哈大客运专线预应力混凝土连续梁桥摩阻试验研究(图文)

1、哈大客运专线预应力混凝土连续梁桥摩阻试验研究(图文)论文导读：随着我国客运专线建设的蓬勃开展,桥梁建设进入了前所未有的高潮时期,桥梁的结构平安性已成为当今社会普遍关注的问题。孔道摩阻和孔道偏差系数就直接影响预应力连续梁的设计预应力力值，孔道摩阻和孔道偏差系数在实际施工中的数值与设计采用的数值相差较大时也直接影响预应力施加的合理性和有效性。因此在预应力连续箱梁施工中进行摩阻试验是非常有必要的。关键词：客运专线，悬臂施工，连续箱梁，预应力筋束，摩擦系数，孔道偏差系数0 引言随着我国客运专线建设的蓬勃开展,桥梁建设进入了前所未有的高潮时期,桥梁的结构平安性已成为当今社会普遍关注的问题。同时，由于预应

2、力技术已经较为成熟，铁路客运专线跨越干道、河谷等时采用预应力连续梁的数量越来越多。在预应力连续梁施工过程中预加应力的数值就直接影响桥梁的受力状态和成桥后的运营平安。所以在预应力设计和施工中就要严格控制施加的预应力力值。孔道摩阻和孔道偏差系数就直接影响预应力连续梁的设计预应力力值，孔道摩阻和孔道偏差系数在实际施工中的数值与设计采用的数值相差较大时也直接影响预应力施加的合理性和有效性。因此在预应力连续箱梁施工中进行摩阻试验是非常有必要的。1孔道摩阻损失组成后张梁张拉时，由于力筋与孔道壁接触并沿孔道滑动而产生摩擦阻力，摩阻损失可分为弯道影响和孔道走动影响两局部,理论上讲，直线孔道无摩擦损失，但孔道在

3、施工时因震动等原因走动而变成波形，并非理想顺直，加之力筋因自重而下垂，力筋与孔道实际上有接触，当有相对滑动时就会产生摩阻力，此项称为孔道走动影响式中:张拉控制应力，；弯曲孔道端部切线交角，对于空间预应力束，空间包角情况下，采用如下近似方法计算：式中：空间曲线在水平面上投影包角；空间曲线在竖向圆柱面的展开平面上投影包角；曲线分段。孔道长度，m；、分别为孔道摩阻系数和孔道偏差系数。2 摩阻试验的必要性由于预应力筋过长或弯曲过多都会加大预应力筋的孔道摩阻损失，特别是弯曲多、弯曲半径小、弯曲角度较大的预应力筋，两端张拉时，中间段的有效预应力损失较大。实测资料说明：虽然孔道材质、力筋束种类以及张拉控制力

4、相同，不同单位施工的梁所用的钢绞线与波纹管的实测孔道摩阻系数却大不相同，同一单位施工的不同孔道的摩阻系数也存在差异。作为张拉的控制条件，如果孔道有漏浆堵塞现象，假设不校核伸长值，就会使有效预应力达不到设计要求；另外，在施工过程中，预应力孔道埋设与设计存在误差时，预应力损失也是不同的，这时，设计伸长值假设按照以往经验计算是不能真实反映实际施工情况的。因此，测量预应力筋的摩阻力，是确保施工质量的有效措施。为解决孔道摩阻常规测试中存在的问题，保证测试数据的准确性，在本桥梁体孔道摩阻试验中，使用穿心式压力传感器测试张拉端和被动端的压力以代替千斤顶油压表读取数据的方法，提高了测试数据的可靠度与准确性，测

5、试结果不受千斤顶油压表读数分辨率较低的影响；并在传感器外采用约束垫板的测试工艺，以保证张拉过程中压力传感器与张拉千斤顶对位准确。3预应力孔道摩阻损失测试试验采用?TB10203-2002 铁路桥涵施工标准?附录所建议的仪器布置测试本桥孔道摩阻损失，仪器布置如图1所示。图1 摩阻试验仪器布置图4 现场试验步骤1 试验过程按照相关标准要求进行试验设备安装，每一束均进行3次张拉测量，先进行直线束孔道摩阻力测试，按式10时求得值，再进行与直线束孔道同样工艺及施工条件的曲线束孔道的摩阻试验，并以所得值代人式1求得值，每次张拉后都要退锚重新安装千斤顶，为减小退锚的难度，在张拉前将锚固端千斤顶油缸空载顶出1

6、0cm，然后安装夹片，张拉完成后，锚固端千斤顶回油，减小退锚时钢绞线的预应力；为根据试验数据确定参数和的值，令：那么：由于试验存在误差，故假设测试误差为，即：假设有束预应力钢束，那么：利用最小二乘原理，全部预应力钢筋测试误差的平方和为：欲使试验误差最小，应使：，整理可得：由式9可解得参数和，需要指出的是，由于参数和的耦联，必须借助于2束以上的预应力钢束才能计算出和的值。6 工程实例1工程概况哈大客专 (32+48+32)m预应力混凝土连续梁桥,采用悬臂施工，边支座中心线至梁端0.75m,梁全长113.3m,梁体为单箱单室，变高度、变截面结构,箱梁底板下缘按二次抛物线变化，梁底抛物线方程为。中支

7、点梁高4.05m，边支点及跨中梁高3.05m，中跨跨中直线段长2.00m，边跨直线段长9.65m。截面采用单箱单室斜腹板形式，顶板厚度除梁端和支点附近外均为35cm，腹板厚4070cm，底板厚度从跨中到端部由40cm加厚至60cm。顶板宽13.4m，底板宽度6.7m。箱梁两侧腹板与顶底板相交处均采用圆弧倒角过渡。箱梁支点处设置横隔板，共设置4道横隔板，横隔板厚度：边支座处1.50m，中支座处1.60m。梁体采用C50混凝土，预应力采用纵向、横向及竖向三向预应力体系，连续梁梁体纵、横向预应力采用符合现行国家标准?预应力混凝土用钢绞线?GB 5224规定的钢绞线,抗拉强度标准值fpk1860MPa

8、。锚固体系采用与之对应规格的群锚装置，张拉采用与之配套的机具设备，采用金属波纹管成孔。竖向预应力筋采用32mmPSB830预应力砼用高强精轧螺纹钢筋，抗拉强度标准值fpk830MPa，锚具采用JLM锚具锚固，采用内径为50mm铁皮管成孔。论文参考。2预应力束选择试验选择预应力束的原那么如下： 预应力束的长度不能太小，否那么，摩阻损失较小，而影响因素较多，试验精度无法保证； 预应力束的长度不能过大，因为试验时预应力束为单端张拉，预应力束的伸长量较大，假设预应力束长度过大那么会增加试验的难度。根据以上原那么，选择2号块2束腹板束F2和2束顶板束T2进行孔道摩阻试验。7试验结果分析孔道摩阻试验预应力

9、束为单端张拉，一端为主动端，另一端为被动端，两端压力传感器的压力差即为孔道摩阻损失。预应力钢绞线计算摩阻损失时计算参数，顶板束T2长度20.0m，弯起角度0，腹板束F2长度20.406m，弯起角度40，试验结果列于表1及表2。表1 顶板束摩阻试验结果 钢束名称 试验 序号 主动端初值 主动端终值 被动端初值 被动端终值 摩阻损失 值 平均值 T2-1 第一次 0 2230 0 2122 108 0.00248 0.00260 第二次 0 2208 0 2095 113 0.00263 第三次 0 2217 0 2101 116 0.00269 T2-2 第一次 0 2218 0 2107 11

10、1 0.00257 第二次 0 2223 0 2110 113 0.00261 第三次 0 2197 0 2085 112 0.00262 表2 腹板束摩阻试验结果 钢束名称 试验 序号 主动端初值 主动端终值 被动端初值 被动端终值 摩阻损失 值 平均值 F2-1 第一次 0 2187 0 1780 407 0.219 0.224 第二次 0 2205 0 1789 416 0.223 第三次 0 2218 0 1797 421 0.226 F2-2 第一次 0 2201 0 1788 413 0.222 第二次 0 2096 0 1693 403 0.230 第三次 0 2208 0 1784 424 0.229 8 结论对哈大客专32+48+32m预应力混凝土连续梁桥进行了预应力摩阻损失试验，试验主要结论如下：1 锚口、喇叭口损失取5.6%；2 摩阻系数取值：孔道摩阻系数0.22，孔道偏差系数0.0026。从试验结果来看，各参数的实测值与设计取值根本接近，说明设