第六章寧夏吳忠黃河公路大橋主橋管道摩阻損失測試摩阻損失測試概述預應(yīng)力筋過長或彎曲過多都會造成預應(yīng)力筋的孔道摩擦損失，特別是彎曲多、彎曲半徑小、彎曲角度較大的預應(yīng)力筋,在兩端張拉時,其中段的有效預應(yīng)力損失很大，這種預應(yīng)力的損失往往不容易準確地計算出來,因而其在張拉控制應(yīng)力作用下的伸長值也無法準確計算。作為張拉的控制條件,如果孔道有漏漿堵塞現(xiàn)象不校核伸長值,就會使有效預應(yīng)力達不到設(shè)計的要求造成質(zhì)量事故，另外,在連續(xù)剛構(gòu)梁懸臂施工過程中，預應(yīng)力孔道埋設(shè)與設(shè)計存在誤差時,預應(yīng)力損失也是不同的。這時,設(shè)計單位若按照以往經(jīng)驗計算是不能真實反映實際施工情況的。因此,后張法預應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中孔道摩阻損失估算的準確程度會直接影響結(jié)構(gòu)的使用安全，而施工中混凝土的質(zhì)量、張拉工藝的優(yōu)劣往往會影響孔道摩阻損失的大小，測量預應(yīng)力筋摩阻力,是確保施工質(zhì)量的有效措施。按照《寧夏回族自治區(qū)吳忠黃河公路大橋監(jiān)控細則》，需要對縱向預應(yīng)力孔道摩阻損失實行現(xiàn)場測定。摩阻損失測試依據(jù)(JTJ041-2000)；2、人民交通出版社《預應(yīng)力技術(shù)及材料設(shè)備》(第二版)；3、交通部公路科學研究院《寧夏回族自治區(qū)吳忠黃河公路大橋監(jiān)控4、監(jiān)理單位和設(shè)計單位提供的橋梁設(shè)計圖紙；5、寧夏公路工程質(zhì)量檢測中心《壓力傳感器率定報告》。摩阻損失測試目的及方法寧夏吳忠黃河公路大橋管道摩阻損失測試是針對塑料波紋管，雖然塑料波紋管的管道摩阻系數(shù)有理論值，但畢竟塑料波紋管應(yīng)用時間不長，有必要做實驗驗證，同時管道摩阻系數(shù)的測試結(jié)果也為吳忠黃河公路大橋結(jié)構(gòu)預應(yīng)力設(shè)計和大橋施工提供參考，實現(xiàn)現(xiàn)場的預應(yīng)力控制。管道摩阻損失測試方法，按照業(yè)主意見方法采用傳感器，采用《公路橋涵施工技術(shù)JG該測試方法與常規(guī)測試方法比較主要特點如下：⑴圖6-1中壓力傳感器的圓孔直徑與錨板直徑基本相等，如此可使預應(yīng)力鋼束以直線形式穿過喇叭口和壓力傳感器，鋼束與二者沒有接觸，只是相當于將預應(yīng)力鋼束加長了，實驗所測數(shù)據(jù)僅包括管道摩阻力，保證了管道摩阻損失測試的正確性。⑵預應(yīng)力鋼束可正常使用：從喇叭口到壓力傳感器外端，鋼束與二者沒有接觸，不會對這部分鋼束造成損傷，即兩個工作錨之間的鋼束沒有損傷，可以正常使用。的主要步驟如下：⑴預應(yīng)力鋼束兩端(甲乙)同時張拉到一定數(shù)值(根據(jù)鋼束長、以及千斤頂?shù)挠透仔谐檀_定);⑵甲端封閉，乙端張拉。張拉時分級升壓，直至張拉控制應(yīng)力(根據(jù)以及千斤頂?shù)挠透仔谐檀_定)。如此反復進行3次，取兩端壓力差的⑶重復上述方法，但乙端封閉，甲端張拉，取兩端3次壓力差的平均⑷將上述兩次壓力差平均值再次平均，即為管道摩阻力的測定值。然后代入相關(guān)公式計算摩阻系數(shù)。摩阻損失測試6.4.1摩阻測試的對象在做管道摩阻損失測試之前，應(yīng)該對現(xiàn)場所使用的穿心式壓力傳感器進行標定，有關(guān)標定結(jié)果參考附件5-傳感器法《壓力傳感器率定報告》。吳忠黃河公路大橋縱向預應(yīng)力鋼束的管道摩阻損失測試的對象為9#3#、4#塊中的1根縱向腹板鋼束，測試對象如表6-1，測試位置如圖表6-1孔道摩阻損失測試對象測試位置(含測試位置(含左、右幅橋)類別9#墩腹板束鋼束編號F3F4F5規(guī)格2φ2φ2φ張拉控制力111每束下料長度(m)6.4.2摩阻測試過程⑴左側(cè)為主動端，右側(cè)為被動端步驟1：兩端同時張拉10%，左側(cè)油表讀數(shù)，右側(cè)油表讀數(shù)，此時左側(cè)傳感器讀數(shù)(張拉力)，右側(cè)傳感器讀數(shù)(張拉力)為。步驟2：右側(cè)繼續(xù)持荷，左側(cè)繼續(xù)張拉到張拉控制應(yīng)力100％停止，此時主動端左側(cè)油表讀數(shù)，被動端右側(cè)油表讀數(shù)32MPa，此時左側(cè)傳感器讀數(shù)(張拉力)，右側(cè)傳感器讀數(shù)(張拉力)為3399kN；。⑴左側(cè)為被動端，右側(cè)為主動端步驟1：兩端同時張拉10%，左側(cè)油表讀數(shù)，右側(cè)油表讀數(shù)，此時左側(cè)傳感器讀數(shù)(張拉力)，右側(cè)傳感器讀數(shù)(張拉力)為。右側(cè)繼續(xù)張拉到張拉控制應(yīng)力的100％停止，此時主動端右側(cè)油表讀數(shù)，被動端左側(cè)油表讀數(shù)31MPa，此時右側(cè)傳感器讀數(shù)(張拉力)，左側(cè)傳感器讀數(shù)(張拉力)為；6.4.3管道摩阻損失計算1摩阻損失的計算公式平面曲線和空間曲線力筋的管道摩阻損失的計算公式統(tǒng)一為:s4k式中：θ為力筋張拉端曲線的切線與計算截面曲線的切線之夾角，稱為曲線包角；x為從張拉端至計算截面的管道長度，一般可取在水平面上的投影長度；μ為力筋與管道壁之間的摩擦系數(shù)，k為考慮管道對其設(shè)計位置的偏差系數(shù)。曲線包角的實用計算以綜合法的計算精度較好，其表達式為：9=92+02(6-2)HVHθ為空間曲線在圓柱面內(nèi)展開的豎向切線角之和；V2測試數(shù)據(jù)的處理方法根據(jù)圖1測試原理，設(shè)張拉端壓力傳感器測試值為N，被動端壓力z考慮式(6-1)兩邊同乘以預應(yīng)力鋼束的有效面積，則式(6-1)可寫為：N=Np(9+kl)bz9+kl=ln(N/N)=Czb，上式為：kl=ln(N/N)=CZbN、N可以通過實際測試得來，一元一次方程直接可以求得k值。zb⑵對于曲線束，一般情況下，制梁現(xiàn)場均采用一種制孔方法，或所測試的管道均為一種制孔方法，這時管道質(zhì)量比較均勻，可以不考慮摩阻系數(shù)μ和k的變異，利用最小二乘原理，試驗誤差最小時的μ和k應(yīng)y=1xn(p9+kl-c)2(6-6)niiini=1=0p9ili+kli2=ciliiZbiin為實際測試的管道數(shù)目，且不同線形的力筋數(shù)目不小于2。實際測試的數(shù)據(jù)代入式(6-7)，聯(lián)立求得摩阻系數(shù)μ和k。由于吳忠黃河大橋的特殊性，應(yīng)施工單位以及業(yè)主的要求決定采用理論k值來計算μ值。3測試數(shù)據(jù)的計算表6-4鋼束實驗測試結(jié)果鋼束鋼束基本數(shù)據(jù)×+μ×=In(6-8)解得u=測試結(jié)論⑴預應(yīng)力管道摩阻系數(shù)實驗結(jié)果是管道偏差系數(shù)測試值為k=，3號塊F4鋼束的管道摩阻系數(shù)測試值u=。該數(shù)據(jù)為結(jié)構(gòu)計算提供了