预应力管道摩阻实验

第六章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讣算出来，因而其在拉控制应力作用下的伸长值也无法准确汁算。作为拉的控制条件，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•设讣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，后法预应力混凝上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，而施工中混凝上的质量、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《回族自治区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、中华人民国行业标准《公路桥涵施工技术规》(JTJ041-2000)；

2、人民交通《预应力技术及材料设备》(第二版)；

3、交通部公路科学研究院《回族自治区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、公路工程质量检测中心《压力传感器率立报告》。

6.3摩阻损失测试目的及方法

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》(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：

（1）图6-1中压力传感器的圆孔直径与锚板直径基本相等，如此可使预应力钢朿以直线形式穿过喇叭口和压力传感器，钢朿与二者没有接触，只是相当于将预应力钢束加长了，实验所测数拯仅包括管道摩阻力，保证了管道摩阻损失测试的正确性。

（2）预应力钢朿可正常使用：从喇叭口到压力传感器外端，钢束与二者没有接触，不会对这部分钢束造成损伤，即两个工作锚之间的钢朿没有损伤，可以正常使用。

实验测试的主要步骤如下：

⑴预应力钢束两端（甲乙）同时拉到一左数值（根据钢朿长、以及千斤顶

的油缸行程确定）;

（2）甲端封闭，乙端拉。拉时分级升压，直至拉控制应力（根据钢束长、

以及千斤顶的油缸行程确泄）。如此反复进行3次，取两端压力差的平均值；

⑶重复上述方法，但乙端封闭，甲端拉，取两端3次压力差的平均值；

⑷将上述两次压力差平均值再次平均，即为管道摩阻力的测泄值。然后代入相关公式计算摩阻系数。

6. 4摩阻损失测试

6. 4.1摩阻测试的对象

在做管道摩阻损失测试之前，应该对现场所使用的穿心式压力传感器进行标定，有关标定结果参考附件5-传感器法《压力传感器率泄报告》。

黄河公路大桥纵向预应力钢束的管道摩阻损失测试的对象为9#墩上2#、

3#、4#块中的1根纵向腹板钢朿，测试对象如表6-1,测试位置如图6-2所示。

图6-2孔道摩阻损失测试位置

6. 4. 2摩阻测试过程

以黄河公路大桥9号墩3号块箱梁腹板纵向预应力钢束F4为例阐述测试过程：

第一组：

（1）左侧为主动端，右侧为彼动端

步骤1：两端同时拉10%,左侧油表读数4.36MPa,右侧油表读数4.94MPa,此时左侧传感器读数（拉力）562.8kN,右侧传感器读数（拉力）为638.1 kN…

步骤2：右侧继续持荷，左侧继续拉到拉控制应力100%停止，此时主动端左侧油表读数

41.03MPa,被动端右侧油表读数32 MPa.此时左侧传感器读数（拉力）4463.9kN,右侧传感器读数（拉力）为3399kN：

步骤3：如此反复再进行2次，取两端3次压力差的平均值。

第二组：

（1）左侧为被动端，右侧为主动端

步骤1：两端同时拉10%,左侧油表读数4.36MPa,右侧汕表读数4.96MPa,此时左侧传感器读数（拉力）575.1 kN,右侧传感器读数（拉力）为624.5kN。

步骤2：左侧继续持荷，右侧继续拉到拉控制应力的100%停止，此时主动端右侧油表读数39.68MPa,被动端左侧油表读数31 MPa,此时右侧传感器读数（拉力）4359.9kN,左侧传感器读数（拉力）为3396.9kN：

步骤3如此反复再进行2次，取两端3次压力差的平均值。

643管道摩阻损失计算

1摩阻损失的计算公式

平而曲线和空间曲线力筋的管道摩阻损失的计算公式统一为：

6=6（ie（pf））（6-1）

式中：0为力筋拉端曲线的切线与计算截面曲线的切线之夹角，称为曲线包角：x为从拉端至汁算截面的管道长度，一般可取在水平而上的投影长度：M为力筋与管道壁之间的摩擦系数，k为考虑管道对其设计位置的偏差系数。

曲线包角的实用讣算以综合法的计算精度较好，其表达式为：

& = J 為 + 舛（6-2）

式中：0“为空间曲线在水平而投影的切线角之和：

Ov为空间曲线在圆柱面展开的竖向切线角之和：

2测试数据的处理方法

根据图1测试原理,设拉端压力传感器测试值为Nz ,被动端压力传感器测试值为Nb , 此时x为管道长度L, 0为管道全长的曲线包角，考虑式（6-1）两边同乘以预应力钢束的有效面积，则式（6-1）可写为：

心=（6-3）

两边取对数可得：

〃& + R/=ln（M/Nj=C （6-4）

（1）对于直朿，上式为:

kI = \MNJNb) = C(6-5)