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
输入参数：
（1）梁编号，预应力筋编号，测试次数n ，测试孔道数m ； （2）测试孔道的工作长度l i （1≤i ≤m ），张拉端至固定端管道部分切线的夹角之和为i θ（1≤i ≤m ）； （3）张拉目标值，张拉分级及持荷时间t （1min~5min ）； 采集参数：
（1）m 个测试孔道,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 ）输出参数： 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⎧∑∑−∑∑=
⎪∑∑−∑⎪
⎨∑∑−∑∑⎪=⎪∑∑−∑⎩
其中：1
1n
i i j j c c n ==∑
12ln(/)(1)i j j j c N N j n =≤≤
变角张拉摩擦损失测试方法
1.试验步骤和方法
（1）根据装置布置图3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变角张拉摩擦损失率。

图3 变角张拉摩擦损失测试装置图
2、数据处理方法
1.预应力筋
2.工具锚(含夹片）
3.主动端数控千斤顶
4.变角装置
5.固定端数控千斤顶
6.限位板
7.工作锚
8.锚垫板
9.螺旋筋10.孔道
三级张拉主动端数控千斤顶的力值数据分别为，，，固定端数控千斤顶的力值数据分别为，，。

则变角张拉摩擦损失
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：
三级张拉主动端数控千斤顶的力值数据分别为，，，固定端数控千斤顶的力值数据分别为，，。

输出参数：
变角张拉摩擦损失2δ
其中：
11P 12P 13P 21P 22P 23P 1121
2111100%P P P δ−=
⨯1222
2212100%P P P δ−=
⨯1323
2313
100%P P P δ−=
⨯212223
23
δδδδ++=
11P 12P 13P 21P 22P 23P 212223
23
δδδδ++=
1121
2111100%P P P δ−=
⨯1222
2212100%P P P δ−=
⨯1323
2313
100%P P P δ−=
⨯
附录八 锚固回缩量测试
1 测量锚具回缩值可采用直接测量法或间接测量法。

试验时采用的锚具、张拉机具及附件应配套。

张拉控制力con N 宜取ptk ptk 0.7~0.8F F ，测力系统的不确定度不应大于2%。

2 直接量测法测量锚固回缩值，可根据张拉力–缸体位移曲线计算，步骤如下：
1 达到张拉控制力并持荷片刻，伸长稳定后记录张拉控制力con N 、张拉前测量数控千斤顶的初始长度l 1；
2 按既定步骤进行张拉，记录张拉全过程的张拉力–缸体位移曲线，如图8-1；
3 按下式计算张拉端的锚固回缩值：
con 1()
B p
C A p N l l E A l l l ∆=−−
+
（式附8-1）
式中：A l —— 安装空隙，等于图8-1中A 点的对应的横坐标值； B l —— 图8-1中B 点的对应的横坐标值； C l —— 图8-1中C 点的对应的横坐标值。

图8-1 张拉力–缸体位移曲线
4 多孔锚具应至少测量3根钢绞线，取其平均值；同一规格的锚具应测量3个，取其平均值作为该规格锚具的回缩值。

3 间接测量法应符合下列规定：
1 台座或构件的长度不应小于3m ，锚具、数控千斤顶、预应力筋应同轴平行（图8-2）；
2 张拉力达到控制力并持荷片刻后，记录张拉端数控千斤顶读数1P ；张拉端数控千斤顶完全回油后记录读数2P ；
3 锚具回缩值按下式计算：
12p p
()(30)P P L a E A −+=
（式附8-2）
式中：L —— 预应力筋在张拉端锚具和固定端锚具之间的长度（mm ）； 4 测力系统的不确定度不应大于2%；测量长度的量具，其标距的不确定度不应大于标距的0.2%；
5 同一规格的锚具应测量3个，取其平均值作为该规格锚具的回缩值。

图8-2 间接测量法试验装置
1.工具锚； 2、7.数控千斤顶； 3.张拉端锚具； 4、6.钢垫板；
5.试验台座；
8.固定端锚具；。