预应力混凝土管道摩阻实验
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预应力孔道摩阻试验方法
哇塞,预应力孔道摩阻试验方法可是个超级重要的东西呢!它就像是为工程质量保驾护航的秘密武器。
那咱就详细说说这个试验方法的步骤和注意事项哈。
首先呢,得准备好各种设备和材料,就像战士上战场得带好武器一样。
然后进行预应力筋的安装,这可不能马虎,得精细再精细。
接着就是施加预应力啦,要控制好力度和速度哦。
在整个过程中,一定要注意数据的准确记录,这可关系到试验的准确性呢!就像走钢丝一样,稍有不慎就可能出问题呀。
再说说这过程中的安全性和稳定性。
这可太重要啦!如果不注意安全,那后果简直不堪设想啊!就好比盖房子根基不牢,那不是随时会倒塌嘛。
所以在进行试验时,一定要严格遵守操作规程,确保人员和设备的安全。
同时,要保证试验过程的稳定进行,不能出现意外波动。
接下来讲讲它的应用场景和优势。
这种试验方法在桥梁、建筑等大型工程中那可是大显身手啊!它的优势可不少呢,能够准确地测量出预应力孔道的摩阻情况,为工程设计和施工提供重要的数据支持。
这就好像给工程安上了一双明亮的眼睛,让我们能清楚地看到问题所在。
我给你说个实际案例哈,之前有个大型桥梁工程,就是通过预应力孔道摩阻试验,及时发现了一些潜在的问题,然后进行了针对性的改进,最后工程质量那叫一个棒!这效果,简直太明显啦!
所以呀,预应力孔道摩阻试验方法真的是太重要啦,我们一定要重视它,好好利用它,让我们的工程更加坚固可靠!。
八、预应力管道摩阻试验1、试验仪器(1)2台传感器及显示仪表,根据所测试的锚口+喇叭口摩阻张拉力大小(0.8ƒptk ·A p )、预应力孔道控制张拉力(按设计取值)的大小选择合适量程的传感器,使得张拉力在落在传感器量程的20%~80%范围内。
连接传感器及仪表,检查系统是否正常工作。
(2)2台千斤顶、2台高压油泵,2块精密压力表,千斤顶及油压表必须经过校验合格。
(3)游标卡尺、对中垫板、钢板尺2把、钢质约束圈若干。
(4)计算器、记录纸若干。
2、试验原理孔道摩阻试验是通过在实体梁上选择几个不同部位有代表性的管道进行测试(一般包括最大弯起角度和最小弯起角度),通过分级加载测读管道两端传感器读数,每个管道加载试验两次,通过二元线性回归计算管道摩阻系数μ和管道偏差系数k 。
试验仪器布置图如下所示:梁体局部应力传感器限位垫板钢垫环工具锚应力传感器限位垫板钢垫环工具锚管道力筋喇叭体图8.1 管道摩阻测试仪器布置图3、试验测试步骤(1)根据试验布置图安装传感器、锚具、锚垫板、千斤顶。
(2)锚固端千斤顶主缸进油空顶100mm (根据钢束理论伸长值确定)关闭,两端预应力钢束均匀楔紧于千斤顶上,两端装置对中。
(3)千斤顶充油,保持一定数值(约4MPa )。
(4)甲端封闭,乙端张拉。
根据张拉分级表,张拉端千斤顶进油进行张拉,每级均读取两端传感器读数,并测量钢绞线伸长量,每个管道张拉3次。
(5)将乙端封闭,甲端张拉,用同样方法再做一遍。
(6)张拉完后卸载至初始位置,退锚进行下一孔道钢绞线的测试。
每级荷载下均需记录的测试数据有:主动端与被动端压力传感器读数、主动端的油缸伸长量。
4、数据处理方法(1)二元线性回归法计算μ、K 值分级测试预应力束张拉过程中主动端与被动端的荷载,并通过线性回归确定管道被动端和主动端荷载的比值,然后利用二元线性回归的方法确定预应力管道的k 、μ值。
计算公式为:⎪⎩⎪⎨⎧=+=+∑∑∑∑∑∑ii i i i ii i i i l C l k l C l k 22θμθθθμ 式中 i C ——第i 个管道对应的值)P /P ln(12-=i C ,P 1、P 2分别为主动端与被动端传感器压力;i l ——第i 个管道对应力筋的水平投影长度(m);i θ——第i 个管道对应力筋的空间曲线包角(rad),曲线包角的实用计算以综合法的计算精度较好,其表达式为:22V H θθθ+=式中:H θ为空间曲线在水平面内投影的切线角之和;V θ为空间曲线在圆柱面内展开的竖向切线角之和。
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。
预应力管道摩阻试验方案本工程砼强度达到设计强度的85%,弹模达到设计的80%时需对预应力筋进行张拉。
为准确计算理论伸长量及验证设计计算时采用的K 、μ值的合理性,项目部在预应力张拉施工之前将进行管道摩阻试验。
1 预应力管道摩阻试验的原理及步骤 1)原理及仪器安装预应力管道摩阻试验的基本原理及方法:通过测定出孔道预应力损失来反推管道摩阻K 、μ值。
图1为孔道摩阻测试安装示意图。
安装示意图说明几点:1)张拉端千斤顶设置数量要通过张拉伸长量和每台千斤顶的行程来确定;2)张拉端的所有千斤顶中心要求在一条直线上;3)为避开锚口预应力损失,测定时张拉端不安装工作锚板;1-工作锚板; 2-测力传感器; 3-钢绞线束 ;4-1号千斤顶 ; 5- 套筒6-2号千斤顶; 7-工具锚板; 8-混凝土构件。
图 孔道摩阻测试安装示意图1 泵2号泵1号 张拉端被拉端2)试验步骤及数据计算①张拉端分三级控制进行张拉(0.2P,0.6P,1.0P),测出被拉端的应力。
②按上述方法反复进行测试三次,取平均值可得到P被、P主。
③张拉端与被拉端对调,重复步骤①、②④对两端再次平均,可得到P被、P主的统计数,它作为计算K、µ值的已知数据。
⑤试验过程中所测得的所有数据均填写在表1中。
⑥有了预应力损失值,便可通过式(1)、(2)计算出摩阻系数µ、摩阻因数K。
µ=[-ln(P被/P主)-KL]/θ (1)K=-[µθ+ln(P被/P主)]/K (2)式中µ—摩阻系数,即预应力筋与孔道壁的摩擦系数;K—摩阻因数,即孔道每米局部偏差对摩擦的影响因素;P主—张拉端的控制力,单位:KN;P被—被动端的测力,单位:KN;θ—累计转角,单位:rad;L—束长,单位:m;通过公式(1)、(2)来计算K、μ值时,只要把K(取0.0015)看为固定值,可计算出μ值,或把μ(取0.25)看为固定值,可计算出K值。
预应力混凝土管道摩阻实验预应力混凝土箱梁管道摩阻与锚圈口摩阻试验方案1.试验概况预应力混凝土箱梁为后张法预应力混凝土结构,预应力钢绞线采用φj15.24mm(单根截面积1.419cm2)高强度低松弛钢绞线,标准强度1860MPa。
纵向预应力束19-φj15.24管道采用内径100mm 高密度聚乙烯波纹管成孔,纵向预应力束12-φj15.24管道采用内径90mm高密度聚乙烯波纹管成孔。
纵向预应力束19-φj15.24、12-φj15.24采用群锚锚具,均为两端张拉。
箱梁纵向预应力束布置及管道相关参数见表1.1。
表1.1 预应力束布置及管道相关参数表钢束编号钢束规格束数管道长度L(cm) 管道曲线角θ(度)管道曲线角θ(rad)位置BF1 19-φj15.24 2 4748.2 140.2443 腹板BF2 19-φj15.24 2 4936.2 140.2443 腹板BF3 19-φj15.24 2 4921.5 140.2443 腹板BF4 19-φj15.24 2 4928.9 140.2443 腹板BB1 12-φj15.24 2 2596.1 29.70.5183 底板BB2a 12-φj15.24 2 3393.3 29.70.5183 底板BB2b 12-φj15.24 2 3394.7 29.70.5183 底板BB3 12-φj15.24 4 4866.0 10 0.1745 底板BT1 5-φj15.248 900 0 0 顶板2.试验内容本次试验包括两部分,管道摩阻试验和锚口摩阻试验。
其中,管道摩阻试验的试验管道为低端侧BF1、高端侧BF4、底板BB3。
主要通过测定三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μ和偏差系数k。
19孔群锚锚口摩阻试验在特制的混凝土试件上进行。
试验主要测定锚口的摩阻损失。
此外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口摩阻损失之和,再从中扣除锚口摩阻损失,以确定喇叭口的摩阻损失。
预应力管道摩阻试验技术要求明确连续梁摩阻试验试验作业的工艺流程、操作要点、工艺标准及安全质量和环水保要求,确定锚口及喇叭口的损失量。
1、 试验内容和方法1.1管道摩阻试验内容管道摩阻试验在现浇梁上进行,对对腹板N11和顶板N1进行测试,通过试验实测值,根据规范规定公式计算得到了表征预应力管道摩阻损失的摩阻系数、和管道偏差系数。
管道摩阻试验试验仪器布置测试本桥管道摩阻损失,仪器布置如图所示。
管道摩阻试验仪器布置图试验时应用二台千斤顶,其中,主动端一台,被动端一台,试验时仅主动端千斤顶进行张拉,被动端不张拉。
张拉前应标定好试验用的千斤顶和高压油泵,并在试验中配套使用,以校核传感器读数。
安装传感器与千斤顶时,应确保两者中线位置与锚垫板保持一致,使之张拉时与钢绞线脱离接触。
为解决孔道摩阻常规测试中存在的问题,保证测试数据的准确性,在本桥梁体孔道摩阻试验中,使用穿心式压力传感器测试张拉端和被动端的压力以代替千斤顶油压表读取数据的方法,提高了测试数据的可靠度与准确性,测试结果不受千斤顶油压表读数分辨率较低的影响;并在传感器外采用约束垫板的测试工艺,以保证张拉过程中压力传感器与张拉千斤顶对位准确。
1.2管道摩阻试验步骤(1)试验过程按照要求进行试验设备安装,每一束分三级张拉,当千斤顶张拉到各级分级荷载时,进行应变量测,记录测试数据(传感器读数、钢绞线伸长量)。
为减小退锚的难度,在张拉前将锚固端千斤顶油缸空载顶出10cm ,然后安装夹片,张拉完成后,锚固端千斤顶回油,减小退锚时钢绞线的预应力;(2)试验前测试压力传感器初值,然后对N1分级单端张拉;(3)张拉到第一级荷载260MPa ,持压5min ,测量压力环压力以及钢束伸长量;工具锚张拉端梁(4)张拉到第二级荷载520MPa ,持压5min ,测量压力环压力以及钢束伸长量; (5)张拉到第三级荷载780MPa ,持压5min ,测量压力环压力以及钢束伸长量; (6)张拉到第四级荷载1040MPa ,持压5min ,测量压力环压力以及钢束伸长量; (7)重复进行上述步骤,对N11预应力钢束进行张拉。
预应力混凝土管道摩阻实验
预应力混凝土箱梁
管道摩阻与锚圈口摩阻试验方案
1.试验概况
预应力混凝土箱梁为后张法预应力混凝土结构,预应力钢绞线采用φj15.24mm(单根截面积1.419cm2)高强度低松弛钢绞线,标准强度1860MPa。
纵向预应力束19-φj15.24管道采用内径100mm 高密度聚乙烯波纹管成孔,纵向预应力束12-φj15.24管道采用内径90mm高密度聚乙烯波纹管成孔。
纵向预应力束19-φj15.24、12-φj15.24采用群锚锚具,均为两端张拉。
箱梁纵向预应力束布置及管道相关参数见表1.1。
表1.1 预应力束布置及管道相关参数表
钢束编号钢束规格束数管道长度L(cm) 管道曲线角θ(度)管道曲线角θ
(rad)位置
BF1 19-φj15.24 2 4748.2 14
0.2443 腹板
BF2 19-φj15.24 2 4936.2 14
0.2443 腹板
BF3 19-φj15.24 2 4921.5 14
0.2443 腹板
BF4 19-φj15.24 2 4928.9 14
0.2443 腹板
BB1 12-φj15.24 2 2596.1 29.7
0.5183 底板
BB2a 12-φj15.24 2 3393.3 29.7
0.5183 底板
BB2b 12-φj15.24 2 3394.7 29.7
0.5183 底板
BB3 12-φj15.24 4 4866.0 10 0.1745 底板
BT1 5-φj15.248 900 0 0 顶板
2.试验内容
本次试验包括两部分,管道摩阻试验和锚口摩阻试验。
其中,管道摩阻试验的试验管道为低端侧BF1、高端侧BF4、底板BB3。
主要通过测定三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μ和偏差系数k。
19孔群锚锚口摩阻试验在特制的混凝土试件上进行。
试验主要测定锚口的摩阻损失。
此外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口摩阻损失之和,再从中扣除锚口摩阻损失,以确定喇叭口的摩阻损失。
3.试验原理
3.1 管道摩阻损失的组成
后张法张拉时,由于梁体内力筋与管道壁接触并沿管道滑动而产生摩擦阻力,摩阻损失可分为弯道影响和管道走动影响两部分。
理论上讲,直线管道无摩擦损失,但管道在施工时因震动等原因而变成波形,并非理想顺直,加之力筋因自重而下垂,力筋与管道实际上有接触,故当有相对滑动时就会产生摩阻力,此项称为管道走动影响(或偏差影响、长度影响)。
对于管道弯转影响除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摩阻力,该部分称为弯道影响,随力筋弯曲角度的增加而增加。
直线管道的摩阻损失较小,而曲线管道的摩擦损失由两部分组成,因此比直线管道大的多。
3.2 管道摩阻损失的计算公式
根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62—2004)第6.2.2条规定,后张法构件张拉时,预应力钢筋与管道壁之间摩擦引起的预应力损失,可按下式计算:
…………(3-1)
式中———张拉端钢绞线锚下控制应力(MPa);
μ———预应力钢筋与管道壁的摩擦系数;
θ———从张拉端至计算截面曲线管道部分切线的夹角之和(rad);k———管道每米局部偏差对摩擦的影响系数;
x———从张拉端至计算截面的管道长度,可近似地取该段管道在构件纵轴上的投影长度(m)。
根据式(2-1)推导k和μ计算公式,设主动端压力传感器测试值为P1,被动端为P2,此时管道长度为l, θ为管道全长的曲线包角,考
虑式(2-1)两边同乘以预应力钢绞线的有效面积,则可得:
…………………(3-2)
两边取对数可得;
…………………(3-3)
令 , 则
由此,对不同管道的测量可得一系列方程式:
即
即
即
由于测试存在误差,上式右边不会为零,假设
则利用最小二乘法原理有:
……………(3-4)
当……………(3-5)
时,取得最小值。
由式(3-4)、(3-5)可得:
……………(3-6)
解方程组(3-6)得k及μ值。
3.3 锚口摩阻损失的计算公式
在特制试件上进行19孔群锚锚口摩阻损失试验时,令主动端压力值为N1,被动端压力值为N2,则锚口摩阻力为:
……………(3-7)
克服锚口摩阻力的超张拉系数:
……………(3-8)
4.试验方法
4.1 管道摩阻试验
4.1.1 试验时采用一端张拉,应用两台压力传感器。
张拉前应标定好试验用的千斤顶和高压油泵,并在试验中配套使用,以校核传感器读数。
4.1.2 19-φj1
5.24和12-φj15.24预应力钢绞线分8级加载。
试验时,19-φj15.24预应力钢绞线从500kN到3700kN(设计张拉力), 12-φj15.24预应力钢绞线从300kN到2300kN(设计张拉力)。
试验时根据千斤顶油表读数控制张拉荷载级。
4.1.3 以一端作主动端,一端作被动端逐级加载,两端均读取传感器读数,并测量钢绞线伸长量,每个管道张拉二次。
之后调换主动端与被动端位置,用同样的方法再做一遍。
4.1.4考虑到50m梁钢绞线伸长量较大,若一台千斤顶行程不够,需至少在张拉端安装二台千斤顶,被动端安装一台千斤顶(图4.1)。
4.1.5 钢束伸长量和夹片外露量通过直钢尺测量。
图4.1 管道摩阻试验示意图
4.2 锚口摩阻试验
锚具的锚口摩阻试验在特制的混凝土试件上进行,截面中心处的预应力管道为直管道,成孔方式及锚具、锚垫板与箱梁采用的完全相同。
测试时需采用工作状态的锚头(安装夹片),试验采用单端张拉方式,在试件两端分别安装千斤顶,被动端测试前首先张拉,以便完成测试后进行退锚。
试验时示意图见图4.2。
试验时千斤顶一次直接张拉至设计张拉应力(3700kN),分别读取主动端和被动端传感器读数。
选取三套规格相同的19孔群锚锚具进行试验,每套锚具共计张拉2次。
在安装过程中由于1#传感器与工作锚具之间存在一定间隙,在试验时工作锚在千斤顶压力作用下可能嵌入传感器中,导致测量数据失真且试验完成后不宜于拆除,所以在1#传感器与工作锚具之间临时真设一块限位板。
在数据分析过程中应分析比较扣除此块限位板所产生的锚口摩阻损失。
图4.2 锚口摩阻试验示意图
4.3 喇叭口摩阻试验
同样在试件上进行喇叭口摩阻损失的试验,测定其损失主要通过间接的方式进行,方法是通过测试喇叭口与锚口摩阻损失之和,再从中扣除锚口摩阻损失以确定喇叭口的摩阻损失。
试验的具体操作与锚口摩
阻试验一样,只是在主动端与被动端各安置一个传感器(图4.3)。
图4.3 锚口和喇叭口摩阻试验示意图
同样的,试验时千斤顶一次直接张拉至设计张拉应力(3700kN),分别读取主动端和被动端传感器读数。
以试件一端为主动张拉端,一端为被动端,共计张拉2次后,调换主动端与被动端位置再做2次。
5.数据记录
分级测试预应力束张拉过程中主动端与被动端的荷载,并通过线性回归确定管道被动端和主动端荷载的比值,然后利用二元线性回归的方法确定预应力管道的k、μ值。
每级荷载下均需记录的测试数据有:主动端与被动端压力传感器读数、张拉端得油缸伸长量、油表读数、张拉端夹片外露量,所测数据均在记录本上即时记录。
6. 油泵操作注意事项
在管道摩阻试验过程中,采用单侧张拉方式(左右两侧不对称)对梁体不利,所以应严格控制张拉应力(必要时应进行间算,否则应对称张拉)。
当张拉到设计荷载时,由于张拉力与钢绞线伸长不同步,致使当游表到达设计值后,钢绞线继续伸长,相应造成油表读数下滑。
为避免这种现象的发生,当油表达到设计读数后应降低供油速度,向千斤顶缸体内缓慢供油,维持油表表盘读数不变持荷约1分钟后,钢绞线的的伸长基本完成,方可关闭进油阀,关闭油泵。
待相应工作完
成之后方可进入下一级作业。
当张拉到控制应力一级时,不可超张拉过设计读数然后停止供油待油表值回落到设计值。
在量取伸长值时应按照上述方法待到伸长量稳定后方可量取读数。