8、预应力砼箱梁孔道摩阻、锚口、喇叭口摩阻损失测试 彭楠楠 魏正军

预应力砼箱梁孔道摩阻，锚口、喇叭口

摩阻损失测试

海威公司彭楠楠魏正军

摘要：结合遂平梁场预应力施工实践，介绍一种较为新颖的箱梁孔道摩阻和锚圈口摩阻损失测试方法，提供随机抽测8片箱梁测试分析资料。

关键词：箱梁；孔道摩阻损失；锚口，喇叭口摩阻损失；测试

已颁交通部、铁道部关于预应力损失测定资料中，孔道摩阻损失和锚圈口摩阻损失测定，为传统主被动千斤顶法，该法除测试精度外，操作工艺也存在一些缺点。本文介绍目前工程界已较普遍使用，两端安装经过标定穿心式压力传感器的测试方法；该法可有效提高测试精度，操作工艺比较明确规范。

1 遂平梁场基本情况和张拉工艺

遂平制梁场预制铁路预应力简支箱梁，规格为23.5m，6片；31.5m，624片；共计630片箱梁。型式为单箱单室等高度简支箱梁，梁端底版，顶板及腹板内部局部向内侧加厚。预应力筋公称直径Φ15.2mm，抗拉强度R m=1860MPa，弹性模量E p=1.95×105MPa，孔道采用橡胶抽拔管成形。预加应力分三阶段：预张拉，拆除端模张拉部分预应力，砼强度f c=33.5Mpa；初张拉，制梁台座上进行，砼强度f c=43.5Mpa；终张拉，存梁台座上进行，砼强度f c=53.5Mpa,弹性模量E c=35.5Gpa，且砼龄期不少于10d。(预应力张拉顺序见表1、表2、表3)。

两种跨度箱梁截面如图1，2所示

图2 23.5m 预应力砼铁路桥简支箱梁预应力孔道分布图

预张拉顺序表 表1

图1 31.5m 预应力砼铁路桥简支箱梁预应力孔道分布图

终张拉顺序表 表3

2 箱梁预应力损失组成

预应力损失分为瞬时损失和长期损失，如图3所示。

瞬时损失 长期损失

2.1 预应力钢绞线与孔壁间摩阻损失

箱梁张拉时，预应力钢绞线与孔壁接触滑动产生摩擦阻力，可分为弯道影响和孔道

走动影响两部分。理论上讲，直线孔道无摩阻损失，施工时因震动等原因孔道并非理想顺直，加之预应力钢绞线因自重而下垂，与孔道实际上有接触，产生相对滑动时产生摩阻力，称孔道走动影响(或偏差影响、长度影响)。预应力钢绞线对孔道内壁的径向压力产生摩阻力，称为弯道影响，其计算公式为：

()

()1(1)x x con con l con y

N N e e A κμθκμθσσ-+-+-==-

式中：con σ——预应力钢绞线控制张拉应力；

x ——预应力钢绞线张拉端至计算截面水平投影距离(m)；

μ——预应力钢绞线与孔道壁摩擦系数；

k ——孔道每米长度局部偏差摩擦系数；

θ——张拉端至计算截面曲线孔道部分切线夹角(rad)；

y A ——预应力钢筋截面积。

本文下面将对其进行详细介绍。

2.2 锚具变形、钢绞线回缩和接缝压缩引起的损失

箱梁张拉结束锚固时，锚具受巨大压力，使锚具自身及锚下垫板产生压密变形，同时有些锚具的预应力钢绞线还要向内回缩；拼装式构件的接缝，在锚固后也将继续压密变形，所有这些变形都将使锚固后的预应力钢绞线放松，引起应力损失(2l σ)，按下式计算：

2l σ=

p

E

l

l ∑∆

式中：

∑∆l ——张拉端锚具变形，钢绞线回缩和接缝压缩值之和，可根据试验确定，

当无可靠资料时，按照相关规范采用；

l ——从张拉端至计算截面孔道长度，一般取水平投影长度(mm)；

p E ——预应力钢绞线弹性模量，2.02X105 Mpa(试验值)。

2.3 砼弹性压缩引起的损失

预应力砼箱梁张拉时，砼弹性压缩是在张拉过程中完成的，一次完成张拉的构件，不会引起应力损失。但是，预应力钢绞线根数往往较多，采用分批张拉锚固或逐束张拉锚固的，张拉后批钢绞线时，产生的砼弹性压缩变形，使先批已张拉预应力钢绞线产生应力损失，通常称为分批张拉应力损失，用4l σ表示。

4l σ=Ep σ∑∆pc σ

式中：Ep σ——预应力钢绞线弹性模量与砼弹性模量比值；

∑∆pc

σ

——在计算截面上先张拉钢束重心处，由后张拉各批钢绞线所产生的砼

法向应力之和，对于简支梁，取1/4跨度处截面为准计算沿梁长平均

∑∆pc

σ

2.4 预应力钢绞线应力松弛损失

预应力钢绞线在应力作用下，随加荷时间延长产生徐变变形。一般称钢绞线松弛或者应力松弛。后张法预应力构件，松弛损失值在使用阶段中完成。按时间延长建立完成损失终值百分比。其计算方法如下： 采用低松弛预应力钢丝或钢绞线：

当0.7con ptk f σ≤时，50.125(

0.5)con

l con ptk

f σσσ=-

当0.70.8ptk con ptk f f σ≤≤时，50.2(

0.5)con

l con

ptk

f σσσ=-

根据规范，实际计算时，当初应力小于钢绞线极限强度50%时，松弛量甚小，可忽略不计。

2.5 砼收缩和徐变

砼收缩，徐变会使预应力砼构件缩短，因而引起应力损失。收缩与徐变变形性能相似，影响因素大都相同，将砼收缩与徐变引起应力损失值综合计算，

对于箱梁：

/6/

25220

115pc

cu

l f

σσρ+=

+ ，

式中：6l σ，/

6l σ——受拉区、受压区预应力钢绞线中由于砼收缩徐变所产生的

预应力损失；

/

,pc pc

σσ——受拉区、受压区预应力钢绞线在各自合力点所产生的砼法向压应力；

/,ρρ——受拉区、受压区预应力钢绞线与非预应力筋的配筋率（其值

为受拉区和受压区预应力钢绞线和非预应力筋的截面面积

/

//6

/

25220

115pc

cu

l f σσρ+=

+