预应力混凝土管道摩阻实验

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1、预应力混凝土管道摩阻实验预应力混凝土箱梁管道摩阻与锚圈口摩阻试验方案1．试验概况预应力混凝土箱梁为后张法预应力混凝土结构，预应力钢绞线采用φj15.24mm(单根截面积1.419cm2)高强度低松弛钢绞线，标准强度1860MPa。纵向预应力束19-φj15.24管道采用内径100mm高密度聚乙烯波纹管成孔，纵向预应力束12-φj15.24管道采用内径90mm高密度聚乙烯波纹管成孔。纵向预应力束19-φj15.24、12-φj15.24采用群锚锚具，均为两端张拉。箱梁纵向预应力束布置及管道相关参数见表1.1。表1.1预应力束布置及管道相

2、关参数表钢束编号    钢束规格    束数    管道长度L(cm)    管道曲线角θ（度）    管道曲线角θ（rad）    位置BF1    19-φj15.24    2    4748.2    14    0.2443    腹板BF2    19-φj15.24    2    4936.2    14    0.2443    腹板BF3    19-φj15.24    2    4921.5    14    0.2443    腹板BF4    19-φj15.24    2    4928.9    14 

3、   0.2443    腹板BB1    12-φj15.24    2    2596.1    29.7    0.5183    底板BB2a    12-φj15.24    2    3393.3    29.7    0.5183    底板BB2b    12-φj15.24    2    3394.7    29.7    0.5183    底板BB3    12-φj15.24    4    4866.0    10    0.1745    底板BT1    5-φj15.24    8    900   

4、 0    0    顶板2．试验内容本次试验包括两部分，管道摩阻试验和锚口摩阻试验。其中，管道摩阻试验的试验管道为低端侧BF1、高端侧BF4、底板BB3。主要通过测定三个管道张拉束主动端与被动端实测压力值，根据规范规定的公式计算摩擦系数μ和偏差系数k。19孔群锚锚口摩阻试验在特制的混凝土试件上进行。试验主要测定锚口的摩阻损失。此外为测定喇叭口的摩阻损失，在试件上也要进行喇叭口的摩阻损失试验，方法是通过测试喇叭口与锚口摩阻损失之和，再从中扣除锚口摩阻损失，以确定喇叭口的摩阻损失。3．试验原理3.1管道摩阻损失的组成后张法张拉时，由于梁

5、体内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，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组成，因此比直线管道大的多。3.2管道摩阻损失的计算公式根据

6、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62—2004)第6.2.2条规定，后张法构件张拉时，预应力钢筋与管道壁之间摩擦引起的预应力损失，可按下式计算：        …………(3-1)式中  ———张拉端钢绞线锚下控制应力(MPa)；    μ———预应力钢筋与管道壁的摩擦系数；θ———从张拉端至计算截面曲线管道部分切线的夹角之和(rad)；k———管道每米局部偏差对摩擦的影响系数；x———从张拉端至计算截面的管道长度，可近似地取该段管道在构件纵轴上的投影长度(m)。根据式(2-1)推导k和μ计算公式，设主动端压力传感

7、器测试值为P1,被动端为P2，此时管道长度为l,θ为管道全长的曲线包角，考虑式(2-1)两边同乘以预应力钢绞线的有效面积，则可得：                  …………………(3-2)两边取对数可得;                …………………(3-3)令  ,  则  由此，对不同管道的测量可得一系列方程式：    即        即      即  由于测试存在误差，上式右边不会为零，假设  则利用最小二乘法原理有：    ……………(3-4)当                    ……………(3-5)时，取得最小值。

8、由式(3-4)、(3-5)可得：    ……………(3-6)解方程组(3-6)得k及μ值。3.3锚口摩阻损失的计算公式在特制试件上进行19孔群锚锚口摩阻损失试验时，令主动端压力值为N1，被动端压力值为N2，则锚口摩阻力为