预应力数控张拉工程锚口摩阻损失测试、摩阻损失试验、锚固回缩量测试

附录六 锚口摩阻损失测试

1 试验步骤和方法

（1）根据装置布置图2在已浇好的梁段上安装数控千斤顶、锚具（注：不安装工作夹片）。固定端千斤顶的缸体应预先进油伸长50~100mm ，确保可测试出固定端压力，并在测试完成后，方便张拉和锚固系统的拆除。

（2）张拉设备开机，输入张拉力目标值，并设定分级，分两级，20%和100%并设定持荷时间t （1min~5min ）。

（3）两端同时进油张拉至20%级数，固定端数控千斤顶关闭进出口油管，张拉端数控千斤顶继续进油张拉至张拉力目标值，并持荷到设定时间，采集张拉端数控千斤顶持荷结束时力值读数，同时采集固定端数控千斤顶力值读数；持荷结束后，张拉端数控千斤顶和固定端数控千斤顶同时回油至零。

（4）重复步骤（1）~（3），共进行三次张拉测试，取三次张拉试验的平均值为该锚具的锚口摩阻损失率。

（5）更换锚具，重复步骤（1）~（4），得出第二个锚具的锚口摩阻损失率；取两个锚具的平均值为试验结果。

图2 锚口摩阻损失测试装置图

2 数据处理方法

（1）第一个锚具三次试验主动端数控千斤顶力值数据分别为，，，固定端数控千斤顶的力值数据分别为，，。

（2）第二个锚具三次试验主动端数控千斤顶力值10s 数据平均值分别为'

11P ，'

12P ，'

13P ，

固定端数控千斤顶的力值10s 数据平均值分别为'21P ，'22P ，'

23P 。

'''

112111

'11100%P P P δ−=⨯ ''

'1222

12'12100%P P P δ−=⨯ '''132313'

13100%P P P δ−=⨯

11P 12P 13P 21P 22P 23P 1121

1111

100%P P P δ−=

⨯12221212100%P P P δ−=⨯132********%P P P δ−=⨯111213

13

δδδδ++=

''''

111213

13

δδδδ++=

则锚口摩阻损失'

11

12

δδδ+=

3 参数设定

输入参数：

（1）梁编号，预应力筋编号；

（2）张拉目标值，张拉分级及持荷时间t （1min~5min ）； 采集参数：

（1）第一个锚具三次试验主动端数控千斤顶力值数据分别为，，，固定端数控千斤顶的力值数据分别为，，；

（2）第二个锚具三次试验主动端数控千斤顶力值数据分别为'11P ，'12P ，'

13P ，

固定端数控千斤顶的力值数据分别为'21P ，'22P ，'

23P 。 输出参数： 锚口摩阻损失1δ

'

11

12

δδδ+=

其中：

'''

112111

'11100%P P P δ−=⨯ ''

'1222

12'12100%P P P δ−=⨯ '''132313'

13

100%P P P δ−=⨯ ''''

111213

13

δδδδ++=

11P 12P 13P 21P 22P 23P 1121

1111

100%P P P δ−=

⨯12221212100%P P P δ−=⨯132********%P P P δ−=⨯111213

13

δδδδ++=

附录七 摩阻损失试验

摩擦系数测试方法

1 试验步骤和方法

（1）根据装置布置图1在已浇好的梁段上安装数控千斤顶、锚具（注：不安装工作夹片）。固定端千斤顶的缸体应预先进油伸长50~100mm ，确保可测试出固定端压力，并在测试完成后，方便张拉和锚固系统的拆除。

（2）张拉设备开机，输入张拉力目标值，并设定分级，分两级，20%和100%并设定持荷时间t （1min~5min ）。

（3）两端同时进油张拉至20%级数，固定端数控千斤顶关闭进出口油管，张拉端数控千斤顶继续进油张拉至张拉力目标值，并持荷到设定时间，采集张拉端数控千斤顶持荷结束时力值读数，同时采集固定端数控千斤顶力值读数；持荷结束后，张拉端数控千斤顶和固定端数控千斤顶同时回油至零。

（4）重复步骤（1）~（3），共进行n （1或3）次测试；

（5）更换不同线形的孔道重复以上步骤1~4，至少保证测试两个不同的线性孔道。

图1 孔道摩阻损失测试装置图

2 数据处理方法 （1）计算原理

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[1]kx l con e

μθσσ−+=− （2.1） 式中：

con σ——预应力筋锚下的张拉控制应力（MPa ）；

θ——从张拉端至计算截面曲线管道部分切线的夹角之和（rad ）

； x ——从张拉端至计算截面的孔道长度，可近似取该孔道在构件纵轴上的投影长度（m ）；

μ——预应力钢束与管道壁的摩擦系数；

k ——管道每米局部偏差对摩擦的影响系数。

根据图1的测试原理，设张拉端力值读数为P 1，锚固端力值读数为P 2，此时为管道长度l ，θ为管道全长的总曲线包角，则（2.1）式可写为：

()

21[1]kx P P e

μθ−+=− （2.2） 对上式两边取对数得：

12ln(/)kl P P c μθ+== （2.3） 一般情况下，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µ和k 变异。由于设计和实际施工存在差异，故不可避免的产生误差，假设误差为∆，即：

kl c μθ+−=∆ （2.4） 若有n 束预应力钢束，则：

i i i i kl c μθ+−=∆ （2.5） 利用最小二乘法原理，全部预应力钢束误差的平方和为：

22

()i i i i F kl c μθ=∑∆=∑+− （2.6）

欲使试验误差最小，应使

0,0F F k

μ∂∂==∂∂ （2.7） 由式（2.7）对式（2.6）求导，并整理得：

22

i i i i i

i i i i i k l c l k l c l μθθθμθ⎧∑+∑=∑⎪⎨∑+∑=∑⎪⎩

（2.8） 根据式（2.8）可求得参数µ和k

22222222()()()()()()()()()()()()()()i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i c l l c l l l c l l c k l l θθμθθθθθθθ⎧∑∑−∑∑=

⎪∑∑−∑⎪

⎨∑∑−∑∑⎪=⎪∑∑−∑⎩

（2.9）

（2）数据处理

对某一孔道而言，该孔道的长为l i ，张拉端至固定端管道部分切线的夹角之和为i θ，n 次

试验100%级数时张拉端数控千斤顶持荷结束时力值读数分别为N 1j （1≤j≤n ）,100%级数时固定端数控千斤顶持荷结束时力值读数分别为N 2j （1≤j≤n ）则：

2ln(/)(1)i j lj j c N N j n =≤≤

则该线形孔道1

1n

i i j j c c n ==∑。

统计试验数据，得出摩擦系数k 和局部偏差系数µ：

22222222()()()()()()()()()()()()()()i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i c l l c l l l c l l c k l l θθμθθθθθθθ⎧∑∑−∑∑=

⎪∑∑−∑⎪

⎨∑∑−∑∑⎪=⎪∑∑−∑⎩

3 参数设定