预应力孔道系数计算书

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1、白龙江4#特大桥1-56m钢管混凝土系杆拱桥箱梁孔道摩阻试验报告白龙江4#特大桥1-56m钢管混凝土系杆拱桥箱梁孔道摩阻测试报告大跨度预应力混凝土箱形梁桥需施加的预应力以及施加后在结构中所产生的有效预应力的确定是保证预应力结构安全性能的关键，而相关设计规范中只提供了一般条件下预应力的摩阻损失数据，对于大曲率预应力筋混凝土结构，其孔道摩阻损失都必须进行专门的孔道摩阻试验测试。预应力混凝土结构的孔道摩阻损失主要是因为预应力钢筋与管道壁之间摩擦引起的，由于力筋与管道壁接触并沿管道滑动而产生摩擦阻力，进而产生摩阻损失。摩阻损失可分为孔道弯曲影响和孔道偏差影响两部分，孔

2、道弯曲影响的摩阻损失仅在曲线部分加以考虑，而由孔道偏差所引起的摩阻损失在直线段和曲线段均应加以考虑。预应力混凝土结构的孔道摩阻损失主要与预应力钢束与管道壁的摩擦系数µ和管道每米局部偏差对摩擦的影响系数k有关。一、试验目的为了确定白龙江4#特大桥1-56m钢管混凝土系杆拱桥箱梁合理的张拉控制应力，并根据预应力钢束与管道壁的摩擦系数µ和管道每米局部偏差对摩擦的影响系数k确定预应力孔道摩阻损失。二、试验仪器布置孔道摩阻试验布置图见2-1。压力传感器锚环塞栓垫板对中环张拉千斤顶预应力孔道预应力束压力测试仪压力表张拉端锚固端图2-1孔道摩阻试验布置图1白龙江4#特大桥1

3、-56m钢管混凝土系杆拱桥箱梁孔道摩阻试验报告三、测试孔道和测试束的选择本次测试时，选取顶板孔道N8、腹板孔道N4和底板孔道N5，共三个孔道，每个孔道内选择其孔道预应力钢绞线作为测试束。测试束在箱梁横断面及沿桥纵向的位置示意图分别见图3-1、图3-2。图3-1测试束在横断面上的位置示意图图3-2测试束在沿桥纵向布置示意图四、试验前准备工作1.原始数据收集。包括孔道钢束参数（钢束工作长度、弯起角度、锚固时的控制力、钢束组成、设计钢束伸长值）、成孔方式、锚具情况（生产厂家、规格型号、厂家提供的锚口摩阻损失率）、钢绞线参数（生产厂家、型号规格、实测弹性模量）。2.读

4、数仪、千斤顶、高压油泵、精密压力表（0.4级）检查。3.传感器的系统标定，千斤顶和精密压力表的标定，千斤顶应标定进油、回油曲线。4.加载顺序：本次摩阻试验共分5级，各级荷载分别为设计张拉控制应力的10%、20%、30%、40%和50%。5.计算钢绞线的下料长度并下料、穿束。6.孔道、梁端面清理干净。7.准备足够的记录表格。8.试验前应和施工单位的有关人员进行技术交底。2白龙江4#特大桥1-56m钢管混凝土系杆拱桥箱梁孔道摩阻试验报告五、试验步骤及方法1.根据试验布置图安装传感器、读数仪、锚具、锚垫板和千斤顶。2.根据张拉分级荷载张拉千斤顶。3.当千斤顶张拉到各

5、级分级荷载时，进行应变量测，记录测试数据。4.当张拉到分级荷载的最大值（设计张拉力的50%）时，张拉千斤顶回油，并卸载到设计张拉力的10%。5.为消除偶然因素所造成的误差影响，重复步骤2~步骤4两次，即每组摩阻试验共加载四次。6．为消除预应力束初始变形的影响，每次测试加载到设计张拉力的10%时，对传感器进行调零，作为测试的初始值。7．试验时，被测试孔道两端一端为锚固端，另一端为张拉端，即只允许在被测试孔道的一端进行张拉，且每两次摩阻测试后张拉、锚固端互换，然后再进行两次测试。8．试验过程中若发现测试数据异常或其它意外情况，应立即停止加载，待情况查明后方可重新恢

6、复加载。六、数据处理方法1.计算原理由预应力筋管道摩阻造成的应力损失，一般按下列公式进行计算：−(µθ+kx)σ=σ[1−e]（6.1）l1con式中：σ—预应力钢筋锚下的张拉控制应力（MPa）；conθ—从张拉端至计算截面曲线管道部分切线的夹角之和（rad）；x—从张拉端至计算截面的管道长度，可近似取该管道在构件纵轴上的投影长度（m）；µ—预应力钢束与管道壁的摩擦系数；k—管道每米局部偏差对摩擦的影响系数。根据图2-1的测试原理，设张拉端传感器测试值为FZ，锚固端传感器测试值为FB，此时为管道长度l，θ为管道全长的总曲线包角，则（6.1）式可写为：−+()µ

7、θklF=Fe（6.2）BZ对上式两边取对数得：µθ+=klln(F/F)=c（6.3）zb一般情况下，预应力施工采用一种制孔方法，这时管道质量比较均匀，可以不考虑摩阻系数µ和k变异。由于设计和实际施工存在差异，故不可避免的产生3白龙江4#特大桥1-56m钢管混凝土系杆拱桥箱梁孔道摩阻试验报告误差，假设误差为∆，即：µθ+−=∆klc（6.4）若有n束预应力钢束，则：µθ+−=∆klc（6.5）iiii利用最小二乘法原理，全部预应力钢束误差的平方和为：22F=Σ∆=Σ()µθ+kl−c（6.6）iiii欲使试验误差最小，应使∂∂FF=00，=（6.7）∂∂µk

8、由式（6.7）对式（6.6）求导，并整