桥梁预应力管道摩阻试验方法

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！。

预应力连续梁桥管道摩阻试验研究文章编号:1009 6825(2010)18 0336 03预应力连续梁桥管道摩阻试验研究收稿日期:2010 02 21作者简介:王贺庆(1959 ),男,工程师,安徽省公路工程监理有限责任公司,安徽合肥 230009金晶(1986 ),女,合肥工业大学土木与水利工程学院硕士研究生,安徽合肥 230009刘勇志(1984 ),男,合肥工业大学土木与水利工程学院硕士研究生,安徽合肥 230009王贺庆金晶刘勇志摘要:在研究预应力构件应力损失机理的基础上,结合试验依据,对某预应力连续梁桥管道摩阻试验作了探讨,并对试验结果进行了分析,以期为管道预应力损失的计算提供正确的依据。

关键词:连续梁桥,预应力损失,摩阻试验,误差分析中图分类号:U 442.39 文献标识码:A0 引言预应力结构中预应力筋的拉应力是一个不断变化的值。

在预应力结构的施工及使用过程中,由于张拉工艺、材料特性以及环境条件的影响等原因,预应力筋中的拉应力是不断降低的。

这种预应力筋应力的降低,即为预应力损失。

满足设计需要的预应力筋中的拉应力,应是张拉控制应力扣除预应力损失后的有效预应力。

因此,一方面需要预先确定预应力筋张拉时的初始应力(一般称为张拉控制应力con ),另一方面需要准确估算预应力损失值[1]。

规范[2]规定,后张法预应力混凝土构件预应力损失包括5项,其中预应力钢筋与管道之间的摩阻损失 l 1所占比例较大[3]。

1 原理依据1.1 应力损失机理预应力钢筋与管道之间的摩阻损失 l 1出现在后张法预应力混凝土构件中。

在张拉预应力筋时,由于预留管道的位置可能不顺直、管道壁粗糙等原因,使预应力筋与管道壁之间产生摩擦,故通过千斤顶对预应力筋在控制应力下进行张拉而产生的每个截面应力逐渐减小,离张拉端越远,应力减小的越快。

而任何两个截面之间的应力差,在短时间内,主要就是由 l 1所造成的,可以近似的看成这两个截面之间的预应力管道摩阻损失值[4]。

预应力混凝土桥梁施工现场的孔道摩阻试验要点滕晓艳摘要：根据沪昆高铁杭州至长沙铁路客运专线HCHN Ⅰ标段绿豆坡特大桥施工现场的孔道摩阻试验，详细阐述施工现场孔道摩阻试验的必要性、测试方法、数据处理以及试验过程中的注意事项。

掌握这些试验关键细节，有助于试验前的工作准备、试验过程的顺利进行,确保试验结果可靠。

关键词：混凝土桥梁；预应力孔道；施工；摩阻试验本文在进行沪昆高铁杭州至长沙铁路客运专线HCHN Ⅰ标段绿豆坡特大桥施工现场的孔道摩阻试验的基础上，详细阐述施工现场孔道摩阻试验的必要性、测试方法、数据处理以及试验过程中的注意事项。

1 施工现场孔道摩阻试验的必要性采用挂篮悬臂浇筑是国内建造大跨预应力混凝土桥梁的主要施工方法之一。

为保证施工过程中结构安全、成桥以后的线形和受力状态合理，需要考虑多方面因素的影响，其中，精确计算预应力束的有效应力是一个重要因素。

为此，有必要进行施工现场孔道摩阻试验，具体有以下三个具体原因：（1）虽然规范提供了孔道摩阻系数μ和偏差系数k 的使用范围，但是范围太大，取不同的值，会得到完全不同的孔道摩阻损失率。

（2）虽然可以根据施工采用的结构材料，在试验室进行模型试验，但是试验室和施工现场环境相差较大。

（3）如果施工现场得到的孔道摩阻系数μ和偏差系数k ，与设计值不同，并在规范规定的范围之内，应以实2 2.1 试验布置2.2 试验过程张拉控制力可以分5级(2O%，40%，60%，80%，100%)张拉至设计张拉力。

对于每一级加载稳定后，需要同时记录读数仪和电动油泵的读数以及预应力束伸长量。

2.3 补充试验的说明图1测得的总摩阻损失为孔道+锚头+喇叭口摩阻损失之和，因此，需要补充锚头摩阻试验及喇叭口摩阻试验。

锚头摩阻试验及喇叭口摩阻试验可在试件上进行。

由于本文重点阐述孔道摩阻试验，对于锚头摩阻试验及喇叭口摩阻试验，不再多述。

3孔道摩阻系数μ和偏差系数k 的确定在预施应力过程中，离张拉端x 处，因管道摩阻而损失的预应力束内力值x F 为：A kx A x F e F F βμθ=-=+-]1[)( （1）式中，A F 为张拉力，β为损失率，已经扣除了两端锚头+喇叭口摩阻损失率。

第六章宁夏吴忠黄河公路大桥主桥管道摩阻损失测试6.1 摩阻损失测试概述预应力筋过长或弯曲过多都会造成预应力筋的孔道摩擦损失，特别是弯曲多、弯曲半径小、弯曲角度较大的预应力筋,在两端张拉时,其中段的有效预应力损失很大，这种预应力的损失往往不容易准确地计算出来,因而其在张拉控制应力作用下的伸长值也无法准确计算。

作为张拉的控制条件,如果孔道有漏浆堵塞现象不校核伸长值,就会使有效预应力达不到设计的要求造成质量事故，另外,在连续刚构梁悬臂施工过程中，预应力孔道埋设与设计存在误差时,预应力损失也是不同的。

这时,设计单位若按照以往经验计算是不能真实反映实际施工情况的。

因此, 后张法预应力混凝土结构中孔道摩阻损失估算的准确程度会直接影响结构的使用安全，而施工中混凝土的质量、张拉工艺的优劣往往会影响孔道摩阻损失的大小，测量预应力筋摩阻力,是确保施工质量的有效措施。

按照《宁夏回族自治区吴忠黄河公路大桥监控细则》，需要对纵向预应力孔道摩阻损失实行现场测定。

6.2 摩阻损失测试依据1、中华人民共和国行业标准《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）；2、人民交通出版社《预应力技术及材料设备》（第二版）；3、交通部公路科学研究院《宁夏回族自治区吴忠黄河公路大桥监控细则》；4、监理单位和设计单位提供的桥梁设计图纸；5、宁夏公路工程质量检测中心《压力传感器率定报告》。

6.3 摩阻损失测试目的及方法宁夏吴忠黄河公路大桥管道摩阻损失测试是针对塑料波纹管，虽然塑料波纹管的管道摩阻系数有理论值，但毕竟塑料波纹管应用时间不长，有必要做实验验证，同时管道摩阻系数的测试结果也为吴忠黄河公路大桥结构预应力设计和大桥施工提供参考，实现现场的预应力控制。

管道摩阻损失测试方法，按照业主意见方法采用传感器，采用《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）中附录G-9 提供的测试方法，如图6-1 所示。

该测试方法与常规测试方法比较主要特点如下：⑴图6-1 中压力传感器的圆孔直径与锚板直径基本相等，如此可使预应力钢束以直线形式穿过喇叭口和压力传感器，钢束与二者没有接触，只是相当于将预应力钢束加长了，实验所测数据仅包括管道摩阻力，保证了管道摩阻损失测试的正确性。

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。

管道摩阻试验原理和公式推导预应力管道摩阻损失主要包括预应力束曲线段弯道摩擦影响损失和管道全长位置偏移影响损失两部分。

管道摩阻系数表现为预应力束与管道壁之间的摩擦系数μ和每米管道对其设计位置的偏差系数k 。

我国《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》中提供的预应力管道摩阻损失计算公式为：()1e kx L con μθσσ-+⎡⎤=-⎣⎦(1) 式中，θ为从张拉端至计算截面的长度上，钢束弯起角之和；x 为从张拉端至计算截面的管道长度。

当取全部管道长度进行管道摩阻测试时，由式(1)可以得出,被动端的张拉力2P 与主动端的张拉力1P 之间的关系为:()1211e kl P P P μθ-+⎡⎤-=-⎣⎦(2) 由式(2)可得：()21e kl P P μθ-+=(3)对式（3）两边取对数可得：()21ln kl P P μθ+=- 令()21ln C P P=-，可得： 0kl C μθ+-=式中，θ为从主动端至被动端预应力管道全长的曲线空间角度和；l 为主动端至被动端预应力管道的全长。

试验时，通过主、被动端安装的空心式压力传感器可以测得1P 和2P 。

通过对梁体n 个不同预应力管道的测试，理论上可以得到一系列的方程式，如下：1110kl C μθ+-=2220kl C μθ+-=……0n n n kl C μθ+-=由于实际测试均存在误差，上述公式的右边不会为零，故假设：1111kl C S μθ+-=2222kl C S μθ+-=……n n n n kl C S μθ+-=利用最小二乘法原理，令函数21ni i q S ==∑，则函数q 的变量为k 、μ。

当0q μ∂=且0q k ∂∂=时，21ni i q S ==∑取得最小值，由此可得：2111211100n n n i i i i i i i i n n n i i i i i i i i k l C l k l C l μθθθμθ======⎧+-=⎪⎪⎨⎪+-=⎪⎩∑∑∑∑∑∑联立解方程组即可求得μ和k 值。