预应力孔道摩擦损失试验方案.doc

预应力孔道摩擦损失试验方案一、概述该桥上部构造为现浇箱梁直线桥，全长234m，共三联，其中第二联为30353530130m四跨连续后张法连续箱梁，断面形式为单箱单室单箱双室，桥面宽24.5m，梁高1.8m，整体处于R1500m的竖曲线上，设计荷载为城市A级。第二联箱梁采用满堂支架支撑一次性浇注完成。该桥第二联预应力筋部分设计共3种编号45束，每束12根1860MPa级低应力松驰钢绞线，单束钢绞线贯通全联，单根钢绞线长约132m。第二联箱梁采用的是后张法预应力结构，要求预应力张拉前需要测定预应力孔道摩阻系数。现浇箱梁砼浇注于2006年11月29日2006年11月30日完成，预计2006年12月5日能达到90的设计强度，施工现场准备于2006年12月5日对第二联N1、N2、N3束预应力钢绞线的孔道摩阻进行了测试。二、试验标准和原理 试验根据公路桥涵施工技术规范（JTJ0412000）以及公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D622004）等的有关规定进行。试验装置如图1所示。 试验采用一端张拉（主动端）一端固定（被动端）的方式进行。根据在主动端施加张拉力在被动端不施加，根据力的平衡原理，两端的拉力之差即为孔道的预应力摩阻损失。根据理论推导得，对于后张法张拉时，预应力钢筋于管道壁之间的摩擦引起的预应力损失，计算如下：式中 预应力钢筋与管道壁之间的摩擦引起的预应力损失； 主动端预应力钢筋的张拉控制力； 预应力钢筋与管道壁的摩擦系数； 从张拉端至计算截面曲线管道部分切线的夹角之和（rad）; k管道每米局部偏差对摩擦的影响系数； x从张拉端至计算截面的管道长度。 这样，根据上述的试验装置和计算模型，可以得到预应力管道的摩阻系数。采用图1的试验装置，由于试验时间比较短暂及现场张拉的事实，试验测试结果可以忽略预应力损失的其它部分，如锚具变形，钢筋回缩和接缝压缩等引起的预应力损失、预应力钢筋与台座之间的温差引起的预应力损失、混凝土的弹性压缩引起的预应力损失、以及预应力钢筋的应力松弛和混凝土的收缩和徐变等引起的预应力损失。 本试验中的值根据梁的设计图纸查得为两端弯曲钢绞线夹角之和；k值根据设计规范取值，本工程采用的是预埋金属波纹管，取k0.0015；x值根据本试验装置取梁的长度，为130米。 根据上述的计算模型及其相应的参数取值结果，本试验目的在于确定孔道摩阻的管道壁摩擦系数，理论上，仅需要一组数据就可以得到。本次试验为了考虑试验误差等的影响，进行分级张拉进行，并多次进行。三、试验方法 试验根据上述原理采用图1的装置分级张拉进行，。目的在于消除试验的误差，剔除下一个不合理的试验结果。 1、主动端 由于试验主动端张拉千斤顶的行程不够，如果张拉到设计控制张拉力需要进行倒顶，这势必会导致一些不可避免的误差，故张拉力按不需倒顶时的最大可能张拉力控制。试验时根据标定的千斤顶及其压力表组成的张拉系统，由压力表的示值控制荷载的分级张拉。 2、被动端 被动端的千斤顶被动受力，随主动端分级张拉力记录下相应压力表读数，以便最后进行数据处理。 3、有关荷载的标定 传感器的标定方程为：y=0.96895.573 主动端的千斤顶编号为1，压力表号为2006.7.751，标定方程为：f(p)=45.239Pi11.172 被动端的千斤顶编号为2，压力表号为I30908.6，标定方程为：f(p)=45.537Pi1.8165 4、试验步骤 试验首先将被动端千斤顶张拉到5MPa后作为试验预见荷载，以后在主动端每级按7MPa的递增压力逐级施加，每级荷载约需5分钟，待两端荷载级钢绞线变形稳定后记录被动端压力表的读数，如此循环，直至加到张拉控制力为止。试验过程中控制被动端千斤顶的行程保持在一恒定值。 再将试验重复2次，取两端压力差的平均值。 主动端与被动端互换，按照上述方法重复一遍。 将上述两次压力差平均值再次平均，即为孔道摩阻力的测定值。 综合分析各级荷载作用下，两端的张拉力F1和F2，从而可计算得出实测孔道摩擦损失率A1、摩擦系数及理论计算孔道摩擦损失率A等。 实测孔道摩擦损失率计算公式A1100%摩擦系数的计算公式 理论计算孔道摩擦损失率 A%=100式中： F1主动端拉力（KN） F2被动端拉力（KN） k孔道局部偏差对摩擦影响的系数，k=0.0015（波纹管） 预应力筋曲线段所包的圆心角（rad） x预应力筋的总长，x=130m。四、试验结果 本次试验分别对N1、N2、N3束预应力钢筋进行，每束各试验了6次（各端均张拉3次）。为方便试验现场的操作及报告数据的整理，把梁的两端分成甲、乙端。N1束1、主动端为甲端时：表1：第一次张拉试验结果序号主动端压力表读数（MPa）经换算后主动端的拉力F1（KN）被动端的仪表读数F2（KN）经换算后被动端的拉力读数（KN）实测A1理论计算A12345678表2：第二次张拉试验结果序号主动端压力表读数（MPa）经换算后主动端的拉力F1（KN）被动端的仪表读数F2（KN）经换算后被动端的拉力读数（KN）实测A1理论计算A12345678表3：第三次张拉试验结果序号主动端压力表读数（MPa）经换算后主动端的拉力F1（KN）被动端的仪表读数F2（KN）经换算后被动端的拉力读数（KN）实测A1理论计算A12345678 2、主动端为乙端时表1：第一次张拉试验结果序号主动端压力表读数（MPa）经换算后主动端的拉力F1（KN）被动端的仪表读数F2（KN）经换算后被动端的拉力读数（KN）实测A1理论计算A12345678表2：第二次张拉试验结果序号主动端压力表读数（MPa）经换算后主动端的拉力F1（KN）被动端的仪表读数F2（KN）经换算后被动端的拉力读数（KN）实测A1理论计算A12345678表3：第三次张拉试验结果序号主动端压力表读数（MPa）经换算后主动端的拉力F1（KN）被动端的仪表读数F2（KN）经换算后被动端的拉力读数（KN）实测A1理论计算A12345678N2束1、主动端为甲端时：表1：第一次张拉试验结果序号主动端压力表读数（MPa）经换算后主动端的拉力F1（KN）被动端的仪表读数F2（KN）经换算后被动端的拉力读数（KN）实测A1理论计算A12345678表2：第二次张拉试验结果序号主动端压力表读数（MPa）经换算后主动端的拉力F1（KN）被动端的仪表读数F2（KN）经换算后被动端的拉力读数（KN）实测A1理论计算A12345678表3：第三次张拉试验结果序号主动端压力表读数（MPa）经换算后主动端的拉力F1（KN）被动端的仪表读数F2（KN）经换算后被动端的拉力读数（KN）实测A1理论计算A12345678 2、主动端为乙端时表1：第一次张拉试验结果序号主动端压力表读数（MPa）经换算后主动端的拉力F1（KN）被动端的仪表读数F2（KN）经换算后被动端的拉力读数（KN）实测A1理论计算A12345678表2：第二次张拉试验结果序号主动端压力表读数（MPa）经换算后主动端的拉力F1（KN）被动端的仪表读数F2（KN）经换算后被动端的拉力读数（KN）实测A1理论计算A12345678表3：第三次张拉试验结果序号主动端压力表读数（MPa）经换算后主动端的拉力F1（KN）被动端的仪表读数F2（KN）经换算后被动端的拉力读数（KN）实测A1理论计算A12345678N3束1、主动端为甲端时：表1：第一次张拉试验结果序号主动端压力表读数（MPa）经换算后主动端的拉力F1（KN）被动端的仪表读数F2（KN）经换算后被动端的拉力读数（KN）实测A1理论计算A12345678表2：第二次张拉试验结果序号主动端压力表读数（MPa）经换算后主动端的拉力F1（KN）被动端的仪表读数F2（KN）经换算后被动端的拉力读数（KN）实测A1理论计算A12345678表3：第三次张拉试验结果序号主动端压力表读数（MPa）经换算后主动端的拉力F1（KN）被动端的仪表读数F2（KN）经换算后被动端的拉力读数（KN）实测A1理论计算A12345678 2、主动端为乙端时表1：第一次张拉试验结果序号主动端压力表读数（MPa）经换算后主动端的拉力F1（KN）被动端的仪表读数F2（KN）经换算后被动端的拉力读数（KN）实测A1理论计算A12345678表2：第二次张拉试验结果序号主动端压力表读数（MPa）经换算后主动端的拉力F1（KN）被动端的仪表读数F2（KN）经换算后被动端的拉力读数（KN）实测A1理论计算A12345678表3：第三次张拉试验结果序号主动端压力表读数（MPa）经换算后主动端的拉力F1（KN）被动端的仪表读数F2（KN）经换算后被动端的拉力读数（KN）实测A1理论计算A12345678试验结果数据处理1、N1束 主动端为甲端时，三次平均值：A1 ， 主动端为乙端时，三次平均值：A1 ， 再次平均值：A1 ，2、N