管道摩阻试验.pdf

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管道摩阻试验管道摩阻试验 管道摩阻测试原理及方法1、引言2、管道摩阻测试原理与方法（1）测试原因（2）测试原理（3）测试方法（4）摩阻测试实例3、测试经验与体会 1、引言预应力摩阻测试包括锚口摩阻、管道摩阻、喇叭口摩阻三部分。摩阻测试的主要目的：1）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；2）为在施工提供可靠依据，以便更准确地确定张拉控制应力和力筋伸长量；3）可检验管道及张拉工艺的施工质量；4）通过大量现场测试，在统计的基础上，为规范的修改提供科学依据。 2、管道摩阻测试原理与方法（1）进行后张法孔道摩阻测试的原因在后张法结构中，孔道实际位置和设计位置存在偏差、钢束和孔道内壁存在接触，以上两者都会引起钢束和孔道的摩擦，对于钢束而言，摩擦力的方向和张拉运动方向相反，由于摩擦力的存在，使得钢束上的有效预应力减小，影响预应力的发挥。设计时，根据规范按下式计算由孔道摩阻引起的预应力损失： n式中：n——张拉端钢绞线锚下控制应力(MPa)；nμ——预应力钢筋与管道壁的摩擦系数；nθ—从张拉端至计算截面曲线管道部分切线的夹角之和（rad）；nk——管道每米局部偏差对摩擦的影响系数；nx——从张拉端至计算截面的管道长度。 管道类型μk橡胶管抽芯成型0.550.0015的管道铁皮套管0.350.0030金属波纹管0.20～0.260.002～0.003 （（22））孔孔道摩道摩擦擦测试原理测试原理试验是在锚下安放压力传感器进行（左端为张拉端，右端为锚固端）传感器对中环千钢绞线斤顶锚环锚塞孔道摩阻试验布置图 n孔道摩阻的测试孔道摩阻的测试就是确定摩阻和孔道偏差系数。在测试时，先测试直线孔道，此时孔道无转角，可利用张拉、锚固端的压力差，确定孔道偏差系数。然后再在曲线孔道内测试摩阻系数，孔道摩阻力的测算具体可按以下过程：（1）先进行直线孔道摩阻测试，按上式θ为零，求的k值；（2）再进行与直线孔道同样工艺的及施工条件带有曲线孔道的摩阻力试验，并以上项k值代入上式求的μ值。 数据数据处处理方法理方法在分级测试出预应力束张拉过程中主动与被动端的荷载后，通过线性回归确定管道被动端和主动端荷载的比值，然后利用二元线性回归的方法确定预应力管道的k、μ值，具体方法如下： 根据上式可推导出k和μ计算公式，设主动端压力传感器测试值为P1,被动端为P2，此时管道长度为x,θ为管道全长的曲线包角，考虑上式两边同乘以预应力钢绞线的有效面积，则可得：P1 3)测试方法A）主被动千斤顶法（常规测试方法）该方法主要存在测试不够准确和测试工艺等问题。a）由于千斤顶内部存在摩擦阻力，虽然主被动端交替测试可消除大部分影响，但仍存在一定的影响；b）千斤顶主动和被动张拉的油表读数是不同的，需要在测试前进行现场标定被动张拉曲线；c）在测试工艺上，力筋从喇叭口到千斤顶张拉端的长度不足，使得力筋和喇叭口有接触，产生一定的摩擦阻力，也使得测试数据包含了该部分的影响。 B）压力传感器测试法该方法使用压力传感器测取张拉端和被张拉端的压力，不再使用千斤顶油表读取数据的方法。为保证所测数据准确反映管道部分的摩阻影响，在传感器外采用约束垫板的测试工艺，其测试装置如图3所示。工具锚压力传感器压力传感器工具锚梁体局部喇叭体管道力筋钢环板张拉千斤顶约束垫板约束垫板图3管道摩阻测试装置 该测试方法与常规测试方法比较主要特点如下：(1)测试原理正确：图中约束垫板的圆孔直径与管道直径基本相等，如此可使力筋以直线形式穿过喇叭口和压力传感器，力筋与二者没有接触，所测数据仅包括管道摩阻力，保证了管道摩阻损失测试的正确性。而常规测试中所测摩阻力包括了喇叭口的摩阻力，测试原理上存在缺陷。(2)数据准确可靠：采用穿心式压力传感器提高了测试数据的可靠性和准确性，不受张拉千斤顶的影响。(3)安装简单，拆卸方便：实测中仅使用一个千斤顶，被动端不再安装千斤顶，使得测试安装工作量大为减小。实测时预先将千斤顶油缸略加顶出，以便拆卸张拉端夹片；被动端夹片的拆卸待张拉千斤顶回油后，摇晃力筋即可拆卸夹片。(4)力筋可正常使用：从喇叭口到压力传感器外端，力筋与二者没有接触，不会对这部分力筋造成损伤，即两个工作锚之间的力筋没有损伤，可以正常使用。 4)摩阻测试实例合武客运专线后张法预应力混凝土组合箱梁梁长为32.6m，梁高2.8m。该梁采用在梁厂预制，梁体管道采用橡胶管抽芯成型。将表1中数据代入式(7)，得到联立方程如下：0.18735m+28.05063k=0.14961üým=0.5406k=0.00172328.05063m+7333.56868k=27.799299þ 将表2中数据代入式(7)，得到联立方程如下：0.18735m+28.05063k=0.14805üým=0.5495k=0.00160828.05063m+7333.56868k=27.20519þ 两片梁的平均值m=0.5451和k=0.0017。规范规定的m=0.55和k=0.0015，实测的k值比规范值大，其原因是管道定位稍有些偏差。 3、测试经验与体会(1)测试试验过程中应均匀连续地张拉预应力筋，中途不宜停止，防止预应力筋回缩引起的误差。(2)测试的张拉力应尽量达到设计张拉力。(3)测试采用的力传感器需要经过标定，以减少测试误差。(4)传感器以及千斤顶安装时应确保其中轴线与预应力筋的中轴线重合。(5)如果千斤顶的行程不足时，为避免重复倒顶引起预应力钢筋回缩造成的误差，可以采取两种方法进行解决。一种是在固定端另外安设1台千斤顶，测试前利用该千斤顶将预应力筋张拉到一定的荷载后锁紧该千斤顶的油阀，从另一张拉端开始张拉测试。另一种方法是张拉端采用2台千斤顶串联后同时张拉。(6)随着对同一管道的测试次数的增加，管道摩阻系数略有所降低，主要是预应力筋在管道中多次摩擦使得二者之间的接触面逐渐光滑引起的。(7)实际施工中应避免力筋和管道的锈蚀等，避免增大其摩阻系数等。 谢谢大家！