混凝土曲线梁超长预应力束孔道摩阻试验

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1、第9期广东土木与建筑No．92008年9月GUANGD0NGARCHITECTURECIVILENGINEERINGSEP2008混凝土曲线梁超长预应力束孑L道摩阻试验高至飞(广‘J'l铁路(集团)公司科学技术研究所广州510088)摘要：介绍预应力孔道摩阻损失的测试原理和方法．并根据现场实测结果，采用最小二乘原理识别孔道摩阻系数和偏差系数k，最后对孔道摩阻损失测试方法提出了一些必要的建议。关键词：超长预应力束；孔道摩阻；偏差系数；最小二乘法=O'con[1-e一‘h]=k(1)1前言式中：一为预应力钢筋锚下的张拉控制应力(MPa)；为从

2、张拉端至计算截面的长度上．力筋的弯曲角之随着预应力技术的发展．预应力混凝土在土木和(rad)，直线力筋0=0；为张拉端至计算截面的孔工程中的应用越来越广．特别是在桥梁结构中发挥道水平投影长度(m)；为力筋与孔道壁之间的摩着重要作用．对它的准确估计与计算将关系到力筋阻系数：k为管道每米局部偏差对摩擦的影响系数；中的有效预应力能否满足桥梁使用阶段的要求对fl=l—e一∽k。于预应力损失值．估计过高会使梁端混凝土局部破由此可以证明．空间曲线束的孔道摩阻损失计算坏或梁体预拉区开裂．且延性降低：估计不足则无法表达式和平面曲线相同．唯其曲线转角0改用

3、空间有效提高预应力混凝土梁的抗裂性能和刚度后张包角0，其计算表达式为：法预应力结构中的钢筋预应力损失值直接关系到使0=、／丁(2)用荷载作用下钢筋永存应力的大小．造成预应力损式中：为力筋束竖向平面内的弯起角：为该力筋失的主要因素有：①预应力钢筋与管壁之间的摩擦：束水平面内弯起角，若仅在竖向平面内弯起，则取0。②锚具变形导致钢筋回缩：③混凝土弹性压缩：④预应力钢筋应力松弛以及混凝土收缩徐变等在所有3孔道摩阻系数和偏差系数k的确定预应力损失中．第1项即摩擦的损失所占比例最大超长预应力结构的构件总长度在50m以上．预在预施应力过程中．离张拉端处

4、因孔道摩阻而应力束通常为多波连续曲线束或空间曲线束：采用损失的力筋束内力值为：后张大吨位群锚体系目前以超长预应力结构为代=[1-e]=(3)表的多波连续曲线束或空间曲线束的预应力筋束形式中：为张拉力；为损失率。设计El渐增多．使得预应力孑L道摩擦损失在总预应当采用一端张拉一端固定的方法来测定参数力损失中所占的比重不断提高．其影响不断增大和时，式(3)可写为：许多设计人员对影响摩擦损失的摩擦系数和管道偏O+kl=一In(1一)(4)差系数的取值看法不一。或完全按照规范取值．或依式中0分别为张拉端至固定端力筋束长和空间据经验而定．从而导致预应

5、力损失的计算结果存在包角(为便于书写，仍用代替)。若该力筋束为较大误差．因此如何合理准确地计算孔道摩擦损失直线布置即0=0，则由式(4)直接得到=一ln(1—)／f；成为超长预应力结构设计的一个突出问题若该力筋束为曲线布置．则须借助于2根以上力筋束的测试结果利用最／b-乘法计算得到、。试验误2子L道摩阻损失计算差是不可避免的，假定式(4)的误差为△，则有：O+kl+In(1一)=△(5)根据文献[5]，平面曲线束的孔道摩阻损失计算如果有n束力筋束，则式(5)变为：表达式为：∥0+kl—G=△(6)392008年9月第9期高至飞：混凝土曲线

6、梁超长预应力束孔道摩阻试验SEP2008No．9式中：、分别为第根力筋束的、Z；G—ln(1—)，却十分困难．很难将张拉到设计吨位的力筋放松．必从而得到全部力筋束测试误差的平方和为：须安装一套退锚装置本文采用在主动张拉端用多=∑A=∑(At0+kl一G)(7)级千斤顶进行张拉后卸荷的方法．荷载千斤顶的个要使试验误差达到最小，应有：数取决于张拉伸长值．采用该法可以更换张拉端和固定端的方向，并可进行反复测试．得到数组测试数据，=0=0(8)O／c0u按一元线性回归计算孔道摩擦损失．因不需安装退由式(7)～(8)可求得、k，即：锚装置，故较便于

7、执行5．1孔道+锚头+喇叭口总摩阻测试f∑oJ+kEOiff：Echofo1I／a∑0Z+∑f=∑Gff⋯采用单端张拉形式进行．根据拉伸量在主动张式中：G=一ln(1一)(为第i根钢筋束)，可见根据拉端安装多台千斤顶．被动张拉端安装1台千斤顶．多孔道摩阻测试结果．可利用极值原理建立／a、k的锚固端的千斤顶在测试前首先预张．以便在测试完联立方程同时求出这两个参数成后进行退锚试验张拉端和锚固端均采用300t压力传感器．张拉时由2个传感器读数之差求出孔道4测试元件的选择摩阻损失试验时同时记录读数仪和电动油泵读数．其整理以读数仪结果为准．并用电动

8、油泵数据校核．国内通常采用荷载传感器或千斤顶测力装置作以确保试验结果的可靠性试验装置如图1所示主为拉力的测试元件荷载传感器的测试精度相对较动张拉端和被动张拉端均需预留足够长度的钢绞高，但对现场