连续箱梁竖向预应力损失测试及分析

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1、桥隧工程连续箱梁竖向预应力损失测试及分析112景明，林哲，李守凯(1．陕西高速集团，陕西西安710061;2.山东大学岩土与结构工程研究中心，山东济南250061)摘要:实际工程施工过程中，竖向预应力钢筋及锚垫板的定位都存在误差，导致锚垫板顶面和锚固螺母底面之间产生初始夹角θ，该夹角在竖向预应力钢筋锚固时会使钢筋回缩量增加，对竖向预应力损失影响很大。在某预应力连续刚构桥施工过程中，利用LS160－60型激光角度尺对该初始夹角θ进行测试，收集样本，采用皮尔逊Ⅲ曲线假设、矩2估计法及皮尔逊χ拟合检验法对样本分布规律进行分析，

2、结果表明:初始夹角θ服从皮尔逊Ⅲ曲线分布。实际测试结果显示，在保证率为90%的情况下，精轧螺纹钢锚固后倾角达到3.9°，锚垫板倾角达到3.0°。预应力瞬时锚固损失最大可能会增大到原有值的1.25倍。关键词:混凝土箱梁;竖向预应力;施工定位误差;皮尔逊Ⅲ曲线;瞬时锚固损失中图分类号:TU378.2文献标识码:B1引言预应力混凝土连续箱梁桥以其结构刚度大、行车平顺舒适、伸缩缝少和养护简单等一系列优点，备受欢迎。目前在40～160m范围内，预应力混凝土连续箱梁已成为最主要的桥型之一。然而，在其施工和运营过程却暴露出了诸多问题，

3、尤其是各种不同性质的裂缝较为普遍的出现。而竖向预应力损失过大或失效，没有达到设计目的是导致混凝土箱梁桥腹板开裂图1锚垫板顶面和锚固螺母底面之间的初始夹角θ的主要原因之一。+90m预应力混凝土连续梁，主桥截面形式为单箱双竖向预应力损失主要包括管道摩阻预应力损失、室，箱梁根部梁高10m，边跨及中跨合龙段梁高瞬时锚固预应力损失、弹性压缩预应力损失及长期预3.5m。全桥竖向预应力体系采用Ф32的40Si2MOV应力损失。其中管道摩阻预应力损失及弹性压缩预应精轧螺纹钢筋+YGM锚具Ф50金属波纹管，共4836力损失占比重很小，而钢

4、筋回缩引起的瞬时锚固预应根精轧螺纹钢筋。大桥建设期间，采用简单随即抽样力损失占绝大部分比例。而在实际工程施工过程中，法采集样本，样本空间为400，占全桥竖向预应力钢竖向预应力钢筋和锚垫板的定位都存在误差，导致锚筋总数的8.27%。垫板顶面和锚固螺母底面之间产生初始夹角θ(如图测试工具:LS160－60型激光角度尺一个，1)，该夹角使锚固钢筋回缩量增加，对竖向预应力LS160－60型激光角度尺，量程0°～360°，显示损失影响很大。±90°，在四象限角(0°、90°、180°、270°)±10°综上所述，测试实际施工过程中

5、锚垫板顶面和锚范围以内测量精度0.1°，能够满足工程科研需要。固螺母底面之间的初始夹角θ，分析其分布规律，进而研究瞬时锚固损失与其之间关系很有必要。以往研究文献中只考虑了锚垫板的定位误差。本文将采用更为精确的仪器分别精确地测试了锚垫板顶面和锚固螺母底面的初始夹角θ。2样本采集图2LS160－60型激光角度尺背景桥梁为陕西某特大桥，主桥为90+2×1601482012年1期(总第85期)n测试过程:首先选取一螺母，该螺母水平放置3∑(xi－x珋)时，顶面倾斜度不大于0.1°，锚垫板安装固定后，σi=1Cv=－;Cs=3将锚

6、垫板顶面清理干净，将螺母放置于锚垫板顶面xnσ上，用激光角度尺测试螺母顶面的倾斜角度，测试时从图1、表2中数据分布的基本特征量可以肉眼观测选取倾斜较大的方向，放置激光角度尺观得到:测，并沿放置方向顺时针和逆时针各旋转45°，取最(1)样本数据的平均值达到了2.183°，说明精轧大倾斜角度。螺纹钢锚固后误差较大。3样本数据分析(2)样本数据分布范围较大，样本数据频数95%分布达到4.8°，其中最大值达到8.4°。概率分布假设采用文献［9］提到的皮尔逊Ⅲ曲(3)变异系数Cv=0.604，说明样本数据离散性线f()θ=(x珋，

7、Cv，Cs)。皮尔逊Ⅲ型曲线是一条一大、施工能力不稳定。端有限一端无限的不对称单峰曲线。其概率密度函2假设检验采用皮尔逊(K.Pearson)χ拟合检验数为2法。利用χ拟合检验法检验关于总体分布的假设时，αβα－1－β(θ－α0)f()θ=(θ－α0)e(1)要求样本空间n以及观测值落在各个子区间内的频数Γ(α)ni太小，一般要求n≥50，而ni≥5。若某些子区间内式中:Γ(α)为α的伽玛函数，Γ(α)取值如下:!的频数ni太小，则应适当把相邻的两个或几个子区间α－1－θΓ(α)=∫θedθ合并起来，使得合并后的子区间频

8、数足够大。02α，β，α0为3个参数，各自取值如下:运用皮尔逊χ检验法对假设进行检验。样本观422Cv测值按大小排列把数轴分成11个区域，区域步长等α=2;β=θ珋C;α0=θ珋(1－)2CsvCsCs于0.6。按皮尔逊方法计算统计量χ，计算结果列于223.1精轧螺纹钢倾斜角度测试下表。区域划分个数k=11，故x～x