大连长兴岛铁路瓦房店至五岛段新建工程摩阻试验报告

1、大连长兴岛铁路瓦房店至五岛段新建工程DK7+031.74上行疏解特大桥（40+64+40）单线连续梁摩阻试验报告检测单位：兰州（交通大学）铁成工程检测有限公司日期： 年 月 日项目名称：合同编号： TCJC 201200X号报告编号： 兰铁检2012字第（ ）号检测日期： 年 月 日 至 年 月 日批 准：审 核 人：项目负责人：报告编写人：检测人员：检测单位：兰州（交通大学）铁成工程检测有限公司建设单位： 年 月 日公正性声明1. 本报告无计量认证CMA（章）无效；2. 本报告无检测机构专用章无效；3. 本报告无兰州铁成工程检测有限公司报告专用章无效；4.本报告无兰州铁成工程检测有限公司人员

2、签署无效；5.本报告发生文字涂改时无效；6.本报告复印无效；7.因施工单位所提供的相关原始资料有误所导致的检测结论不准确或错误时，本单位不承担相应的法律责任。8.甲方对本报告有异议时，须在收到报告15日之内提出。单位地址：甘肃省兰州市安宁区枣林路139号（兰州交通大学国家大学科技园）单位邮编： 730070联系电话:传 真:工程概况大连长兴岛铁路瓦房店至五岛段新建工程DK7+031.74上行疏解特大桥（40+64+40）m单线连续梁桥。梁体截面类型为单箱单室.斜腹板.变高度.变截面结构，挡碴墙内侧净宽4.5m，桥上人行道栏杆内侧净宽6.

3、6m，桥面总宽7.2m,中跨中部及边跨端部梁段为等高梁段，梁高为3m；中支点处梁高为5m，跨中3m直线段，边跨8.6m直线段，梁底下缘按二次抛物线变化。边支座中心线至梁端0.60m。梁体全长145.2m，计算跨度为40+64+40m,箱梁顶宽7.2m，底板宽4m到5m；顶板厚度除梁端为35cm，按折线变化，腹板厚度60-80cm,厚度按折线变化，底板厚4070cm。隔板处加厚，按折线变化，中支点处腹板局部加厚到130cm,端支点处腹板加厚到80cm,全联在端支点，中跨中及中支点处共设2个横隔板，横隔板处设有孔洞，以利检查人员通过。主梁为三向预应力结构，纵向预应力钢筋顶板采用1215.2，腹板采

4、用1515.2钢绞线，塑料波纹管成孔。应设计图纸要求，对大连长兴岛铁路瓦房店至五岛段新建工程DK7+031.74上行疏解特大桥（40+64+40）m预应力混凝土连续梁桥进行预应力摩阻试验。2 摩阻试验的必要性由于预应力筋过长或弯曲过多都会加大预应力筋的孔道摩阻损失，特别是弯曲多、弯曲半径小、弯曲角度较大的预应力筋，两端张拉时，中间段的有效预应力损失较大。实测资料表明：虽然孔道材质、力筋束种类以及张拉控制力相同，不同单位施工的梁所用的钢绞线与波纹管的实测孔道摩阻系数却大不相同，同一单位施工的不同孔道的摩阻系数也存在差异。作为张拉的控制条件，如果孔道有漏浆堵塞现象，若不校核伸长值，就会使有效预应力

5、达不到设计要求；另外，在施工过程中，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，设计伸长值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，测量预应力筋的摩阻力，是确保施工质量的有效措施。为解决孔道摩阻常规测试中存在的问题，保证测试数据的准确性，在本桥梁体孔道摩阻试验中，使用穿心式压力传感器测试张拉端和被动端的压力以代替千斤顶油压表读取数据的方法，提高了测试数据的可靠度与准确性，测试结果不受千斤顶油压表读数分辨率较低的影响；并在传感器外采用约束垫板的测试工艺，以保证张拉过程中压力传感器与张拉千斤顶对位准确。3 摩阻损失组成3.1 孔道摩阻损失后张梁张拉时，由于力筋与管道壁接

6、触并沿管道滑动而产生摩擦阻力，摩阻损失可分为弯道影响和管道走动影响两部分,理论上讲，直线管道无摩擦损失，但管道在施工时因震动等原因走动而变成波形，并非理想顺直，加之力筋因自重而下垂，力筋与管道实际上有接触，当有相对滑动时就会产生摩阻力，此项称为管道走动影响（或偏差影响、长度影响）。对于曲线管道，除了管道走动影响之外，还有力筋对管道内壁的径向压力所产生的摩阻力，该部分称为弯道影响。按照TB1002.3-2005 铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范，预应力钢束的摩阻损失按下式计算： （1）式中:张拉控制应力，；弯曲孔道端部切线交角，对于空间预应力束，空间包角情况下，采用如下近似方法计算：

7、 （2）式中：空间曲线在水平面上投影包角；空间曲线在竖向圆柱面的展开平面上投影包角；曲线分段。孔道长度，m；、分别为孔道摩阻系数和孔道偏差系数。3.2 锚口、喇叭口损失预应力筋通过锚具在预应力孔道端部散开，张拉时预应力筋与锚垫板及锚具将发生摩擦损失，此部分预应力损失称为锚口及喇叭口损失，以张拉力的百分比计。4 摩阻试验仪器布置4.1 预应力束选择试验选择预应力束的原则如下：（1） 预应力束的长度不能太小，否则，摩阻损失较小，而影响因素较多，试验精度无法保证；（2） 预应力束的长度不能过大，因为试验时预应力束为单端张拉，预应力束的伸长量较大，若预应力束长度过大则会增加试验的难度。根据以上原则，选

8、择29号墩1号块顶板2束T2和腹板2束T2进行孔道摩阻试验。4.2 预应力孔道摩阻损失测试试验采用TB10203-2002 铁路桥涵施工规范附录所建议的仪器布置测试本桥孔道摩阻损失，仪器布置如图1所示。图1 摩阻试验仪器布置图4.3 锚口损失和喇叭口损失由于锚口和喇叭口损失在张拉力中所占比重较小，故将锚口和喇叭口损失合在一起进行测试。为测试锚口损失和喇叭口损失，需要做一试验梁（梁长4m，截面为0.6m×0.6m，配置一定的普通钢筋及锚下螺旋筋），测试喇叭口损失的试验仪器布置图见图2。图2 锚口、喇叭口损失测试仪器布置图5 试验步骤5.1 孔道摩阻试验（1） 试验过程按照相关规范要求进

9、行试验设备安装，每一束均进行3次张拉测量，先进行直线束孔道摩阻力测试，按式（1）0时求得值，再进行与直线束孔道同样工艺及施工条件的曲线束孔道的摩阻试验，并以所得值代人式（1）求得值，每次张拉后都要退锚重新安装千斤顶，为减小退锚的难度，在张拉前将锚固端千斤顶油缸空载顶出10cm，然后安装夹片，张拉完成后，锚固端千斤顶回油，减小退锚时钢绞线的预应力；（2） 试验前测试压力传感器初值，然后分级单端张拉到；（3） 张拉到控制应力，持压5min，以此时的测量结果作为张拉试验的终值进行分析；（4） 张拉端千斤顶回油到0，记录压力筒压力及锚塞外露值。（5） 锚固端千斤顶回油，卸下两端张拉装置。（6） 重复进

10、行上述步骤，再试验2次。5.2 锚口、喇叭口损失试验（1） 试验过程按照图2及相关规范要求进行试验设备安装，均进行3次张拉试验，每次张拉后都要退锚重新安装千斤顶，为减小退锚的难度，在张拉前将锚固端千斤顶油缸空载顶出10cm，然后安装夹片，张拉完成后，锚固端千斤顶回油，减小退锚时钢绞线的预应力；（2） 试验前测试压力传感器初值，然后分级单端张拉到；（3） 张拉到控制应力，持压5min，测量压力筒压力及油压表读数，以此时的测量结果作为张拉试验的终值进行分析；（4） 张拉端千斤顶回油到0，记录压力筒压力及油压表读数。（5） 锚固端千斤顶回油，卸下两端张拉装置。（6） 重复进行上述步骤，再试验2次。6

11、 试验数据分析方法6.1 直接分析先进行直线束孔道摩阻力测试，按式（1）0时求得值，再进行与直线束孔道同样工艺及施工条件的曲线束孔道的摩阻试验，并以所求值代人式（1）求得值。6.2 最小二乘法若试验采用的预应力束均有弯起角度，需采用最小二乘法来进行分析。被动端的拉力与主动端的张拉力关系为： （3）为根据试验数据确定参数和的值，令： （4）则： （5）由于试验存在误差，故假设测试误差为，即： （6）若有束预应力钢束，则： （7）利用最小二乘原理，全部预应力钢筋测试误差的平方和为： （8）欲使试验误差最小，应使：， （9）整理可得： （10）由式（9）可解得参数和，需要指出的是，由于参数和的耦联，

12、必须借助于2束以上的预应力钢束才能计算出和的值。7 摩阻试验结果7.1 喇叭口损失与锚口损失按照图2所示仪器布置，忽略试验梁段内很短的直线孔道摩阻损失，两端压力传感器的压力差即为锚口、喇叭口的应力损失之和。测试结果列于表1。表1锚口、喇叭口损失试验结果试件编号试验次数主动端压力（）被动端压力（）压力差（）损失百分比第一个试件第一次238822641245.19%第二次239222661265.27%第三次239622711255.22%第二个试件第一次227321521215.32%第二次234422181265.38%第三次234222181245.29%第三个试件第一次2252213511

13、75.20%第二次227721561215.31%第三次221220941185.33%表1中试件锚口、喇叭口损失平均值为，5.3%。7.2 孔道摩阻试验结果孔道摩阻试验预应力束为单端张拉，一端为主动端，另一端为被动端，两端压力传感器的压力差即为孔道摩阻损失。预应力钢绞线计算摩阻损失时计算参数，顶板束T2（长度18.000m，弯起角度为0°），腹板束T2（长度18.339m，由于为单端张拉，张拉端与被动端切线间的弯起角度为38°），试验结果列于表2。表2 孔道摩阻试验结果钢束名称试验序号主动端初值（）主动端终值（）被动端初值（）被动端终值（）摩阻损失（）C值平均C值T2-1

14、第一次0205401988660.032660.030365第二次0200501946590.029868第三次0230802243650.028567T2-2第一次0208002015650.0317490.03第二次0182101769520.028971第三次0221802154640.029279D1-1第一次02197019242730.1326860.134897第二次02346020662800.127097第三次02513021743390.144908D1-2第一次02114018542600.1312360.135343第二次01628014252030.13318第三次0

15、1704014792250.141612选取两束顶板和底板束试验的平均值进行分析：由直线束T2可直接求出:=（0.030365+0.03）/2/18.000=0.001676802由曲线束T2可求出：=（0.134897+0.135343）/2-0.001676802×18.339/(38×3.1415926/180)=0.157366可得：0.157366，0.001676802孔道摩阻系数试验值，0.16，0.0017。8 摩阻试验结论及建议对大连长兴岛铁路瓦房店至五岛段新建工程DK7+031.74上行疏解特大桥（40+64+40）m预应力混凝土连续梁桥29号墩1号块顶板束2和2腹板束T2进行了预应力摩阻损失试验，试验主要结论如下：（1） 锚口、喇叭口损失取5.3%；（2） 摩阻系数取值：孔道摩阻系数0.16，孔道偏差系数0.0017；（3） 为防止预应力度施加不足情况的出现，张拉时应加强对伸长量的校核，利用双控来保证设