哈大客運(yùn)專線預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋摩阻試驗(yàn)研究(圖文)

1、哈大客運(yùn)專線預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋摩阻試驗(yàn)研究(圖文)論文導(dǎo)讀：隨著我國客運(yùn)專線建設(shè)的蓬勃開展,橋梁建設(shè)進(jìn)入了前所未有的高潮時(shí)期,橋梁的結(jié)構(gòu)平安性已成為當(dāng)今社會(huì)普遍關(guān)注的問題?？椎滥ψ韬涂椎榔钕禂?shù)就直接影響預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁的設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力力值，孔道摩阻和孔道偏差系數(shù)在實(shí)際施工中的數(shù)值與設(shè)計(jì)采用的數(shù)值相差較大時(shí)也直接影響預(yù)應(yīng)力施加的合理性和有效性。因此在預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁施工中進(jìn)行摩阻試驗(yàn)是非常有必要的。關(guān)鍵詞：客運(yùn)專線，懸臂施工，連續(xù)箱梁，預(yù)應(yīng)力筋束，摩擦系數(shù)，孔道偏差系數(shù)0 引言隨著我國客運(yùn)專線建設(shè)的蓬勃開展,橋梁建設(shè)進(jìn)入了前所未有的高潮時(shí)期,橋梁的結(jié)構(gòu)平安性已成為當(dāng)今社會(huì)普遍關(guān)注的問題。同時(shí)，由于預(yù)應(yīng)

2、力技術(shù)已經(jīng)較為成熟，鐵路客運(yùn)專線跨越干道、河谷等時(shí)采用預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁的數(shù)量越來越多。在預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁施工過程中預(yù)加應(yīng)力的數(shù)值就直接影響橋梁的受力狀態(tài)和成橋后的運(yùn)營平安。所以在預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)和施工中就要嚴(yán)格控制施加的預(yù)應(yīng)力力值?？椎滥ψ韬涂椎榔钕禂?shù)就直接影響預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁的設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力力值，孔道摩阻和孔道偏差系數(shù)在實(shí)際施工中的數(shù)值與設(shè)計(jì)采用的數(shù)值相差較大時(shí)也直接影響預(yù)應(yīng)力施加的合理性和有效性。因此在預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁施工中進(jìn)行摩阻試驗(yàn)是非常有必要的。1孔道摩阻損失組成后張梁張拉時(shí)，由于力筋與孔道壁接觸并沿孔道滑動(dòng)而產(chǎn)生摩擦阻力，摩阻損失可分為彎道影響和孔道走動(dòng)影響兩局部,理論上講，直線孔道無摩擦損失，但孔道在

3、施工時(shí)因震動(dòng)等原因走動(dòng)而變成波形，并非理想順直，加之力筋因自重而下垂，力筋與孔道實(shí)際上有接觸，當(dāng)有相對(duì)滑動(dòng)時(shí)就會(huì)產(chǎn)生摩阻力，此項(xiàng)稱為孔道走動(dòng)影響式中:張拉控制應(yīng)力，；彎曲孔道端部切線交角，對(duì)于空間預(yù)應(yīng)力束，空間包角情況下，采用如下近似方法計(jì)算：式中：空間曲線在水平面上投影包角；空間曲線在豎向圓柱面的展開平面上投影包角；曲線分段?？椎篱L度，m；、分別為孔道摩阻系數(shù)和孔道偏差系數(shù)。2 摩阻試驗(yàn)的必要性由于預(yù)應(yīng)力筋過長或彎曲過多都會(huì)加大預(yù)應(yīng)力筋的孔道摩阻損失，特別是彎曲多、彎曲半徑小、彎曲角度較大的預(yù)應(yīng)力筋，兩端張拉時(shí)，中間段的有效預(yù)應(yīng)力損失較大。實(shí)測資料說明：雖然孔道材質(zhì)、力筋束種類以及張拉控制力

4、相同，不同單位施工的梁所用的鋼絞線與波紋管的實(shí)測孔道摩阻系數(shù)卻大不相同，同一單位施工的不同孔道的摩阻系數(shù)也存在差異。作為張拉的控制條件，如果孔道有漏漿堵塞現(xiàn)象，假設(shè)不校核伸長值，就會(huì)使有效預(yù)應(yīng)力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求；另外，在施工過程中，預(yù)應(yīng)力孔道埋設(shè)與設(shè)計(jì)存在誤差時(shí)，預(yù)應(yīng)力損失也是不同的，這時(shí)，設(shè)計(jì)伸長值假設(shè)按照以往經(jīng)驗(yàn)計(jì)算是不能真實(shí)反映實(shí)際施工情況的。因此，測量預(yù)應(yīng)力筋的摩阻力，是確保施工質(zhì)量的有效措施。為解決孔道摩阻常規(guī)測試中存在的問題，保證測試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，在本橋梁體孔道摩阻試驗(yàn)中，使用穿心式壓力傳感器測試張拉端和被動(dòng)端的壓力以代替千斤頂油壓表讀取數(shù)據(jù)的方法，提高了測試數(shù)據(jù)的可靠度與準(zhǔn)確性，測

5、試結(jié)果不受千斤頂油壓表讀數(shù)分辨率較低的影響；并在傳感器外采用約束墊板的測試工藝，以保證張拉過程中壓力傳感器與張拉千斤頂對(duì)位準(zhǔn)確。3預(yù)應(yīng)力孔道摩阻損失測試試驗(yàn)采用?TB10203-2002 鐵路橋涵施工標(biāo)準(zhǔn)?附錄所建議的儀器布置測試本橋孔道摩阻損失，儀器布置如圖1所示。圖1 摩阻試驗(yàn)儀器布置圖4 現(xiàn)場試驗(yàn)步驟1 試驗(yàn)過程按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)備安裝，每一束均進(jìn)行3次張拉測量，先進(jìn)行直線束孔道摩阻力測試，按式10時(shí)求得值，再進(jìn)行與直線束孔道同樣工藝及施工條件的曲線束孔道的摩阻試驗(yàn)，并以所得值代人式1求得值，每次張拉后都要退錨重新安裝千斤頂，為減小退錨的難度，在張拉前將錨固端千斤頂油缸空載頂出1

6、0cm，然后安裝夾片，張拉完成后，錨固端千斤頂回油，減小退錨時(shí)鋼絞線的預(yù)應(yīng)力；為根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)確定參數(shù)和的值，令：那么：由于試驗(yàn)存在誤差，故假設(shè)測試誤差為，即：假設(shè)有束預(yù)應(yīng)力鋼束，那么：利用最小二乘原理，全部預(yù)應(yīng)力鋼筋測試誤差的平方和為：欲使試驗(yàn)誤差最小，應(yīng)使：，整理可得：由式9可解得參數(shù)和，需要指出的是，由于參數(shù)和的耦聯(lián)，必須借助于2束以上的預(yù)應(yīng)力鋼束才能計(jì)算出和的值。6 工程實(shí)例1工程概況哈大客專 (32+48+32)m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋,采用懸臂施工，邊支座中心線至梁端0.75m,梁全長113.3m,梁體為單箱單室，變高度、變截面結(jié)構(gòu),箱梁底板下緣按二次拋物線變化，梁底拋物線方程為。中支

7、點(diǎn)梁高4.05m，邊支點(diǎn)及跨中梁高3.05m，中跨跨中直線段長2.00m，邊跨直線段長9.65m。截面采用單箱單室斜腹板形式，頂板厚度除梁端和支點(diǎn)附近外均為35cm，腹板厚4070cm，底板厚度從跨中到端部由40cm加厚至60cm。頂板寬13.4m，底板寬度6.7m。箱梁兩側(cè)腹板與頂?shù)装逑嘟惶幘捎脠A弧倒角過渡。箱梁支點(diǎn)處設(shè)置橫隔板，共設(shè)置4道橫隔板，橫隔板厚度：邊支座處1.50m，中支座處1.60m。梁體采用C50混凝土，預(yù)應(yīng)力采用縱向、橫向及豎向三向預(yù)應(yīng)力體系，連續(xù)梁梁體縱、橫向預(yù)應(yīng)力采用符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)?預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線?GB 5224規(guī)定的鋼絞線,抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fpk1860MPa

8、。錨固體系采用與之對(duì)應(yīng)規(guī)格的群錨裝置，張拉采用與之配套的機(jī)具設(shè)備，采用金屬波紋管成孔。豎向預(yù)應(yīng)力筋采用32mmPSB830預(yù)應(yīng)力砼用高強(qiáng)精軋螺紋鋼筋，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fpk830MPa，錨具采用JLM錨具錨固，采用內(nèi)徑為50mm鐵皮管成孔。論文參考。2預(yù)應(yīng)力束選擇試驗(yàn)選擇預(yù)應(yīng)力束的原那么如下： 預(yù)應(yīng)力束的長度不能太小，否那么，摩阻損失較小，而影響因素較多，試驗(yàn)精度無法保證； 預(yù)應(yīng)力束的長度不能過大，因?yàn)樵囼?yàn)時(shí)預(yù)應(yīng)力束為單端張拉，預(yù)應(yīng)力束的伸長量較大，假設(shè)預(yù)應(yīng)力束長度過大那么會(huì)增加試驗(yàn)的難度。根據(jù)以上原那么，選擇2號(hào)塊2束腹板束F2和2束頂板束T2進(jìn)行孔道摩阻試驗(yàn)。7試驗(yàn)結(jié)果分析孔道摩阻試驗(yàn)預(yù)應(yīng)力

9、束為單端張拉，一端為主動(dòng)端，另一端為被動(dòng)端，兩端壓力傳感器的壓力差即為孔道摩阻損失。預(yù)應(yīng)力鋼絞線計(jì)算摩阻損失時(shí)計(jì)算參數(shù)，頂板束T2長度20.0m，彎起角度0，腹板束F2長度20.406m，彎起角度40，試驗(yàn)結(jié)果列于表1及表2。表1 頂板束摩阻試驗(yàn)結(jié)果 鋼束名稱 試驗(yàn) 序號(hào) 主動(dòng)端初值 主動(dòng)端終值 被動(dòng)端初值 被動(dòng)端終值 摩阻損失 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 腹板束摩阻試驗(yàn)結(jié)果 鋼束名稱 試驗(yàn) 序號(hào) 主動(dòng)端初值 主動(dòng)端終值 被動(dòng)端初值 被動(dòng)端終值 摩阻損失 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 結(jié)論對(duì)哈大客專32+48+32m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋進(jìn)行了預(yù)應(yīng)力摩阻損失試驗(yàn)，試驗(yàn)主要結(jié)論如下：1 錨口、喇叭口損失取5.6%；2 摩阻系數(shù)取值：孔道摩阻系數(shù)0.22，孔道偏差系數(shù)0.0026。從試驗(yàn)結(jié)果來看，各參數(shù)的實(shí)測值與設(shè)計(jì)取值根本接近，說明設(shè)