Ｍ］．北京：人民出　版社，２００２：２５＂－－＇２８．　杨宗放．李金银．现代预应力工程施工ＥＭ］．北　京：中国建筑工业出版社，２００８：４６￣４７．　赵长海．预应力铺固技术［Ｍ］．北京：中国水利　水电出版社，２００８：３３～３６．　得出：锚口、喇叭口损失平均值为：４．５４　。　王代发．浅淡预应力钢筋的预应力损失ＥＪ］．科　６．２孔道摩阻试验结果　技创新报道，２０１１，１１（５）．３４，－－－，３６．　口　］