预应力混凝土梁张拉摩擦阻力试验

(1)
式中 ΔL 应是扣除管道长度外的钢绞线束伸长值和两端夹片
回缩值后的理论伸长值 。另外根据张拉端拉力与实际伸长
值的回归可得 :
ΔL = b ×P1
(2)
式中 : b —实测伸长的回归值 。
联立 (1) 、(2) 式可得 : Ey = L (1 - e - (μθ+ KL ) / (μθ+ KL) bAy
在灰土垫层之上设置下部双曲体 ,在基础圈梁之下设置 上部双曲体 ,上下双曲体之间设置球体 ,上下双曲体及球体 材料均为 SFRC。本隔震体系具有限位装置 ,以防过大位移 发生 ,曲面体构造可自动复位 。在地震作用下 ,上部结构整 体平动 ,从而产生隔震效果 。采用本隔震体系 ,传到上部结 构的地震波只有 1Π10 ,具有显著的隔震效果 。在 10 度区 ,上
束编号 L (m)
(rad)
P2ΠP1 计算值 第一次 第二次
N1
741757 0187336 0163677 - 0172312 0171351 0171000
N2
741740 0187598 0163637 - 0172276 0167466 0169700
N3
741825 1171835 0151107 - 0161060 0163619 0165492
王志民等 :预应力混凝土梁张拉摩擦阻力试验
41
厂生产的 2500kN 穿心式压力传感器 (精度 015 %) ,钢绞线束 伸长量过钢直尺测量张拉端千斤顶伸长量并减掉夹片回缩 量来获得 。
预应力高架桥横断面示意图 (圆圈代表预应力钢绞线)
高架桥预应力筋立面示意图 (图中单位为 cm)
试验中采用一端张拉 ,12 - Φ15 预应力钢绞线从 220KN 拉力开始 ,分 8 级张拉至接近设计吨位 1900kN。对于每个管 道中的预应力钢绞线张拉伸长直 ,测量时主要读取下列内 容 :张拉端与固定端测力传感器读数 、张拉端千斤顶油缸伸 长量 、张拉端与固定端夹片回缩量 。
试验时采用的张拉设备与实际施工时相同 ,由于管道长 度达 75m ,应该采用两端张拉的方法 ,但是为了试验的要求 , 准确测出预应力中摩擦阻力的损失值 ,所以试验中采用单端 张拉的方法 。在主动端把两台千斤顶串联使用 ,以满足张拉 时过大的伸长量的要求 。测力传感器为上海华东电子仪器
经有机玻璃模型振动台试验 ,数据表明 ,本隔震体系可 阻断 9Π10 的地震波上传 ,传到上部结构的地震波只有 1Π10 , 在 10 度区 ,采用本隔震体系 ,上部结构不采取任何措施 ,即 可保证安全 。本隔震体已获国家专利权 。 412 多层砖房隔震体系
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 。为确保津滨快速轨道交通工程桥梁质 量 ,铁道科学研究院铁道建筑研究所于 2002 年 6 月 29 日对 A319 —A322 段 3 ×25Ma 型预应力混凝土连续箱梁的三种预 应力曲线管道 (3 束) 进行了管道摩阻测试 (整个三跨连续箱 梁有通长的预应力曲线管道 12 束 ,分上中下 3 排 ,横向分成 4 组 。这里对其中一组的上中下 3 束通长管道进行测试) 。 管道由Φ90mm 波纹管成型 ,预应力钢绞线束由 12 - Φ15 预 应力钢绞线组成 。 211 试验方法
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40 低 温 建 筑 技 术 2004 年第 1 期 (总第 97 期)
预应力混凝土梁张拉摩擦阻力试验
王志民 , 刘津明
(天津大学建筑工程学院 , 天津 300072)
【摘 要】 以天津市区至滨海新区快速轨道交通工程为实例 ,通过预应力张拉摩擦阻力试验 ,测定了预应力 混凝土结构中的管道摩擦阻力 。 【关键词】 快速交通轨道 ;预应力 ;摩擦阻力 ;徐变
参考文献
[1 ] 杜拱辰 1 现代预应力混凝土结构[ M]1 北京 :中国建筑工业出 版社 ,1988 ,91
[ 收稿日期 ] 2003 - 08 - 20 [ 作者简介 ] 王志民 (1976 - ) ,男 ,河南南乐人 ,硕士研究生 ,从
事结构工程研究工作 。
哈尔滨市寒地材料经销有限责任公司
天津市区至滨海新区快速轨道交通线路中 ,由于 88 %的 线路部分为高架桥 ,桥梁的上部结构又以预应力钢筋混凝土 结构为主 ,高架线路以无碴轨道为主 。对于无碴轨道线路 , 由于没有道碴来调节轨道的高程 ,所以 ,它的高程的可调节 性很小 。如果由于混凝土徐变 ,使得梁的上拱度 (徐变拱度) 超出了无碴轨道高程的可调节范围 ,将对轨道线路的平顺性 产生巨大的危害 。徐变拱度太大 ,也可能导致钢轨扣件破坏 失效 ,影响轨道的稳定性 。这些都是影响列车安全运营的巨
钢绞线束弹性模量和伸长值计算结果列于表 2 。
表 2
钢绞线的伸长量与弹性模量
预应力 计算伸长 实测回归 实测钢绞线束 实测伸长 束编号 值 3 (mm) b 值 弹性模量 ( ×105MPa) 值 (mm)
来自百度文库
N1
44616 011991592
1197
N2
46616 01196292
1193
N3
41311 011869360
[ 收稿日期 ] 2003 - 10 - 26 [ 作者简介 ] 宋天齐 (1943 - ) ,男 ,甘肃渭原人 ,教授 ,从事土木
工程高层与抗震研究与教学工作 。
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(1) 管道摩阻 :管道摩阻力由管道曲率效应和偏差效 应两部分组成 ,管道摩阻可按下面的理论计算公式计算 :
P2 = P1 ×e - (μθ+ KL) 式中 : P1 、P2 —分别为张拉端和固定端管道口钢绞线束拉
力; L 、θ—分别为管道总长度 (m) 和管道总弯起角 (rad) ; K、μ—分别为管道偏差系数和钢绞线束与管道壁之间
摩擦系数 。 P1 、P2 可由传感器测出 , L 、θ按设计值取用 ,因此按二 元线性回归即可求得 K 和μ,3 束管道长度 、管道弯起角 、P2Π P1 设计值和实测回归 P2ΠP1 列表 1 。 表 1 预应力管道的主要参数和摩擦阻力试验结果
预应力 管道长度 起弯角θ 按设计规范 P2ΠP1 实测回归值
大隐患 。预应力越大 ,徐变拱度越大 。所以对预应力混凝土 梁的徐变拱度进行控制是很重要的 。 2 预应力张拉摩擦阻力试验
摩擦损失是指预应力筋与周围接触的混凝土或套管之 间发生摩擦造成的应力损失 。在后张混凝土中 ,预应力筋通 常一端为固定端 ,另一端为张拉端 ,用千斤顶张拉 。当预应 力钢材受到张拉并与管壁接触时 ,就会引起摩擦力 ,结果使 固定端的拉应力小于千斤顶张拉端的应力 ,一般可通过超张 拉来予以补偿 。
向各界提供产品
本公司是由黑龙江省低温建筑科学研究所中间试验厂 发起设立的股分制企业 ,主要经营三大类产品 :
建筑 、筑路 、土工等试验仪器及设备 保温 、防水材料及建筑涂料 特种建筑材料 —AC、MLJ 建筑结构胶 、防水封闭胶 、
脱模剂
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公司地址 : 哈尔滨市南岗区清滨路 60 号 电 话 : (0451) 6335347 联 系 人 : 关明臣 董玉娟 文 婧
【中图分类号】 TU317 【文献标识码】 A 【文章编号】 100126864 (2004) 01 - 0040 - 02
1 工程概况
天津市区至滨海新区快速轨道交通工程是天津城市交 通重要组成部分 ,是目前全国最长的轻轨工程 。该工程一期 设计全长 451409km ,含高架桥和地面线 ,均为一次双线 ,本次 建成车站 15 个 ,预留车站 4 个 ,全线高架桥梁长度为 40km , 区间高架桥均采用现浇混凝土连续梁 。列车两动两拖编组 , 设计运行速度为 100kmΠh。
天津市区至滨海新区快速轨道交通工程桥梁徐变与变 形分析和长期观测的目的主要是为了通过理论分析与现场 试验观测掌握预应力钢筋混凝土桥梁的收缩与徐变的变形 特征及变化规律 ,正确估算与预测桥梁的徐变拱度 ,为设计 单位提供合理化建议 ,使得天津市区至滨海新区快速轨道交 通工程中的桥梁徐变拱度不超过规定限值 ,确保线路中的桥 梁耐久性 、安全性和平顺性的要求 ,并能提高整个轨道交通 工程列车运营的安全性 、旅客的乘坐舒适性 ,并能有效地减 轻整个轨道交通工程的养护 、维修工程量 。
试验中可以在预应力束张拉前分别在其固定端和张拉 端安装压力传感器 ,分级测试预应力束在张拉过程中固定端 和张拉端的荷载 (两个循环) ,并利用线性回归确定管道固定 端和张拉端的荷载比值 。由此可确定预应力钢筋应力及管 道摩阻系数 ,由于管道摩阻而产生的预应力损失等 。在测量 中同时测出预应力钢绞线束的伸长量 ,可以测量预应力束的 弹性模量 。 212 试验结果与分析
(2) 钢绞线束弹性模量平均值为 11953 ×105MPa ,实测 伸长值与理论计算伸长值大致接近 ,最大误差仅为 - 311 % , 符合设计误差控制在 ±6 %以内的要求 ,满足试验预期目的 。
(3) 实测跨中管道摩阻是很小的 ,试验数据表明 ,如果 在设计时管道摩阻按设计规范中规定的最小值取值 ,既按μ = 012 , K= 01002 取值 ,则实测跨中管道摩阻只比设计值大 015 % ,不用调整预应力张拉参数 。如果设计院所采用的管 道摩阻不是规范中给定的最小值 ,那么按设计院给定的参数 进行预应力张拉的话 ,箱梁在跨中的实际预应力比设计值要 大 ,但仍然在设计的容许范围之内 。
部结构不采取任何措施 ,即可保证安全 。 笔者发明的上述两种隔震体系 ,其优点概括如下 : 效果显著 :只有 1Π10 的地震波传到上部结构 。 施工简便 :一般土建公司即可自行施工 。 造价低廉 :与抗震结构相比 ,可节省全部抗震费用 。 不需维修 :在结构寿命期内 ,无维修更换问题 。 以上两种土建化的隔震体系 ,可供在实际工程中应用 。
1196
43811 43218 42118
注 : 3 计算伸长量的弹性模量按 11953 ×105MPa μ, 按 01002 取值 。 3 结语
(1) 津滨快速轨道交通工程 A319 - A322 段 3 ×25Ma 型预应力混凝土连续箱梁管道偏差系数 K = 0100369 ,摩阻系 数μ= 010513 ,表明管道形成工艺良好 。
根据第一次张拉结果 ,经回归可得三跨连续箱梁 K = 0100369 μ, = 010513 。从表 1 中还可以看出 ,管道摩擦阻力随
重复张拉次数的增加变化不大 。
(2) 预应力钢绞线束弹性模量和伸长值 :钢绞线束伸
长值ΔL 可由积分求得 ,其计算式为 :
ΔL = P1 ×L (1 - e - (μθ+ KL) ) Π(μθ+ KL) EyAy