桥梁结构检测48摩阻测试课件

1、第四章 桥梁结构检测4.8.2 4.8.2 管道摩阻测试的目的管道摩阻测试的目的 摩阻测试的主要目的：摩阻测试的主要目的： 一、一、可以检验设计所取计算参数是否正确，防止计算可以检验设计所取计算参数是否正确，防止计算预应力损失偏小，给结构带来安全隐患；预应力损失偏小，给结构带来安全隐患； 二、二、为施工提供可靠依据，以便更准确地确定张拉控为施工提供可靠依据，以便更准确地确定张拉控制应力和力筋伸长量；制应力和力筋伸长量； 三、三、可检验管道及张拉工艺的施工质量；可检验管道及张拉工艺的施工质量； 四、四、通过大量现场测试，在统计的基础上，为规范的通过大量现场测试，在统计的基础上，为规范的修改提供科

2、学依据。修改提供科学依据。第四章 桥梁结构检测4.8.3 4.8.3 检测依据检测依据铁路桥涵钢筋混凝土及预应力混凝土结构设计规范铁路桥涵钢筋混凝土及预应力混凝土结构设计规范（TB10002.3-2005）铁路桥涵施工规范铁路桥涵施工规范（TB10203-2002）客运专线铁路桥涵工程施工技术指南客运专线铁路桥涵工程施工技术指南（TZ213-2005）客货共线铁路桥涵工程施工技术指南客货共线铁路桥涵工程施工技术指南（TZ203-2008）客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件 拟测试梁的设计图纸拟测试梁的设计图纸第四章 桥梁结构检测4.8.4 4.8.4

3、检测用仪器设备检测用仪器设备（1）张拉千斤顶及配套设备；张拉千斤顶及配套设备；（2）穿心式智能弦式数码力传感器及综合测试仪；穿心式智能弦式数码力传感器及综合测试仪；（3）对中专用工装；对中专用工装；（4）工具锚、工作锚、配套限位板等张拉设备；工具锚、工作锚、配套限位板等张拉设备；（5）高精度钢板尺、记录笔、计算器等；高精度钢板尺、记录笔、计算器等；（6）笔记本电脑；笔记本电脑；第四章 桥梁结构检测4.8.5 4.8.5 管道摩阻的测试方法管道摩阻的测试方法 管道摩阻常规测试方法以管道摩阻常规测试方法以主被动千斤顶法主被动千斤顶法为主，在主为主，在主被动端安装压力传感器，使用压力传感器测取张拉端

4、和被被动端安装压力传感器，使用压力传感器测取张拉端和被张拉端的压力，传感器外采用约束垫板保证对中准确。解张拉端的压力，传感器外采用约束垫板保证对中准确。解决了由于力筋从喇叭口到千斤顶张拉端的长度不足产生一决了由于力筋从喇叭口到千斤顶张拉端的长度不足产生一定的摩擦阻力的问题，使得测试结果更为准确。定的摩擦阻力的问题，使得测试结果更为准确。第四章 桥梁结构检测4.8.5 4.8.5 管道摩阻的测试方法管道摩阻的测试方法梁体局部喇叭体管道力筋压力传感器约束垫板张拉千斤顶工具锚压力传感器约束垫板钢环板工具锚管道摩阻测试原理管道摩阻测试原理 第四章 桥梁结构检测4.8.5 4.8.5 管道摩阻的测试方法

5、管道摩阻的测试方法 后张梁张拉时，由于力筋与管道壁接触并沿管道滑动而后张梁张拉时，由于力筋与管道壁接触并沿管道滑动而产生摩擦阻力，摩阻损失可分为摩擦影响和管道走动影响两产生摩擦阻力，摩阻损失可分为摩擦影响和管道走动影响两部分。理论上讲，直线管道无摩阻损失，但管道在施工时因部分。理论上讲，直线管道无摩阻损失，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，故当有相对滑动时就重而下垂，力筋与管道实际上有接触，故当有相对滑动时就会产生摩阻力，此项称为管道走动影响会产生摩阻力，此项称为管道走动影响

6、(或偏差影响、长度影或偏差影响、长度影响响)。对于管道弯转影响除了管道走动影响之外，还有力筋对。对于管道弯转影响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，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，随力筋弯曲角度的增加而增加。直线管道的摩阻损失较小，随力筋弯曲角度的增加而增加。直线管道的摩阻损失较小，而曲线管道的摩擦损失由两部分影响组成，因此比直线管道而曲线管道的摩擦损失由两部分影响组成，因此比直线管道大得多。大得多。第四章 桥梁结构检测4.8.5 4.8.5 管道摩阻的测试方法管道摩阻的测试方法 平面曲线和空间曲线力筋的管道摩阻损失的计算

7、公式统平面曲线和空间曲线力筋的管道摩阻损失的计算公式统一为：一为：)1 ()(4kxkse 为力筋张拉端曲线的切线与计算截面曲线的切线之夹角，称为曲线包角； x为从张拉端至计算截面的管道长度，一般可取在水平面上的投影长度； 为考虑管道对其设计位置的偏差系数 为从张拉端至计算截面的管道长度，一般可取在水平面上的投影长度； 为力筋与管道壁之间的摩擦系数，k为考虑管道对其设计位置的偏差系数 第四章 桥梁结构检测4.8.5 4.8.5 管道摩阻的测试方法管道摩阻的测试方法 测试数据的处理测试数据的处理 根据测试原理，设张拉端压力传感器测试值为根据测试原理，设张拉端压力传感器测试值为P1，被，被动端压力

8、传感器测试值为动端压力传感器测试值为P2，此时为管道长度，此时为管道长度L，为管道全，为管道全长的曲线包角。可以得到：长的曲线包角。可以得到： 两边取对数可得：两边取对数可得：)(12PPkleckl)P/Pln(12第四章 桥梁结构检测4.8.5 4.8.5 管道摩阻的测试方法管道摩阻的测试方法 一般情况下，制梁现场均采用一种制孔方法，或所测一般情况下，制梁现场均采用一种制孔方法，或所测试的管道均为一种制孔方法，这时管道质量比较均匀，可试的管道均为一种制孔方法，这时管道质量比较均匀，可以不考虑摩阻系数的差异，利用最小二乘法原理。试验误以不考虑摩阻系数的差异，利用最小二乘法原理。试验误差最小时

9、的摩阻系数使下面式子取得最小值：差最小时的摩阻系数使下面式子取得最小值：niiiicklny12)(1nininiiiiiinininiiiiiilclklclk整理得kyy1112111200第四章 桥梁结构检测4.8.6 4.8.6 锚口及喇叭口摩阻损失锚口及喇叭口摩阻损失 由于张拉过程中力筋不可避免的与喇叭口和锚圈口接由于张拉过程中力筋不可避免的与喇叭口和锚圈口接触并发生相对滑动，必然产生摩擦阻力，而这些摩擦阻力触并发生相对滑动，必然产生摩擦阻力，而这些摩擦阻力包括在张拉控制应力中。设计规范中给出了参考值，一般包括在张拉控制应力中。设计规范中给出了参考值，一般设计采用的喇叭口和锚圈口摩阻

10、损失之和为张拉控制应力设计采用的喇叭口和锚圈口摩阻损失之和为张拉控制应力的的6%。 锚圈口摩阻与喇叭口摩阻需要进行现场实测。锚圈口摩阻与喇叭口摩阻需要进行现场实测。第四章 桥梁结构检测4.8.6 4.8.6 锚口及喇叭口摩阻损失锚口及喇叭口摩阻损失 考虑到测试方便和准确测试所确定的内容，需要在地考虑到测试方便和准确测试所确定的内容，需要在地面上制作面上制作1个混凝土长方体，其尺寸为个混凝土长方体，其尺寸为0.8m0.8m4.0m，留有与力筋管道相同的直线孔道，两端安埋了喇叭口。以留有与力筋管道相同的直线孔道，两端安埋了喇叭口。以此为试验平台，采用多组锚头和钢绞线反复测试了此项损此为试验平台，采

11、用多组锚头和钢绞线反复测试了此项损失。失。 锚圈口与喇叭口摩阻损失测试采用工作状态的锚头锚圈口与喇叭口摩阻损失测试采用工作状态的锚头(必必须安装夹片须安装夹片)，然后通过其前后的压力传感器测得其数值。，然后通过其前后的压力传感器测得其数值。第四章 桥梁结构检测4.8.6 4.8.6 锚口及喇叭口摩阻损失锚口及喇叭口摩阻损失压力传感器试验台座力筋管道喇叭体工具锚张拉千斤顶约束垫板限位板工作锚(上夹片)喇叭体压力传感器约束垫板钢环板工具锚喇叭口和锚圈口损失测试原理喇叭口和锚圈口损失测试原理 第四章 桥梁结构检测4.8.7 4.8.7 试验前的准备工作试验前的准备工作 （ 1）原始数据收集。）原始数

12、据收集。包括孔道钢束参数（钢束工作长包括孔道钢束参数（钢束工作长度、起弯角、锚固时的控制力、钢束组成、设计钢束伸长度、起弯角、锚固时的控制力、钢束组成、设计钢束伸长值）、成孔方式、锚具情况（生产厂家、规格型号、厂家值）、成孔方式、锚具情况（生产厂家、规格型号、厂家提供的锚口摩阻损失率）、钢绞线参数（生产厂家、型号提供的锚口摩阻损失率）、钢绞线参数（生产厂家、型号规格、实测弹性模量）。规格、实测弹性模量）。 （2）传感器、读数仪、千斤顶、高压油泵、精密压力）传感器、读数仪、千斤顶、高压油泵、精密压力表（表（0.4级）检查。级）检查。 （3）传感器和读数仪的系统标定（用压力机），千斤传感器和读数仪

13、的系统标定（用压力机），千斤顶和精密压力表的标定（用标定好的传感器、读数仪）。顶和精密压力表的标定（用标定好的传感器、读数仪）。千斤顶应标定进油、回油曲线。千斤顶应标定进油、回油曲线。 （4）根据标定结果，确定张拉分级。根据标定结果，确定张拉分级。第四章 桥梁结构检测4.8.7 4.8.7 试验前的准备工作试验前的准备工作 （5）现场确定传感器、千斤顶对中方法，检查位置是现场确定传感器、千斤顶对中方法，检查位置是否有干涉。否有干涉。 （6）按照代表性原则选择试验孔道，每种线形的孔道按照代表性原则选择试验孔道，每种线形的孔道基本包括在内，至少选择基本包括在内，至少选择46个孔道，所选孔道基本均匀

14、分个孔道，所选孔道基本均匀分布在截面的两侧，计算所选试验孔道钢绞线的下料长度并布在截面的两侧，计算所选试验孔道钢绞线的下料长度并下料、穿束。下料、穿束。 （7）孔道、梁端面清理干净。孔道、梁端面清理干净。 （8）准备足够的记录表格。准备足够的记录表格。第四章 桥梁结构检测4.8.8 4.8.8 试验步骤试验步骤 （1）根据试验布置图安装传感器、锚具、锚垫板、千）根据试验布置图安装传感器、锚具、锚垫板、千斤顶。斤顶。 （2）锚固端千斤顶主缸进油空顶）锚固端千斤顶主缸进油空顶100mm（根据钢束理（根据钢束理论伸长值确定）关闭，两端预应力钢束均匀楔紧于千斤顶论伸长值确定）关闭，两端预应力钢束均匀楔

15、紧于千斤顶上，两端装置对中。上，两端装置对中。 （3）千斤顶充油，保持一定数值（约）千斤顶充油，保持一定数值（约4MPa）。）。 （4）甲端封闭，乙端张拉。根据张拉分级表，张拉端）甲端封闭，乙端张拉。根据张拉分级表，张拉端千斤顶进油进行张拉，每级均读取两端传感器读数，并测千斤顶进油进行张拉，每级均读取两端传感器读数，并测量钢绞线伸长量。量钢绞线伸长量。第四章 桥梁结构检测4.8.8 4.8.8 试验步骤试验步骤 （5）仍按上述方法，但乙端封闭，甲端张拉，用同样）仍按上述方法，但乙端封闭，甲端张拉，用同样方法再做一遍；方法再做一遍； （6) 张拉完后卸载至初始位置，退锚进行下一孔道钢张拉完后卸载至初始位置，退锚进行下一孔道钢绞线的测试。绞线