铁路桥梁预应力管道摩阻试验方法及控制

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高速铁路双洋大桥预应力孔道摩阻试验研究

Ａｔｐｒｅｓｅｎｔ，ｔｈｅｒａｎｇｅｓｏｆｆｒｉｃｔｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔａｎｄｄｅｖｉａｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｈａｖｅｂｅｅｎｇｉｖｅｎｉｎｔｈｅｂｒｉｄｇｅｄｅｓｉｇｎｃｏｄｅ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｆａｃｔｏｒｓｏｆｔｈｅｆｒｉｃｔｉｏｎａｌｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄｄｕｃｔｓａｒｅｃｏｍｐｌｅｘ，
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预应力混凝土梁管道摩阻试验研究

Ｅ５墩２
图１桥型布置（位：ｍ）单ｅ
２试验原理和内容
２１试验原理．
此项称为管道偏差影响。对于管道弯转影响除了管道
偏差影响之外，有力筋对管道内壁的径向压力所产还
生的摩阻力，部分称为弯道影响，该随力筋弯曲角度的增加而增加。根据《路钢筋混凝土及预应力混凝土公
２１年第７期０１
预应力混凝土梁管道摩阻试验研究
２１
角０的计算公式：＝／＋，０￣其中，为空间曲０线在
水平面内投影的切线角之和，为空间曲线在竖向平０面的切线角之和；ｋ为管道每米局部偏差对摩擦的影响系数；为从张拉端至计算截面的管道长度，近似可地取该段管道在构件纵轴上的投影长度（。ｍ）根据式（）导ｋ和计算公式，主动端压力１推设传感器测试值为Ｐ，被动端为Ｐ，时管道长度为ｚ０此，为管道全长的曲线包角，式两边同乘以预应力钢绞上线的有效面积，则可得Ｐｌ—Ｐ２＝Ｐ［ｔ１一ｅ “ ］由式（）２得Ｐ＝Ｐｅ “ ２，＋ｋ＝一ｎＰ／ｌＩ（Ｐ）（）２
当
＋．ｉ｝Ｚ—Ｙ：０
由于实际测试存在误差，式右边不会为零，设上假
构，中支点处梁高８１３ｍ，中梁高３０１，间以４．６跨．１中．１次抛物线连接。纵向预应力采用１１．０ｍ钢绞９５２ｍ线索，拉标准强度＝ｉ６ａ弹性模量Ｅ＝抗０ＭＰ，８

32m箱梁预应力孔道管道摩阻及张拉力的调整试验

32m箱梁预应力孔道管道摩阻及张拉力的调整试验摘要：兰新第二双线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5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，并根据测量数据对张拉力进行调整，保证实梁的有效预应力。

关键字：预应力摩阻系数偏差系数1.引言：预应力张拉是后张法预应力混凝土梁的一道极为重要的工序，如何准确将设计张拉力施加于梁体直接影响梁的耐久性、安全性、刚度及矢拱高度。

后张梁管道摩阻是引起预应力损失的五个主要因素(混凝土收缩徐变、钢筋松弛、锚头变形及钢筋回缩、摩阻、混凝土弹性压缩)之一。

由于施工过程中诸多不确定因素及施工水平的差异，张拉前应对管道摩阻现场测试，并根据测试结果对张拉力及管道进行调整，将设计张拉力准确施加至梁体。

兰新第二双线32m箱粱为后张法预应力混凝土结构，预应力束沿梁长通长布置，有腹板束和底板束两种。

共有孔道27孔，其中5孔采用9—7φ15.2钢绞线，22孔采用10—7φ15.2钢绞线。

钢绞线强度等级为1970 mpa。

预应力管道采用橡胶抽拔棒抽拔成型，设计管道局部偏差影响系数k=0.0015、摩擦系数μ=O.55。

2 .摩阻测试的基本原理张拉时，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。

本次管道摩阻试验选取编号为N11、N9、N7、N3、N1b五个孔道。

试验孔道的位置及管道相关参数见表1。

预应力混凝土梁桥孔道摩阻试验测试研究

口处扩撒产生的阻力摩阻力，且两端不装工具锚，被动端损失值为纯孔道摩阻损失。
工况 2：孔道摩阻损失+ 锚圈口及喇叭口损失试验，用来测定锚圈口和喇叭口摩阻力。在张拉主动端和被动端的喇叭口内不设置约束环，安装工具锚（不上夹片）和限位板，此时两端都安装为2倍的摩阻损失+锚圈口及喇叭口摩阻，单端安装为1倍的摩阻损失+锚圈口及喇叭口摩阻。也可以两端仍设置约束环，不装工具锚，此时为2 倍的摩阻损失 + 锚圈口摩阻损失。
工程技术
科技创新导报 2013 NO.06
Science and Technology Innovation Herald
预应力混凝土梁桥孔道摩阻试验测试研究①
曹利（神华包神铁路公司塔韩铁路项目部内蒙古鄂尔多斯 017000）
摘要：孔道摩阻损失包括预应力管道的孔道摩阻损失、锚固回缩损失、锚圈口以及喇叭口损失。实测预应力混凝土梁桥的孔道摩阻损失，对
孔道摩阻试验目前常用方法有以下两种方法：试验方法一：孔道摩阻损失和锚圈口及喇叭口损失试验同时于实梁上完成。工况1：纯孔道摩阻损失试验，用来测定值和 k 值。在张拉主动端和被动端的喇叭口内钢绞线设置约束环，以消除钢绞线在喇叭
验证设计数据和积累施工资料具有重要的意义。孔道摩阻损失和锚圈口及喇叭口损失试验可分别在实梁和试验小梁上完成，利用最小二乘法原
理可实现对所有试验孔道摩阻系数的综合求解，该方法一定程度上弥补了铁路规范规定方法在试验方法和计算过程上的局限性。
关键词：预应力混凝土梁桥孔道摩阻试验最小二乘法

[建筑]预应力混凝土桥梁孔道摩阻试验要点

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。

预应力孔道摩阻系数测定

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铁道建筑技术 %&’()&* +,-./%0+/’,- /1+2-,(,3* "44" （!）
・桥
孔道长度 ! ! "#$%$& ’；弯曲孔道端部切线交角! ! 孔道偏差系数 " ! +%++*。 "%()*；将油表读数换算主、被动端张拉力后计算得 " ! +%*)。该桥设计的 " 值初定为 +%#,，实测 +%*)。根据以往的工程实测值，初步判断 " 值偏大。经分析认为造成 " 值偏大可能有如下主要原因：（"）在整理数据时未考虑锚圈口摩阻损失；（#）未考虑千斤顶、油泵及压力试验机系统内摩阻的影响。 ! "# "$ 处理措施（"）用高精度测力计标定 -. ,+++ 型压力机，理论值与读数偏差在 +%,/ 以内，可以认为该机的系统内摩阻不影响张拉机具标定结果。（#）重新标定 +" 0 、以消 "& 0 千斤顶及 # 套油泵，除张拉机具系统内摩阻影响。（*）锚圈口摩阻测试在一特制的长 #,+ 1’、断面为 &+ 1’ 2 &+ 1’ 直孔道钢筋混凝土柱上进行。（&）为确定系统内摩阻影响，从外单位调来 " +++、 # +++ 34 的压力传感器各 " 台。锚圈口摩阻测试数据见表 "。
・桥
梁・
预应力孔道摩阻系数测定一例

浅谈铁路悬臂现浇预应力连续梁管道摩阻试验

浅谈铁路悬臂现浇预应力连续梁管道摩阻试验摘要：为使桥梁预应力体系满足设计要求，保证梁体受力合理及载荷安全，在连续梁浇筑施工过程中，需要对其进行摩阻试验，并计算出预应力钢绞线束与管壁摩擦系数和每米管道对其位置的偏差系数，为张拉作业提供力值调整依据。

本文并结合商合杭铁路港溪特大桥跨S204公路连续梁施工案例和铁路行业规范要求，对悬臂现浇法预应力梁管道摩阻试验过程进行了分析和探讨。

关键词：连续梁预应力张拉管道摩阻引言近十几年来，随着铁路建设的高速推进，后张法悬臂现浇连续梁越来越多地出现在各种跨越道路、江河的铁路桥梁中。

此类连续梁的内部受力结构与普通简支梁有较大的区别，由于悬臂浇筑方式节段较多，受力复杂，使得预应力张拉作业成为悬臂现浇预应力梁的关键工序之一。

如何将预应力按照设计要求准确地施于梁体，对保障桥梁受力合理、刚度适宜、徐变可控，载荷安全等方面起到决定性的作用。

从影响预应力损失的几个因素来看，管道摩阻无疑是后张法梁预应力损失的主因。

有研究表明，大跨径铁路混凝土连续箱梁，在计算到跨中位置时，其管道摩阻占总应力的损失的比例将达到50%以上。

针对管道摩阻问题，一般设计图纸和规范会给出相应摩阻系数和偏差系数的参考值，但受现场施工条件、材料差异、预留管道线型和成管质量、施工水平等多种因素影响，容易出现较大的偏差。

因此，有必要在梁体选择具有典型代表的管道，进行摩阻试验，最大程度还原这两个关键系数，对张拉力进行调整。

1摩阻试验的理论1.1摩阻的组成和管道摩阻定义混凝土桥梁预应力体系一般由预应力筋（纵向管道多以钢绞线为主）、工作锚夹具及连接器、管道及钢筋混凝土梁体共同组成。

《Q/CR566-2017 铁路后张法预应力混凝土梁摩阻试验方法》中将桥梁摩阻试验分成三个部分，分别是管道摩阻、喇叭口摩阻和钢绞线回缩量。

其中喇叭口摩阻受影响因素较少，相对偏差小且数值稳定，因此本文主要探讨管道摩阻部分。

管道摩阻是预应力梁体进行后张法张拉时，预应力管道中的钢绞线与金属波纹管壁或混凝土管壁摩擦，导致预应力筋中拉应力由张拉主动端向被动端方向逐渐衰减，造成张拉力损失。

铁路客专箱梁预应力管道摩阻测试

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。

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。

摩阻试验方案

京沪高速铁路沧德特大桥跨104国道(45+3 X 70+45 ) m预应力混凝土连续梁桥摩阻、锚口、喇叭口损失试验方案兰州交通大学土木工程学院2009年04月1工程概况1工程概况京沪高铁沧德特大桥跨104国道(45+3X 70+45) m 预应力混凝土连续梁桥，梁体为单箱单室、变高度、变截面结构。

箱梁顶宽 12.0m ，箱梁底宽6.7m 。

顶板厚度40至50cm 按折线变化，底板厚度40至90cm ，按直线线性变化，腹板厚48至80cm,厚度按折线变化，中支点处腹板局部加厚到165cm梁全长为301.5m ，计算跨度为45+3X 70+45m 中支点处梁高6.5m ，跨中9m 直线段及边跨15.25m 直线段梁高为3.5m,梁底下缘按二次抛物线变化，边支座中心线至梁端0.75m 。

箱梁采用三向预应力体系，纵向预应力筋采用1X T5224-2003预应力钢绞线，锚固体系采用OVM!锚式拉丝体系，张拉采用与之配套的机具设备，管道形成采用金属波纹管成孔。

2试验的必要性由于预应力筋过长或弯曲过多都会加大预应力筋的孔道摩阻损失，特别是弯曲多、弯曲半径小、弯曲角度较大的预应力筋，两端张拉时，中间段的有效预应力损失较大。

实测资料表明：虽然孔道材质、力筋束种类以及张拉控制力相同，不同单位施工的梁所用的钢绞线与波纹管的实测孔道摩阻系数却大不相同，同一单位施工的不同孔道的摩阻系数也存在差异。

作为张拉的控制条件，如果孔道有漏浆堵塞现象，若不校核伸长值，就会使有效预应力达不到设计要求；另外，在施工过程中，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，设计伸长值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，测量预应力筋的摩阻力，是确保施工质量的有效措施。

锚口、喇叭口损失在预应力的损失中也占有较大的比重，为保证预应力束的锚下应力，需要测试锚口和喇叭口的损失。

为解决孔道摩阻、锚口、喇叭口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。

预应力混凝土管道摩阻实验

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。

挂篮施工连续箱梁预应力孔道摩阻测试

挂篮施工连续箱梁预应力孔道摩阻测试摘要：在湘桂铁路柳江双线特大桥连续箱梁预应力施工时，采用穿心式筒体粘贴电阻应变片作为单向测力敏感元件，对预应力筋主动端及被动端的拉力进行精确量测，通过量测结果计算出预应力管道的实际摩阻损失系数k、μ，以指导预应力的张拉控制。

本文详细阐述了摩阻系数的测定及采用二元线性回归法计算系数k、μ的方法，为以后相类似预应力管道摩阻力的测试提供一定的参考。

关键词：铁路连续箱梁预应力摩阻损失测试Abstract: in the XiangGui railway, the total double super major bridge construction of prestressed concrete continuous box girder, the wear heart type cylinder paste resistance strain as one way of measuring force sensitive components, prestressed reinforcement of the active and the passive tension accurately measure, through the measurement results of the actual prestressed pipe calculated friction loss coefficient k, μ to guide the prestressed drawing control. This paper expounds the friction factor and the determination of the binary linear regression method to calculate the coefficient k, μ method for similar prestressed pipe after friction resistance test to provide certain reference.Keywords: railway prestressed concrete continuous box friction loss test0 前言在预应力混凝土连续箱梁挂篮施工中，预应力的施拉无疑是一项非常重要的工序，能否准确地将设计的预应力施加予梁体，将直接影响箱梁的耐久性、安全性、刚度及外观线形。

管道摩阻试验

根据上式可推导出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x,θ为管道全长的曲线包角，考虑上式两边同乘以预应力钢绞线的有效面积，则可得：
P1
3)测试方法
A）主被动千斤顶法（常规测试方法）
该方法主要存在测试不够准确和测试工艺等问题。 a）由于千斤顶内部存在摩擦阻力，虽然主被动端交替测试可消除大部分影响，但仍存在一定的影响；
谢谢大家！
(4) 力筋可正常使用：从喇叭口到压力传感器外端，力筋与二者没有接触，不会对这部分力筋造成损伤，即两个工作锚之间的力筋没有损伤，可以正常使用。
4)摩阻测试实例
合武客运专线后张法预应力混凝土组合箱梁梁长为32.6m，梁高2.8m。该梁采用在梁厂预制，梁体管道采用橡胶管抽芯成型。
将表1中数据代入式(7)，得到联立方程如下：
b）千斤顶主动和被动张拉的油表读数是不同的，需要在测试前进行现场标定被动张拉曲线；
c）在测试工艺上，力筋从喇叭口到千斤顶张拉端的长度不足，使得力筋和喇叭口有接触，产生一定的摩擦阻力，也使得测试数据包含了该部分的影响。
B）压力传感器测试法
该方法使用压力传感器测取张拉端和被张拉端的压力，不再使用千斤顶油表读取数据的方法。为保证所测数据准确反映管道部分的摩阻影响，在传感器外采用约束垫板的测试工艺，其测试装置如图3所示。
2）为在施工提供可靠依据，以便更准确地确定张拉控制应力和力筋伸长量；
3）可检验管道及张拉工艺的施工质量；
4）通过大量现场测试，在统计的基础上，为规范的修改提供科学依据。
2、管道摩阻测试原理与方法
（1）进行后张法孔道摩阻测试的原因
在后张法结构中，孔道实际位置和设计位置存在偏差、钢束和孔道内壁存在接触，以上两者都会引起钢束和孔道的摩擦，对于钢束而言，摩擦力的方向和张拉运动方向相反，由于摩擦力的存在，使得钢束上的有效预应力减小，影响预应力的发挥。设计时，根据规范按下式计算由孔道摩阻引起的预应力损失：

铁路预应力摩阻损失测试试验方案

铁路预应力摩阻损失测试试验方案目录1．概述 (1)2. 检测依据 (1)3. 检测使用的仪器及设备 (1)4．孔道摩阻损失的测试 (2)4.1 测试方法 (2)4.2 试验前的准备工作 (3)4.3 试验测试步骤 (3)4.4 数据处理方法 (4)4.5 注意事项 (6)5．锚口及喇叭口摩阻损失测试 (6)5.1 测试方法 (6)5.2 测试步骤 (7)附件1. 测试记录表格 (8)附件2. 资质证书 ..................................................... 错误！未定义书签。

1．概述预应力摩阻测试包括锚口摩阻、管道摩阻、喇叭口摩阻三部分。

预应力摩阻损失是后张预应力混凝土梁的预应力损失的主要部分之一，对它的准确估计将关系到有效预应力是否能满足梁使用要求，影响着梁体的预拱变形，在某些情况下将影响着桥梁的整体外观等。

过高的估计会使得预应力张拉过度，导致梁端混凝土局部破坏或梁体预拉区开裂，且梁体延性会降低；过低的估计则不能施加足够的预应力，进而影响桥梁的承载能力、变形和抗裂度等。

预应力管道摩阻损失与管道材料性质、力筋束种类以及张拉工艺等有关，相差较大，最大可达45％。

工程中对预应力管道摩阻损失采用摩阻系数μ和管道偏差系数k来表征，虽然设计规范给出了一些建议的取值范围，但基于对实际工程质量保证和施工控制的需要，以及在不同工程中其管道摩阻系数差别较大的事实，在预应力张拉前，需要对同一工地同一施工条件下的管道摩阻系数进行实际测定，从而为张拉时张拉力、伸长量以及预拱度等的控制提供依据。

摩阻测试的主要目的一是可以检验设计所取计算参数是否正确，防止计算预应力损失偏小，给结构带来安全隐患；二是为施工提供可靠依据，以便更准确地确定张拉控制应力和力筋伸长量；三是可检验管道及张拉工艺的施工质量；四是通过大量现场测试，在统计的基础上，为规范的修改提供科学依据。

受中铁十七局集团第三工程有限公司青县制梁厂的委托，石家庄铁道学院岩土与结构实验中心拟于2008年9月24日开始对京沪高铁土建一标32m简支梁进行预应力摩阻测试。

桥梁预应力构件孔道摩阻试验方案

桥梁预应力构件孔道摩阻试验方案XXXX技术有限公司2014 年12月1 试验的意义和目的随着现代预应力技术的发展, 预应力混凝土在土木工程中的应用日益广泛。

特别是在桥梁结构中, 预应力技术更为普遍, 且大量采用后张法预应力施工技术。

但后张法预应力施工中, 预应力损失大, 准确计算困难。

在5种预应力损失( 混凝土收缩徐变, 预应力筋松弛, 锚头变形、预应力筋回缩和接缝压缩, 摩阻和混凝土弹性压缩) 中, 摩阻损失所占比例较大, 计算尤为困难。

对于弯曲长束预应力孔道, 摩阻损失高达40%以上。

预应力损失的准确计算是确定预应力筋中有效预应力的关键, 直接影响桥梁结构的使用性能。

对预应力损失估计过高, 可能使梁端混凝土局部破坏或梁体预拉区开裂, 且降低延性。

对预应力损失估计不足, 则不能有效提高预应力混凝土梁的刚度和抗裂性。

在现行桥梁规范中，对于一定的成孔材料其孔道摩阻系数μ是一个定值，并不考虑预应力钢绞线的数量、张拉力的吨位、曲率半径的影响。

但是实际上，当孔道曲率半径较小时，预应力钢绞线在同样的张拉控制力下，产生的径向作用很大，预应力钢绞线有陷入孔道内壁的趋势，将增大摩阻系数μ。

此外，随着预应力钢绞线根数的增加，沿小曲率半径布置的钢绞线受力不均匀，预应力钢绞线之间、钢绞线与孔道壁之间的摩阻也将有所不同，这些因素都将引起摩阻系数μ的增大。

一般来说，随着曲率半径的减小，预应力钢绞线数量的增加，摩阻系数μ也将增大。

如采用挂篮悬臂浇筑大跨径连续钢构桥时，精确计算预应力束的有效应力是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，需要考虑的重要因素之一。

然而，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。

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，得出的结果相差甚远。

在《公路桥梁施工技术规范（JTG/T F50-2011）》中第7.8.5第一点“预应力张拉之前，宜对不同类型的孔道进行至少一个孔道的摩阻测试，通过测试所确定的μ值和k值宜用于对设计张拉控制应力的修正。

预应力孔道摩擦损失试验方案

预应力孔道摩擦损失试验方案一、概述该桥上部构造为现浇箱梁直线桥，全长234m，共三联，其中第二联为30＋35＋35＋30＝130m四跨连续后张法连续箱梁，断面形式为单箱单室＋单箱双室，桥面宽24.5m，梁高1.8m，整体处于R＝1500m 的竖曲线上，设计荷载为城市－A级。

第二联箱梁采用满堂支架支撑一次性浇注完成。

该桥第二联预应力筋部分设计共3种编号45束，每束12根1860MPa级低应力松驰钢绞线，单束钢绞线贯通全联，单根钢绞线长约132m。

第二联箱梁采用的是后张法预应力结构，要求预应力张拉前需要测定预应力孔道摩阻系数。

现浇箱梁砼浇注于2006年11月29日～2006年11月30日完成，预计2006年12月5日能达到90％的设计强度，施工现场准备于2006年12月5日对第二联N1、N2、N3束预应力钢绞线的孔道摩阻进行了测试。

二、试验标准和原理试验根据《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041－2000）以及《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62－2004）等的有关规定进行。

试验装置如图1所示。

试验采用一端张拉（主动端）一端固定（被动端）的方式进行。

根据在主动端施加张拉力在被动端不施加，根据力的平衡原理，两端的拉力之差即为孔道的预应力摩阻损失。

根据理论推导得，对于后张法张拉时，预应力钢筋于管道壁之间的摩擦引起的预应力损失，计算如下：式中－预应力钢筋与管道壁之间的摩擦引起的预应力损失；－主动端预应力钢筋的张拉控制力；－预应力钢筋与管道壁的摩擦系数；－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。

这样，根据上述的试验装置和计算模型，可以得到预应力管道的摩阻系数。

采用图1的试验装置，由于试验时间比较短暂及现场张拉的事实，试验测试结果可以忽略预应力损失的其它部分，如锚具变形，钢筋回缩和接缝压缩等引起的预应力损失、预应力钢筋与台座之间的温差引起的预应力损失、混凝土的弹性压缩引起的预应力损失、以及预应力钢筋的应力松弛和混凝土的收缩和徐变等引起的预应力损失。

预应力管道摩阻、锚口摩阻和喇叭口摩阻测试技术

Value Engineering0引言对于后张法砼梁体而言，预应力摩阻损失无疑构成了预应力损失的大部分。

而预应力的张拉值能否按设计要求的数值准确施加给预应力筋将影响到梁体是否能够达到正常使用功能，并对梁体的外观线型造成不利影响。

当过高估值预应力摩阻损失时，将过度施加预应力，容易使梁端砼产生局部破坏，或是梁体的预拉区出现开裂；而过低的估值，则造成梁体承载能力不足，影响梁体抗变形和抗裂能力等。

预应力摩阻损失来源于3大部分（锚口摩阻、管道摩阻、喇叭口摩阻）。

摩阻损失主要来源于管道摩阻。

管道摩阻损失的采用摩阻系数（μ）和管道偏差系数（k ）来评价。

设计及施工规范对于μ、k 的取值给出了建议范围，但施工实践表明，管道摩阻的大小受成孔材料的特性、预应力筋的品种及现场人员操作工艺水平等的影响，不同项目施工条件下，μ、k 值相差很大。

基于确保预应力施工质量控制的要求，故有必要在施加预应力前，对该特定施工条件下预应力管道的μ、k 值及锚口摩阻、喇叭口摩阻进行测试，以获得实际值，从而为预应力施加值、钢束伸长量及梁体预拱值等控制提供依据。

摩阻测试不仅可检验设计所取用的μ、k 值是否正确，避免预应力施加偏差过大，导致梁体结构安全存在隐患。

且可检验该项目预应力管道施工工艺的质量及水平。

同时，通过大量现场数据的采集，在统计学的基础上，为规范建议值的修正提供科学依据。

1工程概况某市政道路桥梁在K0+740.55~K1+225.5路段跨越规划三路以及铁路客运专线。

桥梁上构孔跨为[（3×35）+（4×35）]m 装配式预应力砼小箱梁+（60+100+60）m 预应力砼变高连续梁，桥长475.95m 。

采用挂篮悬臂法施工（60+100+60）m 砼连续梁，连续箱梁设置了三向（纵、横、竖）预应力体系，箱梁的纵向预应力体系钢束为低松驰钢绞线，其规格为17-ϕj 15.2mm 钢铰线（抗拉标准强度R by =1860MPa ）；采取两端施力，其控制应力δk =0.75f pk ，预应力管道（内径为100mm ）成孔材料采用金属材质。

桥梁预应力摩阻试验方法与研究

7
1 36615 1 19413 17212 12164
7
1 37012 1 21514 15418 11132
7
1 37115 1 20813 16312 11195
7
1 36018 1 18616 17412 12186
2. 2 锚板和喇叭口摩阻损失数据分析用相同的方法 ,在试验台上进行锚板和喇叭口
在桥梁预应力钢绞线张拉施工过程中 ,总张拉力应为控制张拉力与千斤顶内摩阻力、钢铰线束与管道摩阻力、锚固端摩阻 (工作锚、夹片 )及固端喇叭口摩阻损失力之和。其中 ,千斤顶的内摩阻力在校准千斤顶时可确定 ;锚具产品其张拉的损失率为可确定数 ;而钢铰线束与管道摩阻力、锚固端摩阻及固端喇叭口摩阻损失力则需现场试验方可得到 [ 1 ] 。对于后张法预应力混凝土桥梁而言 ,管道摩阻损失是预应力张拉各种损失的主要部分 [ 2 ] 。因此 ,在桥梁预应力钢绞线张拉施工中 ,要施加多少张拉力 ,才能满足设计的要求尤为重要 ,而准确测定管道摩阻损失 ,是确定施工张拉力的重要依据。
19期
王涛 ,等 :桥梁预应力摩阻试验方法与研究
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载锚具锚固实验和部分大跨度桥梁预应力管道摩阻试验中得到应用 ,其具有实用性强、可靠性高、测量精度高和采集便捷的特点 ,可为同行借鉴之用。
参考文献
本课题组经过大量现场和室内试验 , 研发的 “测力系统 ”能实现高精度、实时、多通道同步自动采集数据 ,同时现场采用千斤顶串联组方法测试 , 能实现无须“倒顶 ”,一次性张拉到位 ,解决了千斤顶“行程 ”不够、锚具难配套和“倒顶 ”拆装耗时等问题 ;采用应变式油压传感器测力 ,解决了环型测力