简述孔道摩阻试验方法与研究
连续梁孔道摩阻试验_secret
连续梁孔道摩阻试验大跨度预应力混凝土箱型梁桥需施加的预应力以及施加后在结构中所产生的有效预应力的确定是保证预应力结构安全性能的关键,而相关设计规范中只提供了一般条件下预应力的摩阻损失数据,对于大曲率预应力筋混凝土结构,其孔道摩阻损失都必须进行专门的孔道摩阻试验测试。
测试结果出来后必须上报设计院,经设计院确认核实后按照回复意见进行施工。
预应力混凝土结构的孔道摩阻损失主要是因为预应力钢筋与管道壁之间摩擦引起的,由于力筋与管道壁接触并沿管道滑动而产生摩擦阻力,进而产生摩阻损失。
摩阻损失可分为孔道弯曲影响和孔道偏差影响两部分,孔道弯曲影响的摩阻损失仅在曲线部分加以考虑,而由孔道偏差所引起的摩阻损失在直线段和曲线段均应加以考虑。
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。
一、试验目的为了确定该大桥连续梁合理的张拉控制应力,并根据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确定预应力孔道摩阻损失。
二、试验仪器布置孔道摩阻试验布置图见2-1。
图2-1 孔道摩阻试验布置图三、测试孔道和测试束的选择- 1 -测试时,选择一个直线孔道T2和一个曲线孔道F2’(腹板束)共2个测试孔道,每个孔道内选择2根预应力钢束作为测试束。
其在箱梁横断面及沿桥纵向的位置示意图分别见图3-1、图3-2。
图3-1 测试束在横断面上的位置示意图T2F2’图3-2 测试束在沿桥纵向布置示意图四、试验前准备工作1. 原始数据收集。
包括孔道钢束参数(钢束工作长度、弯起角度、锚固时的控制力、钢束组成、设计钢束伸长值)、成孔方式、锚具情况(生产厂家、规格型号、厂家提供的锚口摩阻损失率)、钢绞线参数(生产厂家、型号规格、实测弹性模量)。
2. 应变仪、千斤顶、高压油泵、精密压力表(0.4级)检查。
3. 应变仪的系统标定,千斤顶和精密压力表的标定,千斤顶应标定进油、回油曲线。
某预应力混凝土梁桥孔道摩阻测试与研究
一
端 为被动端 , 然后使 被动端千斤顶稳压 , 主动端千斤 顶逐级
加载 , 张拉预应力钢束 , 由主 、 被动端钢绞线拉力之差计算波纹
管孔道摩阻损失。
33实施 方 案 .
取 9号墩 4号块 的两束 B 和一束 F 为测试 对象 ,进行摩
参考文献
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铁路预制后张法简支t梁孔道摩阻试验研究
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孔道摩阻试验报告
孔道摩阻试验报告摩阻试验是一种常用的实验方法,用于测量流体在管道中的摩擦阻力。
本次试验的目的是通过孔道摩阻试验,研究流体在不同孔道尺寸和流速条件下的摩擦阻力特性。
试验装置包括一个实验台架、一台流量计、一台压力计和一组孔道模型。
首先,我们根据实验要求选择了不同直径的孔道模型,并将其安装在实验台架上。
然后,通过调节流量计和压力计,控制流体的流速和压力。
在试验过程中,我们记录了不同孔道尺寸和流速条件下的流量和压力数据。
通过对这些数据的分析,我们可以得出以下结论:随着孔道直径的增大,流体的流量也随之增大。
这是因为较大的孔道直径可以提供更大的通道,使流体能够更容易地通过。
然而,当孔道直径过大时,流体的流速反而会减小,这是由于流体在较大孔道中的摩擦阻力增加所致。
随着流速的增大,流体的流量也随之增大。
这是因为较大的流速可以提供更大的动能,使流体能够克服摩擦阻力,更快地通过孔道。
然而,当流速过大时,流体的流量增加的幅度会减小,这是由于流体在高速流动时摩擦阻力的增加所致。
我们还发现在一定的孔道尺寸和流速条件下,流体的压力随着流量的增大而降低。
这是因为流体在通过孔道时,会受到摩擦阻力的作用,从而使其动能转化为压力能。
因此,流量越大,摩擦阻力越大,压力越低。
孔道摩阻试验是一种有效的方法,用于研究流体在管道中的摩擦阻力特性。
通过对不同孔道尺寸和流速条件下的试验数据分析,我们可以得出关于流体流量、压力和摩擦阻力之间的定量关系。
这对于设计和优化管道系统具有重要的参考价值,可以提高流体输送的效率和经济性。
本次孔道摩阻试验的结果表明,孔道尺寸和流速是影响流体摩擦阻力的重要因素。
通过合理选择孔道尺寸和控制流速,可以降低流体在管道中的摩擦阻力,提高流体输送的效率。
这对于工程实践具有重要的指导意义,值得进一步深入研究和应用。
预应力混凝土连续梁桥孔道摩阻试验研究
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。
某桥预应力孔道摩阻试验方案研究
的试验方案。主要过程为:首先标定千斤顶及配套电动油泵仪 表,提高读数精度。试验时在预应力束张拉端及锚固端安装千 斤顶。然后启动张拉端千斤顶,根据试验工况分级加载,记录 试验数据,再进行卸载,调换张拉端及锚固端位置,重新进行 分级张拉,记录试验数据。试验设备布置,详见图1。先进行顶 板束(3T41)孔道摩阻力测试,按θ=θ1时求得k值;再进行与 顶板束(3T41)孔道同样工艺及施工条件带有曲线的有竖弯束 (3T14)孔道的摩阻力试验[3]。
4 实施方案、试验方法、数据分析 4.1 试验对象选取及测点布置 直线形预应力索选取为下游侧3T41(3T41 钢束规格:
21φj15.24,单束长13350.4cm,张拉伸长量:开始端451.1mm, 结束端476.8mm,张拉力:4101.3KN)。竖弯形预应力选取为 下游侧3T14(3T14 钢束规格:21φj15.24,单束长13364.8cm, 张拉伸长量:开始端639.9mm,结束端222.8mm,张拉力: 4101.3KN)。被测预应力束长度按设计下料长度选取。
图1 管道摩阻试验方法 4.2 试验方法 预应力束的两端,以下简述为A端和B端。 此试验拟做以下工况测试: (1)锚固B端,张拉A端; (2)锚固A端,张拉B端; 为保证测试数据的可靠性,以上每个工况至少重复一次。 每个测试工况,按以下步骤进行: (1)预应力束初张拉至10%δk,持荷3~5min,读取、 记录电动油泵仪表数据,测试、记录钢绞线伸长量; (2)张拉至30%δk,持荷3~5min,读取、记录电动油 泵仪表数据,测试、记录钢绞线伸长量; (3)张拉至50%δk,持荷3~5min,读取、记录电动油 泵仪表数据,测试、记录钢绞线伸长量; (4)张拉至70%δk,持荷3~5min,读取、记录电动油 泵仪表数据,测试、记录钢绞线伸长量; (5)张拉至80%δk,持荷3~5min,读取、记录电动油 泵仪表数据,测试、记录钢绞线伸长量。 要求:张拉设备完好并经过检校,能稳定保持张拉力。 4.3 试验结果及数据分析 后张法预应力混凝土结构中管道摩擦阻力估算的准确程 度直接影响结构的使用安全,而施工质量的优劣往往会影响 管道摩阻的大小。为确保桥梁质量,于2月20日至22日对3号墩 3T41、3T14两束平弯束和竖弯束分别进行了管道摩阻测试,预 应力钢绞线束由21φj15.24预应力钢绞线组成。 试验时采用的张拉设备与实际施工时相同,试验前张拉设 备须经过校正。由于管道长度达132m左右,应该采用两端张拉
孔道摩阻试验
第五章孔道摩阻试验5.1 孔道摩阻系数μ的测定方法5.1.1 概述本桥索塔采用的U形预应力束设计有两个特点,一是孔道曲率半径小,二是采用塑料波纹管进行管道成型。
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。
因此,对本桥索塔的孔道摩阻系数进行实测研究是非常必要的。
为研究塔身U形预应力钢绞线两端张拉时的孔道摩阻损失,本次试验利用索塔节段模型进行了全U形孔道一端张拉时的摩阻测定。
孔道摩阻测试的基本步骤为:在预应力筋的两端各装一台千斤顶。
测试时首先将固定端千斤顶的油缸拉出少许,并将回油阀关死。
然后开动张拉端千斤顶进行张拉,当张拉端压力表达到预定的张拉力时,读出固定端压力表读数并换算成张拉力。
两端张拉力之差即为该孔道的摩阻损失。
试验前,对油表与千斤顶进行了配套(主动、被动)标定。
其中一套标定报告可见附录1。
试验中,记主动端的张拉力值为P1,被动端的力值为P2,则:()μθ-+=kxPPe(5.1.1-1)12式中, μ —— 预应力孔道摩阻系数; k —— 预应力孔道每米局部偏差对摩阻的影响系数;x —— 从张拉端至计算截面孔道长度,m ;θ —— 从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线夹角之和,rad 。
由此可见,对于试件,上述公式中有两个未知数,即μ和k 。
5.1.2 孔道摩阻系数μ的测定方法1本次试验中,索塔U 形束采用的均是同一种线形,即采用的θ、x 均相同,因此摩阻试验时虽然张拉了5束,但并没有得到5个独立的方程组成的方程组来求解两个未知数μ和k 。
预应力孔道摩阻试验探究
预应力孔道摩阻试验探究后张法预应力混凝土梁中孔道摩阻损失的准确测定是保证预施应力的一项重要参数,并直接影响结构的可靠性。
孔道摩阻损失由孔道曲率效应(摩擦)和孔道偏差效应两个部分产生的损失组成,而影响孔道摩阻的主要因素除形成孔道是方式外,施工工艺水平的优劣也占相当重要的地位。
所以,设计要求张拉前应进行孔道摩阻现场测试,并根据测试结果对张拉力进行调整,将设计张拉力准确有效施加至梁体。
1 孔道摩阻的原理1.1 孔道摩阻的组成张拉时,预应力钢束与管道壁接触面间产生摩擦力引起预应力损失,称为摩阻损失。
主要有两种形式:一是由于曲线处钢束张拉时对管道壁施以正压力而引起的摩擦,其值随钢束弯曲角度总和而增加,阻力较大;另一是由于管道对其设计位置的偏差致使接触面增多,从而引起摩擦阻力,其值一般相对较小。
1.2 孔道摩阻的数据计算⑴理论公式解方程组即可得μ、k值。
1.3 锚圈口与喇叭口摩阻损失计算锚圈口与喇叭口摩阻损失按下列计算式计算:。
式中为主动端压力值,为被动端压力值。
2 摩阻试验内容及方法试验内容包括孔道摩阻、锚圈口和喇叭口摩阻。
2.1 孔道摩阻孔道摩阻试验在已预制成品梁上选取6孔有代表性的孔道中进行测试。
主要通过测定孔道张拉束主动端与被动端实测压力值,根据上述公式计算偏差系数k 和摩擦系数μ。
孔道摩阻的常规测试方法以主被动千斤顶测力法为主,这种方法测试精度较低,且测试工艺不够完善。
采用穿心式压力传感器及其配套的读数仪,并结合关于孔道摩阻测试相关规定,孔道张拉束主动端与被动端实测压力值导致的压力传感器的应变均用读数仪读取,经过计算可以得出孔道张拉束主动端与被动端实测压力值,运用这种改进的测试工艺及精确的数据处理方法,大大提高了测试精度。
试验时所用的张拉设备与实际施工时采用的设备相同,测试使用的压力传感器为柳州OVM公司设计制作,试验前在MTS-6000kN试验机上进行了严格的标定。
试验预应力束在两端安装张拉千斤顶及压力传感器,在试验开始预应力两端同时张拉至设计张拉力的10%后,将一端封闭作为被动端,以另一端作为主动端,分8级加载至设计张拉控制荷载,每个孔道张拉2个循环。
孔道摩阻力实验方案
预应力管道摩阻实验方案工程概况:洪洞跨汾河特大桥共设有7处连续梁,均为单箱单室连续梁,设纵向、横向、竖向预应力钢绞线(钢筋),其中纵向钢绞线为公称15.2mm钢绞线,抗拉极限强度fPK=1860MPa,弹性模量EP=195000MPa,单根张拉力F=195.3kN。
钢绞线束数分别为12束、15束、18束。
本工程混凝土强度达到设计强度的100%,弹模达到设计的95%时方可进行预应力张拉。
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实验。
预应力管道摩阻实验的原理及步骤:一、实验原理及仪器安装:预应力管道摩阻实验的原理及方法: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、张拉端所有的千斤顶的中心要求在同一条直线上;3、为避开锚头预应力损失,测定时张拉端不安装工作锚板。
二、实验步骤及数据计算:①张拉端分三级控制进行张拉(0.2P0.6P1.0P),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③③张拉端与被张拉端对调,重复步骤①、②。
④对两端在此进行平均,可得到钢绞线伸长量的统计数,作为计算K、μ值的已知数据。
⑤实验过程中所测的所有数据均填在表1中。
⑥有了预应力损失值,便可通过公式(1)、(2)计算摩阻系数μ、摩阻因数K。
μ={-1n(P被/P主-KL)-KL}/θ(1)K=[μθ+1n(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:KNP被——被动端的侧力,单位:KNθ——累计转角,单位:radL——束长,单位:m通过公式(1)(2)来计算K,μ值时,要把K取(0.0015)看为固定值,可计算出μ值,或那μ(取0.25)看为固定值,可计算出K 值,可验证它的合理性,也可以进行理论伸长量的计算,并上报各相关单位审批。
孔道摩阻试验方法
孔道摩阻试验方法一、前言孔道摩阻试验是液压元件的重要试验之一,通过该试验可以评估液压元件内部的流动通畅情况及其对液流的阻力,为设计和优化液压系统提供重要依据。
本文将详细介绍孔道摩阻试验的方法。
二、试验原理孔道摩阻试验是通过测量流量和压力差来计算孔道摩擦阻力系数,从而评估液压元件内部的流动通畅情况。
具体原理如下:1. 流量计测量出流量Q;2. 计算出平均速度v=Q/A;3. 计算出雷诺数Re=vD/ν;4. 根据雷诺数确定摩擦系数f;5. 计算出孔道摩擦阻力系数K=fL/D。
三、试验设备进行孔道摩阻试验需要以下设备:1. 液压系统:包括油箱、泵、电机、压力表等;2. 试验台架:用于安装被测试元件和传感器;3. 传感器:包括流量计、压力传感器等。
四、试验准备进行孔道摩阻试验前需要进行以下准备工作:1. 检查液压系统:确保液压系统正常工作;2. 准备试验台架:安装被测试元件和传感器;3. 校准传感器:校准流量计和压力传感器,确保测量准确。
五、试验步骤进行孔道摩阻试验需要按照以下步骤进行:1. 将被测试元件安装在试验台架上;2. 连接液压系统:将液压系统连接到被测试元件上;3. 测试流量:通过流量计测量出流量Q;4. 测试压力差:通过压力传感器测量出入口处和出口处的压力差ΔP;5. 计算平均速度v=Q/A;6. 计算雷诺数Re=vD/ν;7. 确定摩擦系数f,可以通过查表或者使用计算公式计算得到;8. 计算孔道摩擦阻力系数K=fL/D。
六、试验注意事项在进行孔道摩阻试验时需要注意以下事项:1. 确保被测试元件的清洁度,避免杂质对试验结果产生影响;2. 严格按照操作步骤进行,避免误操作导致试验失败;3. 注意安全,避免液压系统泄漏或者爆炸等危险情况发生。
七、试验结果分析通过孔道摩阻试验得到的结果可以用于评估被测试元件的流动通畅情况及其对液流的阻力。
如果孔道摩擦阻力系数较大,则说明被测试元件内部存在较大的流动阻力,需要进行优化设计或更换元件。
预应力混凝土梁桥孔道摩阻试验测试研究
预应力混凝土梁桥孔道摩阻试验测试研究作者:曹利来源:《科技创新导报》 2013年第6期曹利(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中图分类号:U448.35文献标识码:A文章编号:1674-098X(2013)02(c)-0-05预应力张拉是后张法预应力混凝土梁施工的关键工序之一,施工过程中如何准确将设计张拉力施加于梁体将直接影响梁的耐久性、安全性、刚度及矢拱高度。
其中孔道摩阻损失是引起梁体预应力损失的主要因素之一。
由于施工水平差异和施工过程的诸多不确定因素,张拉前应对重要的梁部结构进行孔道摩阻现场测试,并根据测试结果对张拉力进行调整,将设计张拉力准确有效施加至梁体。
孔道摩阻试验用于确定预应力损失,包括预应力管道的孔道摩阻损失、锚固回缩损失、锚圈口摩阻损失、喇叭口损失,实测梁桥的预应力损失对确定预应力的初始张拉力、为持荷时间提供科学依据,为验证设计数据和实桥施工提供有力支持。
1 试验方法《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》(TB10002.3-2005)(以下简称)附录L孔道摩阻试验和《公路桥涵施工技术规范》(JTJ 041-2000)附录G-9预应力损失的测定均规定了孔道摩阻损失测定的方法。
比较而言铁路规范试验过程较为详尽,但其试验过程可操作性难度较大,计算方法有待改进,该文就此问题展开,就目前通用的试验过程和数据处理方法做较为详尽的叙述[1-3]。
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。
预应力孔道摩阻损失试验研究
线 的夹 角之 和 ( d ; r ) a
— —
从 张拉 端 至 计 算截 面 的管 道 长度 ,可
近 似取该 管道 在构 件纵 轴上 的投 影长度 ( ) I ; n , l 一
— —
预应 力钢束 与 管道壁 的摩 擦系 数 ;
管 道 每米局 部偏 差对 摩擦 的影 响系数 。
根 据 图2 3 示 的测试 原 理 。设 张拉 端 传感 器 —所
复加载 。
本 文 以某 城 际轨道 连续 梁 特 大桥 ( 径 为5 m+ 跨 7 10 + 7 为工程 背景 ,对 1 梁段 浇 筑完 毕后 进行 0 m 5 m) #
孔 道摩 阻测 试 。纵 向预应力 钢束 规格 为 ̄1 . ,锚 b 52 i 4
下 控 制 张 拉 应 力 O 07 = 3 92 a V= . c 13 .MP , 代 表 钢
现 场 实 测 由 实测 偏 差 偏 差
为张拉端 实测 应变 值 ;
根据表2 1 — 可得 ,孑 道 偏 差 系数 k 00 3 ,将 L =. 2 0
编号
伸 长 量
A mm) L(
伸 长量 计 算 的伸 长 量 I =
。mm) (
4 . 60 4 . 41 3 . 46
摩 阻力 与锚 下控 制应 力 的 比值 ,见 表2 3 —。 阻力 比直线 束T 大得 多 。这 是 由于腹 板束 空 间 曲线 2
/ \
谭计揍转压宾 数
沥青混合料性
响研究
何 宪 礼 ,王 火 明 ,王 惠斌,
( . 北 鄂 东长 江公 路 大 桥 有 限公 司 ,湖 北 黄 石 4 5 0 ;2重 庆 交 通 科 研 设计 院 ,重 庆 4 0 6 ; 1湖 302 . 0 0 7
点头特大桥孔道摩阻的试验研究
式 中 z 0 别为 张拉端 至 固定 端力 筋束长 和空 间 和 分 包角 ( 为书写简便起见 ,仍用 0 代替 0 。若该力筋 ) 束为直线布置 ,即 0=0 ,则 可 由式 ( ) 直接得 到 k 4 I( ) l n 1一 / ;若该力 筋束 为曲线 布置 ,则须借助 于两根 以上力筋束 的测试结果利用最d Z 乘 法计算得 '- , NV 道摩阻系数 和偏差 系数 . f L j } 。 试验存在误差 是不可 避免 的。假 定式 ( ) 的误 4
起 ,则 =0。
( )铁道部 20 4 0 6年在武 汉天 心洲 大桥召 开 的桥 梁观摩会议精神 。
2 试 验 方 法 与 原 理 2 1 试 验 方 法 .
由式 ( )可知 ,在预施 应力 过 程 中,离 张拉 端 1 处因孔道摩 阻而损失的力筋束 内力值为 F =F [ A 1一e( ㈨]=/ - 3 F () 3 式中 F 为张拉力 ; A 卢为摩阻损失率 , =1一e 制 卢 当采用 一端 张拉一端 固定 的方法来 测定参 数 肛和 k时 ,式 ( )则可写为 3
0 = 包 () 2
( )《 2 铁路桥涵钢筋混凝 土 和预应力混凝 土结 构 设计规范》 ( B10 2 3 2 0 ) T 0 0 . — 0 5 。
( )温福铁路点头特大桥施工 图。 3
式中 O为力筋束竖 向平 面内的弯起 角 ; 为该力 筋 / 束水 平面 内弯起 角 ,若该 力 筋束 仅 在竖 向平 面 内弯
・
9 2・
全 国中文核心期刊
路基工程
20 年第 6期 ( 08 总第 11期) 4
点 头 特 大 桥 孑 道 摩 阻 的试 验研 究 L
齐春 峰
( 中铁 十五局集 团 河南 洛阳 4 11 ) 7 0 3
预应力箱梁孔道摩阻试验方法与分析
p O + k l = l n ( P1 / P 2 )= c ; 即u e i + k 1 i — c i = O;
但 是 由于 测 试 过 程 中不 可 避 免 会 存在 一 定 的 误 差 ,故 上
、
摩 阻 试 验 目 的
预 应 力摩 阻 由管 道 摩 阻 、锚 口摩 阻及 喇 叭 口摩 阻 三 部 分 组 成 。摩 阻试 验 的 主 要 目 的一 是 用来 检 验 设 计 参 数 的 取 值 是 否 合 理 ,避 免 预 加 应 力 过 大 或过 小 ,给桥 梁 结 构 带 来 安 全 隐 患 ; 二是 为 现 场 施 工 控 制 提 供 科 学依 据 ,以 便 准 确 计 算 张 拉
二 、 摩 阻 试验 测试 原理
当 v / O, v /= O,Y取 得 最 小 值 ,
由以 上 两 式得 到 :
r
‘
H
指在 张 拉 过 程 中 ,预 应 力 筋 由于 管 道 弯 曲及 自身 重 力 等 原 因 与 预 应 力 管 道 壁 之 间 有 垂直 的 作 用 力 , 当二 者 发 生相 对 位 移 时 产 生 了反 向摩 擦 力 ,这 便 是 管 道 摩 阻 , 由管 道 摩 阻 所 产 生 的应 力 损 失 为 :o L = o c o n[ 1 一 e 一( e 十 t ) ( )], 在 公 式 的 两 边 同乘 以 预 应 力 钢 绞 线 的有 效 面 积 可 以 得 到 :P1 一 P 2 = P 1
道 ,且 不 同类 型 的管 道 数 n≥2 。
对公式 P 2 = P 1 e 一( g O + k 1 )两 边 取 对 数 可 得 到 :
使桥面 的平整度 欠佳 ,严重影响行车 的舒适性 ,甚 至存在重 大安全 隐患。所以通 过摩阻试验测定相 关的系数来 验证设计
孔道摩阻试验
第五章孔道摩阻试验5.1 孔道摩阻系数μ的测定方法5.1.1 概述本桥索塔采用的U形预应力束设计有两个特点,一是孔道曲率半径小,二是采用塑料波纹管进行管道成型。
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。
因此,对本桥索塔的孔道摩阻系数进行实测研究是非常必要的。
为研究塔身U形预应力钢绞线两端张拉时的孔道摩阻损失,本次试验利用索塔节段模型进行了全U形孔道一端张拉时的摩阻测定。
孔道摩阻测试的基本步骤为:在预应力筋的两端各装一台千斤顶。
测试时首先将固定端千斤顶的油缸拉出少许,并将回油阀关死。
然后开动张拉端千斤顶进行张拉,当张拉端压力表达到预定的张拉力时,读出固定端压力表读数并换算成张拉力。
两端张拉力之差即为该孔道的摩阻损失。
试验前,对油表与千斤顶进行了配套(主动、被动)标定。
其中一套标定报告可见附录1。
试验中,记主动端的张拉力值为P1,被动端的力值为P2,则:()μθ-+=kxPPe(5.1.1-1)12式中, μ —— 预应力孔道摩阻系数; k —— 预应力孔道每米局部偏差对摩阻的影响系数;x —— 从张拉端至计算截面孔道长度,m ;θ —— 从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线夹角之和,rad 。
由此可见,对于试件,上述公式中有两个未知数,即μ和k 。
5.1.2 孔道摩阻系数μ的测定方法1本次试验中,索塔U 形束采用的均是同一种线形,即采用的θ、x 均相同,因此摩阻试验时虽然张拉了5束,但并没有得到5个独立的方程组成的方程组来求解两个未知数μ和k 。
重庆鱼洞长江大桥预应力孔道摩阻检测与分析
重庆鱼洞长江大桥预应力孔道摩阻检测与分析本文阐述预应力孔道摩阻检测原理,并结合重庆鱼洞长江大桥设计应力及孔道安装工艺特征,对主桥14#T构上游幅边腹板预应力束的孔道摩擦系数K和μ值进行分析,对影响摩擦系数的因素进行了探讨。
标签:预应力;孔道;摩阻;检测一、工程概况预应力张拉是后张法预应力混凝土梁一道极为重要的工序,在后张法预应力混凝土梁施工过程中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、预应力筋松弛、锚头变形及预应力筋回缩、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,张拉前应对重要的梁部结构进行管道摩阻现场测试,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。
重庆鱼洞长江大桥横跨长江,连接大渡口区和巴南区,全桥1541.6米,桥跨布置为6×40m+6×40m连续箱梁(北岸引桥)+145.32m+2×260m+145.32m(主桥连续刚构)+6×40m连续箱梁(南岸引桥)。
横桥向为并列双幅,每幅均为单箱双室箱梁。
单幅箱梁顶板宽20.3m,底板宽12.9m。
主桥梁根部高15.1m,跨中梁高4.6m;引桥梁高2.5m。
现对鱼洞长江大桥正桥14#T构的10号节段束进行孔道摩阻检测,根据图纸,本次检测选定的预应力束相关参数如下表所示。
表1-1 检测预应力钢束测试参数束号长度(m)竖弯角(°)平弯角(°)夹角之和(rad)上游方向F10a 74.814 40 4×2.1 0.84474下游方向F10a 74.814 40 4×2.1 0.84474上游方向F10b 73.058 0 4×6.419 0.44813下游方向F10b 73.058 0 4×6.419 0.44813钢绞线采用宁夏恒力钢丝绳预应力股份有限公司生产,钢束为24×Φ15.2低松弛预应力,设计控制力为4562kN,波纹管采用Φ127金属波纹管,该预应力束设计采用两端张拉。
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:
孔道摩阻试验
第五章孔道摩阻试验5.1 孔道摩阻系数μ的测定方法5.1.1 概述本桥索塔采用的U形预应力束设计有两个特点,一是孔道曲率半径小,二是采用塑料波纹管进行管道成型。
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。
因此,对本桥索塔的孔道摩阻系数进行实测研究是非常必要的。
为研究塔身U形预应力钢绞线两端张拉时的孔道摩阻损失,本次试验利用索塔节段模型进行了全U形孔道一端张拉时的摩阻测定。
孔道摩阻测试的基本步骤为:在预应力筋的两端各装一台千斤顶。
测试时首先将固定端千斤顶的油缸拉出少许,并将回油阀关死。
然后开动张拉端千斤顶进行张拉,当张拉端压力表达到预定的张拉力时,读出固定端压力表读数并换算成张拉力。
两端张拉力之差即为该孔道的摩阻损失。
试验前,对油表与千斤顶进行了配套(主动、被动)标定。
其中一套标定报告可见附录1。
试验中,记主动端的张拉力值为P1,被动端的力值为P2,则:()μθ-+=kxPPe(5.1.1-1)12式中, μ —— 预应力孔道摩阻系数; k —— 预应力孔道每米局部偏差对摩阻的影响系数;x —— 从张拉端至计算截面孔道长度,m ;θ —— 从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线夹角之和,rad 。
由此可见,对于试件,上述公式中有两个未知数,即μ和k 。
5.1.2 孔道摩阻系数μ的测定方法1本次试验中,索塔U 形束采用的均是同一种线形,即采用的θ、x 均相同,因此摩阻试验时虽然张拉了5束,但并没有得到5个独立的方程组成的方程组来求解两个未知数μ和k 。
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简述孔道摩阻试验方法与研究
摘要:介绍桥梁预应力摩阻试验内容和方法,提出了以往预应力摩阻试验方法中存在的问题,针对问题从摩阻试验的测试技术上进行改进,使得桥梁预应力摩阻试验方法更具实际、合理。
通过现场实践验证,其可操作性甚佳、具有较高的测试精度。
总结了现场试验的一些经验和体会。
关键词:桥梁预应力控制张拉力摩阻损失
1 前言: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。
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。
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。
试验的方法和测试的技术是获取高精度试验数据的手段。
而在以往的实践中,试验方法及技术的实操难以实现,数据准确性难以保证。
可见,在管道摩阻损失试验中,改进试验方法和测试技术,是提高试验精度,减少测试误差的有效途径。
本文就是针对桥梁的摩阻试验,阐述了现场试验方法,对桥梁预应力管道摩阻损失试验方法进行改进,使试验方法更趋实际、合理、准确。
同时,文章还总结了本课题组现场试验的一些做法和经验,可为同行提供借鉴和参考。
2 试验内容和方法
2.1试验方案
预应力摩阻损失包含:管道摩阻损失、喇叭口损失、锚具摩阻损失和工具锚损失等。
为了得到预应力管道摩阻损失,就必须剔除喇叭口、锚具和工具锚摩阻损失。
进行现场试验,获取现场张拉预应力摩阻损失。
试验与实际预应力张拉的工况一样采用液压千斤顶加力,预应力摩阻损失量为主动、被动端斤顶的力差,所不同是张拉时喇叭口处的工作锚板不装夹片。
喇叭口摩阻损失量可通过另做试验取得;厂家成型生产锚具可提供锚具摩阻损失率。
本项目预应力摩阻损失试验所用的张拉设备与现场施工时使用的张拉设备完全一致,仅是对长管道而采用多个千斤顶。
为保证试验数据的精度,测定张拉力的系统由张拉千斤顶(YCW400型千斤顶)、压力传感器、游标卡尺。
2.2试验方法
(1)将经标定的压力传器与千斤顶安装在需试验的孔道上。
将千斤顶与电
动油泵串接,并装上相应的压力表,然后调试是否正常运行并对千斤顶进行排空。
被动端千斤顶主缸进油空顶10cm关闭,两端预应力钢束均匀楔紧于张拉千斤顶上。
两端装置对中。
(2)主动端千斤顶进油张拉至张拉控制应力的10%做为初张拉应力,记录两端读数(油压表压力、压力传感器和千斤顶活塞伸长值)。
(3)主动端千斤顶进油张拉,另一端封闭。
以油压表压力从初张拉应力到张拉控制应力分5级逐级增压张拉。
每级持载时间为2min,最后一级持载时间为5min。
每级张拉时均记录两端读数(油压表压力、压力传感器和千斤顶活塞伸长值)。
(4)当千斤顶张拉到设计张拉力值时,逐渐回油到0,再重复逐级张拉一次,并记录各级读数。
之后将主、被动端互换,调整工作状态重复上述张拉过程。
试验布置见下图
3 孔道摩阻系数的分析
3.1所有试验的孔道中如有直线孔道,先进行直线孔道摩阻试验,按
σn=σk[1-e-(μθ+kx)]公式θ为零时求得孔道偏差系数k值。
再进行与直线孔道同样工艺及施工条件带有曲线孔道的摩阻力试验,并以上项k值代入上式求得孔道摩阻系数μ值。
3.2如所有试验的孔道均为曲线孔道时按下式计算孔道摩阻系数和孔道偏差系数。
式中:yi为第i管道对应的-ln(P2/P1)值(P1为主动端力值,p2为被动端力值),li为第i个管道对应的预应力筋空间曲线长度,θi为第i个管道对应的预应力筋空间曲线包角(rad),n为实测的管道数目。
解方程组得孔道偏差系数k及孔道摩阻系数μ值。
4 摩阻试验注意事项
(1)被动端不能安装工作锚。
(2)限位板两面的槽深不同,一侧为6.5mm,另一侧为7.5mm,适用于不同的钢绞线类型,一侧为1860MPa,另一侧为1650MPa。
注意安装面。
(3)千斤顶安装时,要注意油缸的方向,应使油缸向外便于侧伸长值。
(4)千斤顶和传感器标定时应采用同一压力机标定,以消除千斤顶和传感器的标定系统误差。
标定时要有初读数、标到额定荷载后要缓慢回零,并记下回零读数。
当三次的读数差别较大或有两次差别不大而与另一次差别较大、或逐次增大时,应标第四次。
应变仪AC、BD接头可互换。
(5)试验前检查压力表指针是否在零读数位置。
(6)千斤顶行程要留20mm,这一段一般不成线性。
两端千斤顶预先伸长一部分以便退锚。
(7)读数根据加载表每级都读,注意应记录初始、σK、持荷、锚固、回零几个状态的读数。
有关数据应由技术人员负责读取。
由于加压时压力表有振动,节流阀密实性的影响,操作人员的控制误差,实际读数与计算值有误差,此时压力表数据必须读实际达到的压力值,并且不得靠回油来调整压力值。
(8)张拉工艺:OVM锚具不能超张拉,张拉中应观察钢绞线是否有滑丝。
(9)由于实际张拉为两端张拉,而试验为一端张拉,因此千斤顶行程可能不够。
可采用两种方法,一是倒顶,二是张拉端串联两台顶。
(10)试验中应及时处理数据,发现数据反常则增加试验次数。
每做完一束均要计算实测伸长值、理论伸长值并校核误差。
(11).锚具回缩值的测定:在OVM锚体系下,原定通过测工具锚夹片回缩值的方法不正确,原因是传力锚固时,钢绞线与夹片有相对滑移,夹片回缩值不等于钢绞线回缩值。
(12)钢束弯起角指其圆心角,等于弧长除以半径。
(13)钢束回缩值和锚固前后的应力损失值不存在对应关系。
因为锚固后由于千斤顶内摩阻的影响,锚外钢束实际还有荷载;传力锚固时钢束停止滑移时的长度和对应张拉力无法测出;孔道内钢束回缩受反向摩阻的影响,存在一个应力不动点,实际参与回缩的钢束实际长度小于其工作长度。
(14)一定要将千斤顶和传感器系统标定,以消除系统误差。
(15)试验时要及时松倒,确保各部位受力顺畅。
5 经验与体会
在探究桥梁预应力摩阻试验方法中,本项目经历过成功和失败,总结一些实践中的经验和体会,可为同行借鉴:
1)试验前,应认真调整各器具件(千斤顶、锚具、预制喇叭口混凝土件等)与管道中心线重合,
确保张拉为同轴心受力,工作锚不装工作夹片,工具锚安装工具夹片应涂有脱摸油。
2)采用千斤顶串联组方式,应尽量选用同型号规格的千斤顶。
试验前,主、被动端千斤顶与测力系统的“校准”要采用串联、同步地进行。
3)试验时,控制好加油阀,加载速度应缓慢、均匀。
如有异常,应立即停止加载,查明原因,确认无问题,方可继续试验。
4)一般情况下,试验加载中途不宜停止,应尽可能一次张拉到试验要求的最大荷载。
否则,会出现主动端荷载减小,而被动端荷载增加的现象以及预应力筋回缩引起的误差等。
5)试验表明,随着对同一管道的摩阻试验次数的增加,管道摩阻损失略有所降低。
原因是预应力筋在管道中经过几次来回“走动”,使得二者之间的接触面逐渐光滑引起的摩阻有所减小所致
结语:本文提出了桥梁预应力管道摩阻损失试验的一种方法,与以往的试验方法不同之处:第一,千斤顶的“校准”采用串联的方式,解决了主动端与被动端千斤顶同步“正向”测力差异的问题;第二,试验采用主动端串联多个千斤顶,实现一次连续性加载可以完成试验,消除了分级、间断张拉或多次重复“倒顶”造成反向张拉所引起误差的问题。
注:本章论文的所有图表及公式以PDF形式查看。