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《斜拉桥索塔锚固区环向预应力束的张拉试验研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、斜拉桥索塔锚固区环向预应力束的张拉试验研究2009年11月第11期城市道桥与防洪科技研究105斜拉桥索塔锚固区环向预应力束的张拉试验研究阮华夫,吴斌暄,陈理平.,苏凯,杨媛媛(1.上海沪申高速公路建设发展有限公司,上海市201108;2.中铁大桥局上海分公司,上海市200071)摘要:该文通过闵浦二桥索塔锚固区预应力束的张拉锚固试验,实测了索塔锚固区内环向预应力钢束的孔道摩阻系数,锚圈口摩阻损失,锚固后回缩损失和伸长量等,并将这些结果与理论计算值进行对比.进而结合分析结果对闵浦二桥设计关键参数进行校合,修正,以
2、指导正确施工并控制环向预应力束张拉后的效应满足设计要求.关键词:斜拉桥;索塔;锚固区;环向预应力束;试验研究中图分类号:U448.27文献标识码:A文章编号:1009—7716(2009)11-0105—030引言斜拉桥钢筋混凝土索塔锚固区一般设置环向预应力体系,以抵抗斜拉索传来的巨大水平分力.环向预应力筋由两束首尾交错的u形预应力筋构成.一些文献曾对塔柱锚固区应力进行过详细的分析¨.6】,结果表明锚固区是斜拉桥的重要受力结构部位,塔柱拉索锚固区的应力分布及其传递复杂,环向u形预应力束的工作效应本身难以确定;对
3、于布置双层U形预应力筋的锚固区,张拉后能否达到预计的预应力状态,是设计者需认真考虑的问题.为了确保张拉后锚固区应力分布能达到设计要求,并保证索塔锚固区在使用阶段的正常工作性能,本文通过试验确定了闵浦二桥正确的环向预应力束张拉参数取值.1模型试验1.1斜拉桥索塔节段足尺模型闵浦二桥为独塔双索面双层钢桁板组合梁斜拉桥,主跨251.4m,锚跨147m+38.25m,主桥总长436.65m(见图1).索塔为H型塔柱,采用钢筋混凝土五边形空心截面,桥面以上塔柱为等截面,总桥向宽6.5m,横桥向宽4.2m.上塔柱索塔锚固区
4、设环向预应力,斜拉索采用环向预应力和锚块相结合的锚固方式.环向预应力束采用12一15.20和15～15.20高强度低松弛钢绞线,采用塑料波纹管成孔及真空辅助压浆技术.环向预应力束两端对称张拉.在预应力和拉索索力作用下,索塔锚固区的应力分布及传递路径非常复杂.本文采用1:l足尺节段模型试验,实测了环向预应力束的孔道摩擦损失,以检验塔柱锚固段的设计方案,进而收稿日期:2oo9—07—06作者简介:阮华夫(1962一),男,浙江人,高级工程师,从事路桥工程设计和施工技术管理工作.一
5、38.25l147251.4I一一
6、图1闵浦二桥总体布置图(单位:m】保证索塔结构安全.索塔环向预应力束布置见图2.图2索塔环向预应力束布置图1.2孔道摩阻系数测试试验为了了解该模型预应力管道摩阻系数,选取索塔节段模型内不同形式的预应力钢束进行预应力孔道摩阻试验.预应力筋和孔道参数见表1.表1孔道摩阻试验预应力筋和孑L道参数孑L道摩阻损失实验测试方法见图3,预应力钢束两端安装压力传感器,控制及测量千斤顶张拉荷载,按No.1P0.5Pk一0.8Pk_一1.0Pk的次序进行张拉.106科技研究城市道桥与防洪2009年11月第11期工具锚工具锚图3孔道
7、摩阻损失试验示意图试验时,两端同时张拉至0.1P后,一端主动张拉,一段被动,主,被动端荷载的差值即为孔道摩阻损失,据此计算预应力钢束与孑L道壁的摩擦系数和孔道每米局部偏差为摩擦的影响系数k.张拉时,预应力钢束距张拉端距离为X的任意截面上有效拉力为:=Pke一(1)式中:P为计算截面预应力钢束拉力;Pk为张拉端预应力钢束拉力;为孔道弯角之和;为孔道长度;为孔道摩擦系数;k为孑L道每米偏差对摩擦的影响系数.令,A:尸:e一h(2)=尸/=e()则,一lnA=lxO+kx=Y(3)对于不同孔道的测量可得,+kx-y=
8、O(/7,----1,2,…)(4)由于在测试中存在误差,则go+kx-y=△F(n=l,2,…)(5)根据最小二乘法原理,则(go+kxl-Y.)+¨.+(批xn-Y):∑(aFt)(6)当』a∑(△)=of7)Ia∑(△)k=0时,∑(△)'取最小值.各预应力钢束孔道摩阻系数测试数据见表2.将表2中数据代人可得,=0.16,k=0.0013.1.3锚圈口摩阻损失试验试验时在预应力测试端安装2个压力荷载传感器,一个安置在工作锚具内,一个安置在锚具外,两者差值即为锚圈口摩阻损失值.测试方法见图4,试验结果见表3
9、.表2孔道摩阻损失试验数据图4锚圈口摩阻损失试验示意图表3锚圈口摩阻损失试验结果注:锚圈口摩阻损失=(锚具外传感器荷载一锚具内传感器荷载)/锚具外传感器荷载X100%1.4锚固回缩损失试验本次模型试验研究选取一束N2预应力钢束进行锚固回缩损失测试.试验时在预应力钢束两端的工作锚具与锚垫板之间各安装一个压力荷载传感器,见图5.张拉至1.0P后,分别测量两端传感器锚固前和锚固后的数值,其差
