铁路桥梁预应力管道摩阻试验方法及控制

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。

铁路客专箱梁预应力管道摩阻测试原理王立国中交一公局六公司哈大双城制梁场摘要：哈大铁路客运专线32m铁路简支箱梁采用后张法预应力体系，根据在实梁上进行6种预应力筋束的孔道摩阻试验，测试孔道摩阻系数μ和偏差系数k，以检查预应力孔道的成孔情况，保证实梁的有效预应力。

关键词：客专箱梁预应力摩阻系数偏差系数测试1 概述哈大铁路客专32m无砟轨道后张法预应力混凝土双线简支箱梁桥面设计宽度12m，梁体重量约900t，横截面设计为单箱单室等高度纵向预应力体系，线路情况为直线、曲线，最小曲线半径7000m。

纵向预应力孔道27孔，其中曲线梁有1孔采用12—7φ15.2钢绞线，26孔采用9—7φ15.2钢绞线；直线梁有5孔采用8—7φ15.2钢绞线，22孔采用9—7φ15.2钢绞线。

钢绞线强度等级为1860mpa。

预应力管道采用橡胶抽拔棒抽拔成型，采用YCW—300型千斤顶，张拉油表选用精度为0.4级。

根据设计要求，为确保桥梁运营安全，准确获得实梁的孔道、锚口及喇叭口引起的预应力损失，从而保证实梁中预应力筋的实际有效预应力，在箱梁试生产期间对两榀梁进行管道摩阻测试，以后每100榀做一次管道摩阻测试。

2 管道摩阻的组成分析张拉时，预应力钢绞线与孔道壁接触面间产生摩擦力引起预应力损失，称为摩阻损失。

摩阻损失主要由于孔道的弯曲和孔道的偏差两部分影响所产生，从理论上说直线孔道无摩擦损失，但由于施工中孔道位置的偏差及孔道不光滑等原因，在钢绞线张拉时实际上仍会与孔道壁接触而引起摩阻损失，称此项为孔道偏差影响（长度影响）摩擦损失，其值较小，反映在系数k上；对于弯道部分除了孔道偏差影响之外，还有因孔道转弯，预应力钢绞线对弯道内壁的径向压力所引起的摩擦损失，一般称这部分影响为弯道影响摩擦损失，其值较大，并随钢筋弯曲角度的增加而增加，反应在系数μ上。

3 试验计算原理3.1 理论公式张拉时，预应力损失按下式计算σL1=σcon［1－e－（μθ＋kx）］（1）式中σL1——由于摩擦引起的应力损失（MPa）；σcon——钢绞线（锚下）控制应力（MPa）；θ——从张拉端至计算截面的长度上，钢筋弯起角之和（rad）；x——从张拉端至计算截面的管道长度（m）；μ——钢绞线与管道壁之间的摩擦系数；k——每米管道对其设计位置的偏差系数；3.2 参数μ、k分析由式（1）可知，在预施应力过程中，离张拉端x处因管道摩阻而损失的力筋束内力值为F x=F v［1－e－（μθ＋kx）］=βF v（2）式中 F v——张拉力；β——预应力损失率；x——张拉端至计算截面的力筋束长（m）；θ——从张拉端至计算截面的长度上力筋束的弯起角之和（rad）；μ——管道摩擦系数；k——管道偏差系数；当采用一端张拉一端固定的方法测定参数μ和k时，式（2）可写为μθ＋kx＝－ln（1－β）（3）试验存在误差是不可避免的。

铁路客专箱梁预应力管道摩阻测试原理王立国中交一公局六公司哈大双城制梁场摘要：哈大铁路客运专线32m铁路简支箱梁采用后张法预应力体系，根据在实梁上进行6种预应力筋束的孔道摩阻试验，测试孔道摩阻系数μ和偏差系数k，以检查预应力孔道的成孔情况，保证实梁的有效预应力。

关键词：客专箱梁预应力摩阻系数偏差系数测试1 概述哈大铁路客专32m无砟轨道后张法预应力混凝土双线简支箱梁桥面设计宽度12m，梁体重量约900t，横截面设计为单箱单室等高度纵向预应力体系，线路情况为直线、曲线，最小曲线半径7000m。

纵向预应力孔道27孔，其中曲线梁有1孔采用12—7φ15.2钢绞线，26孔采用9—7φ15.2钢绞线；直线梁有5孔采用8—7φ15.2钢绞线，22孔采用9—7φ15.2钢绞线。

钢绞线强度等级为1860mpa。

预应力管道采用橡胶抽拔棒抽拔成型，采用YCW—300型千斤顶，张拉油表选用精度为0.4级。

根据设计要求，为确保桥梁运营安全，准确获得实梁的孔道、锚口及喇叭口引起的预应力损失，从而保证实梁中预应力筋的实际有效预应力，在箱梁试生产期间对两榀梁进行管道摩阻测试，以后每100榀做一次管道摩阻测试。

2 管道摩阻的组成分析张拉时，预应力钢绞线与孔道壁接触面间产生摩擦力引起预应力损失，称为摩阻损失。

摩阻损失主要由于孔道的弯曲和孔道的偏差两部分影响所产生，从理论上说直线孔道无摩擦损失，但由于施工中孔道位置的偏差及孔道不光滑等原因，在钢绞线张拉时实际上仍会与孔道壁接触而引起摩阻损失，称此项为孔道偏差影响（长度影响）摩擦损失，其值较小，反映在系数k上；对于弯道部分除了孔道偏差影响之外，还有因孔道转弯，预应力钢绞线对弯道内壁的径向压力所引起的摩擦损失，一般称这部分影响为弯道影响摩擦损失，其值较大，并随钢筋弯曲角度的增加而增加，反应在系数μ上。

3 试验计算原理3.1 理论公式张拉时，预应力损失按下式计算σL1=σcon［1－e－（μθ＋kx）］（1）式中σL1——由于摩擦引起的应力损失（MPa）；σcon——钢绞线（锚下）控制应力（MPa）；θ——从张拉端至计算截面的长度上，钢筋弯起角之和（rad）；x——从张拉端至计算截面的管道长度（m）；μ——钢绞线与管道壁之间的摩擦系数；k——每米管道对其设计位置的偏差系数；3.2 参数μ、k分析由式（1）可知，在预施应力过程中，离张拉端x处因管道摩阻而损失的力筋束内力值为F x=F v［1－e－（μθ＋kx）］=βF v（2）式中 F v——张拉力；β——预应力损失率；x——张拉端至计算截面的力筋束长（m）；θ——从张拉端至计算截面的长度上力筋束的弯起角之和（rad）；μ——管道摩擦系数；k——管道偏差系数；当采用一端张拉一端固定的方法测定参数μ和k时，式（2）可写为μθ＋kx＝－ln（1－β）（3）试验存在误差是不可避免的。

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。

连续梁桥悬臂施工预应力孔道摩阻测试分析
连续梁桥悬臂施工预应力孔道摩阻测试分析
对于大曲率预应力筋混凝土结构,英孔道摩阻损失都必须进行专门的孔道摩阻试验测试.预应力混凝土结构的孔道摩阻损失主要与预应力钢束与管道壁的摩擦系数μ和管道每米局部偏差对摩擦的影响系数k 有关.以某城际快速轨道交通工程一座特大桥为工程背景,通过预应力孔遣摩阻测试,得出了与实际的摩阻参数,为后续的施工提供了依据.
作者：夏雄李娜作者单位：东莞市交业工程质量检测中心,广东,东莞,523125 刊名：黑龙江科技信息英文刊名：HEILONGJIANG SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION 年，卷(期)：2010 ""(14) 分类号：U4 关键词：连续梁悬臂施工预应力摩阻。