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
∑ｚ ∑ｌ ＝ ｉ∑ ２
ｃ
控 制应力 的 比值也 可 以看 出 ，腹 板束 摩 阻损 失率 要
８
比直线束 摩 阻损失 率 大 。 ３ 钢 束 实测伸 长量 与理 论伸 长量
根 据 式 （ － 可 求 得 参 数 和ｋ 需 要 指 出 的 ２ ７） 。
是 ，由于 是 相互 耦联 的 ，故试 验 中必须 至少 测 和ｋ 试 两束 以上 的预应 力钢 束才 能计 算 出 和ｋ 。
（— ） ２ ５
表 ２ ３ 设 计 摩 阻 力， 测 摩 阻 力 与 实 测摩 阻 力， — 实 锚 下 控 制 应 力 计 算 表
钢 束 编 号 设计 摩 阻力 ／ 实测 摩 阻力 实 测 摩 阻 力 ／ 下 控 制 应 力 锚
利 用最 小二 乘法 原理 ，全 部预 应力 钢束 误 差 的
式中： （ ａ； ＭＰ ）
—— 预 应 力 筋 管 道 摩 阻 造 成 的应 力 损 失 预 应 力 钢 筋 锚 下 的 张 拉 控 制 应 力
～
一
一
（ ａ； ＭＰ ）
从 张拉 端 至 计 算 截 面 曲线 管 道 部 分切
图 ２ １ 测 试 束横 断 面位 置 示 意 图 —
（— ） ２ ３
般情 况 下 ，预应 力施 工采 用 一种 制 孔 方法 ，
这时 管道 质量 比较均 匀 ，可 以不考 虑摩 阻系数 和ｋ
变异 。 由于设计 和实 际施 工存在 差异 ，故 不 可避 免
会 产 生误差 ，假 设误差 为△，即 ：
ｐ ＋ ｌｃ ａ ． ｋ— ＝ Ｏ （－ ） ２ ４
注 ：１ 钢束 张拉端 和锚 固端粘贴应 变片的有效 长度 （ ；口 ３ ５ ｍ） 为从张拉端至 计算 截面 曲线管 道部分 切线 的夹 角之 和（ ｄ ； ｒ ） ａ
为锚固端实测应变值。
钢 束 原设 计
表 ２ ４ 预 应 力钢 筋设 计 伸 长 量 、实 测 伸 长 量 与 — 计 算 伸 长 量 比较 表
２３ 试 验 数 据 分 析 －
根 据 实测 的孔 道偏 差 系 数ｋ 孑 道摩 阻系 数 ， 和 Ｌ
当 加 载 至７ ％ｏ ０ － ，预 应 力 钢 束 的 理 论 伸 长 量 可 ￣时
由公 式 （ － ） 行计算 ，计 算结 果 如表２ ４ ２９进 — 所示 。
（－ ） ２ ９
１ 工 程 概 况
作为应 变 测试 的初始 值 ：
ｇ 试 验 时 ，被 测试 孑 道 的一端 为锚 固端 ，另一 ） Ｌ
端为 张拉端 。即只允 许在 被测 试孑 道 的一端 进行 张 Ｌ
拉：
ｈ 试验 过程 中若 发现 测试 数据 异常 或其 他 意外 ）
情 况 ，应立 即停 止加 载 ，待情况 查 明后 方可 重新 恢
对直 线 束Ｔ 按式 （ — ） ２ ２ ３ 计算 其 孔 道 偏差 系数ｋ 。 根 据 分 级 张 拉 荷 载 ｆ ５ ％ｏ 所 测 得 的 应 变 值 进 行 ｉ ０ － ｌ ｌ ￣ 计 算 ，Ｔ 束 测试结 果 见表２ １ ２ —。
表２ １ Ｔ 束 测试 结 果 — ２
钢 束 编号 ｌｍ） （ （ ｒｄ ａ）
包 角 较 大 引 起 的 ；腹 板 束 实 测 摩 阻力 远 大 于 直 线 束 ，说 明腹 板束摩 阻损 失率 比直线束 要 大 ，这 与工
程 实 际情 况 是一致 的。另外 ，由实测 摩 阻力 与锚 下
ｌ ＝ ０
由式 （— ） ２ ６ 对式 （ — ） 导 ，并 整理得 ： ２ ５求
钢 束 编 号 ｌｍ） （ （ ｔｚ ｔ ｅ ｒｄ ａ） ｌ ｎ （Ｎ） （Ｎ） （Ｊ Ｂ ｋ ｋ Ｆ Ｆ）
从 表２ ４ 以看 出 ： —可
ａ 直 线束Ｔ 根据 实测 的ｋ 计 算 的伸长 量△ ） ２ 、 与
Ｆ２ ｌ ． ３ ０ ７ ８ ３ ２ ２ ２ ５ ７ ８ ５１ ６ ２ ０ ２ ５ ０．４ ８３ ８ ． ６ ４ ３ ８． ９．６ ．４ ２ Ｆ ３ ３７ ０ ７ ８ ３ １ ２ ５ ０ ８ ８ ７ １ ０ ２ ４ Ｏ．５ ４ ０ １ ． ６ ８１ ７ ６．７ ０．６ ．１ １
道 ，每 个 孔 道 内选 择 两 根 预 应 力 钢 绞 线 作 为测 试 束 。测 试束 在箱 梁横 断面及 沿桥纵 向的位 置示 意 图
分 别为 图２ １ — 、图２ ２ —。
２ ２ 数 据 处 理 方 法 ．
由预应 力筋 管道摩 阻造 成 的应力 损失 ，一般按
下 列公 式进行 计 算 ： １ ＝ ＇ ［－ 一 ］ ９ Ｏ ｏ１ ｅ ＂ ｃ ｎ ｎ （－ ） ２ １
加 载 到设 计 张 拉 力 的 １ ％时 ，对应 变 片 进 行 调零 ， ０
被动 千斤 顶法 ；ｂ 粘 贴应 变 片测试 方 法 ；ｃ 压力 传 ） ）
感器测 试 方法 。本文 以某 城 际快 速 轨道交 通 工程 特 大桥 为工 程背景 ，采 用粘 贴应 变片测 试方 法 进行 测
试 ，以说 明摩 阻试验 的测 试原理 和方 法 。
平方 和 为 ：
∑△ ＝ ∑￣Ｏ ｋ。Ｃ ｉｌ ＋ 一）
欲使 试验 误差 最 小 ，应 使 ：
（－ ） ２ ６
Ｔ２
Ｆ ２
Hale Waihona Puke ０．８ ７６０．５ ６ ９
００ ３ ．５
０－ ０ ２１
｛ ０ Ｊ ：
（＿ ） ２ ７
Ｆ ４
０．７ ８８
０１６ ．７
数 。故按 张拉 至５ ％ 时测得的数据进行分析 。 ０ 曲线束 Ｆ ４ ２ 和Ｆ 的测 试结 果见 表２ ２ —。
表２ ２ Ｆ ４ 测 试 结 果 — ２ 、Ｆ 束
Ｔ ２ Ｆ２ Ｆ ４
４７ ４ ． ４ ． ７８ ３ ． ７１
注 ：根 据 设 计 文 件 ，钢 束 张 拉 伸 长 量 值 是 以 １ ％ 为 零 起 计 。 Ｏ
ａ 根 据试 验 布 置 图 （ — ） 装 应 变 片 、应 变 ） 图２ ３ 安
上式 等号 两边 取对 数得 ：
ｔ ＋ ｌｌ（ ／ ￣＝ ｚ ｋ＝ｎ Ｆ Ｆ） ｃ Ｏ
一
仪 、锚具 、锚 垫板 和千斤 顶 ；
ｂ 根 据张拉 分级 荷载 张拉 千斤 顶 ： ）
ｃ 当千斤 顶 张拉到 各级 分级 荷 载时 。进 行应 变 ）
．
筋 的抗 拉 强 度 标 准 值 ，预 应 力 孑 道 采 用 塑料 波 纹 Ｌ
管。 ２ 摩 阻试验 本 次 测试 时 ，在 ４ 墩２ 块 选 择 一 个 直 线 孑 道 ＃ ＃ Ｌ
图 ２ ３ 应变 片法 摩 阻试 验 仪 器 布 置 图 —
Ｔ 、一 个 曲线 孔 道Ｆ ４ 腹 板 束 ） 三 个 测试 孑 ２ ２ 和Ｆ （ 共 Ｌ
是腹 板束 在 曲线孔道 内并 非理 想平 顺 ； ｂ 由于实测 所得 的ｋ 与设计 值差 别 不大 ，故 ） 、
偏 差Ｉ 值较小 。 数
计 算 设 计 摩 阻力 与 实 测摩 阻力 的 比值 以及 实 测
从 表２ ３ 以看 出 ．腹板 束 Ｆ ４ 侧实 测 摩 —可 ２ 和Ｆ 外
ｌ＝ Ｌ △ Ｉ Ａｊ Ｌ 一
（ ｍｍ）
１２ ． ２６ ． ２１ ．
△ ｍｍ） 厶（
４ ． ７２ ４ ７ ６． ３ ７ ６．
（ ｍｍ）
－ ２ ０． —１ １ ． 一 ４ Ｏ．
直 线 束 Ｔ 与 曲线束 Ｆ Ｆ 组 合 ．求 出孔 道 摩 阻 系 ２ ２和 ４
Ｔ ２ １ － ８２ ０
式 中 ：△ Ｊ — 预应 力钢 筋理 论伸 长值 （ ｍ） ， — ｍ ： Ｐ ＿ 预应 力筋 张拉 端 的张拉 力 （ １ Ｎ；
Ａｌ 厂
１（ ｌ ｑ ）
预应 力筋 截 面面积 （ ｍ ） ｍ ； 预应力 筋 的弹性 模量 （ ａ； ＭＰ ）
现场实测伸长量△ 差 值 很 小 ，仅 为 １ ｒｍ，腹 板 ． ２ ａ
束 Ｆ ４ 据 实测 的ｋ 计 算 的伸长 量△ ２ 、Ｆ 根 、 与 现 场 根 据 试 验所 得 孔 道 偏 差 系数ｋ 和孔 道 摩 阻 系 数
，
实测 伸 长 量 差 值 分 别 为 ２ ｒ ．ａ ６ ｍ和２１ ． ｍｍ，误 差 为计 算 值 的５７ ．％，在设计 容许 误差 ± ％之 内 ，主要 原 因 ６
—
ｚ Ｐｃ －Ｂ ．
Ｆ ｚ
（ Ｎ） （ Ｎ） ｋ ｋ
Ｅ 厂
—
张 拉 端 到 计 算 截 面 的 空 间 束 筋 长 度
３１ ８ ３ ２９ ０ ５．６ ８ ． ２ ０ ０ ０９ ０００ ６ ８ ６ ０ ８ ．５ ． ３２
（ ｍ） ｍ ；
其余 符号 意义 同前 。
３广 东 省 长 大公 路 工程 有 限公 司 ．广 东 广 州 ５ １ ３ ） ． １ ４ １
摘 要 ：￣ ｘ Ｓｐ ｒａｅ 青 混合 料 的 设 计 ，探 讨 旋 转 压 实 次数 对 集 料 特 性要 求和 混合 料 路 用性 能 的 影 响 。研 究表 明 ：合 理 ｔ－ ｕ ｅ ｖ ＂ ｔ ｐ
力钢 束 与管 道壁 间 的摩擦 系 数 以及 管 道每 米 局 部 偏差 对摩 擦 的影 响 系数 关 。 有 预应 力孑 道 摩 阻试验 的测 试方 法 主要 有 ：ａ 主 Ｌ ）
骤ｂ ～ 骤ｄ 两次 ，即每组摩 阻试 验共 加载 两次 ； ）步 ）
ｆ为 消除 预应 力束 初 始变 形 的影 响 ，每 次测 试 ）
量测 ，记 录测试 数据 ；
ｄ 当张 拉 到分 级 荷 载 的最 大值 （ 计 张拉 力 的 ） 设
５ ％） ，张拉 千斤 顶 回油 ； ０ 时
ｅ 为消 除偶然 因素 所造 成 的误差 影 响 ．重 复 步 ）
若 有ｎ 预 应力钢 束 ，则 ： 束
ｔ ｉｋ ｆ ｚ ＋ ｌ ｃ △ Ｏ —＝
图２ ２ 测 试 束 沿 桥 纵 向 布 置 示 意 图 －
测试 值 为 ，锚 固端传 感器 测试 值 为 ，此时设 ｆ 为
管道 长度 ，０ 管道全 长 的 曲线 包角 ，则 有 ： 为
Ｆ＝ ｚ 一 Ｄ ｓＦ ｅ啦 （— ） ２ ２
２１ 试 验 步骤 及 方 法 ．
试验 步骤 及方 法具体 如下 ：