预应力箱梁孔道摩阻试验计算书

一、试验目的

为确定合理的张拉顺序及张拉控制应力，准确控制梁体线形，根据有关要求及规定进行试验。 二、试验依据

参照《铁路桥涵施工规范》（TB10203-2002），并结合现场具体条件制定。 三、试验仪器、设备及用品

1．2台千斤顶、2台高压油泵，2块0.4级精密压力表。

2．2台传感器，2台应变仪，2根配套连接线缆。 3．对中专用工装。根据现场条件确定。 4．工具锚2套，工作锚1套，配套限位板1块。

5．0.5mm精度钢板尺2把，记录用夹板2个，钢笔2，计算器1，记录纸若干。 四、试验布置

试验布置见图1。 主动端工具锚千斤顶工作锚被动端对中套A传感器对中套B喇叭口对中套C传感器对中套B喇叭口工具锚千斤顶应变仪应变仪 图1 孔道摩阻试验布置图 五、试验前的准备工作 1图1．原始数据收集。包括孔道钢束参数（钢束工作长度、起弯角、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．传感器、应变仪、千斤顶、高压油泵、精密压力表（0.4级）检查。

3．传感器和应变仪的系统标定（用压力机），千斤顶和精密压力表的标定（用标定好的传感器、应变仪）。千斤顶应标定进油、回油曲线。

4．根据标定结果，按每级5MPa确定张拉分级。张拉分级表见附件1。 5．现场确定传感器、千斤顶对中方法，检查位置是否有干涉。 6．计算钢绞线的下料长度并下料、穿束。 7．孔道、梁端面清理干净。

8．准备足够的记录表格。记录表格的格式见附件2。 9．试验前应对有关人员进行技术交底。 六、试验步骤

1．根据试验布置图安装传感器、锚具、锚垫板、千斤顶。

2．锚固端千斤顶主缸进油空顶200mm（根据钢束理论伸长值确定）关闭，两端预应力钢束均匀楔紧于千斤顶上；两端装置对中。

3．根据张拉分级表，张拉端千斤顶进油分级张拉，两端同时记录有关数据。 4．锚固端千斤顶回油后，张拉端千斤顶退回油、退锚。 5．将钢丝束串动数次，做第二次。 七、数据处理方法

1．二元线性回归法计算μ、K值 计算公式为：

xi2KxiixILnrixiiKiLnri2i

其中：xi——第i束孔道长度，单位为m；

θi——第i束曲线孔道切线夹角之和，单位rad；

ri——第i束主动端与被动端传感器压力之比；

μ______钢筋与管道壁间的摩擦系数；

１

K______管道每米局部偏差对摩擦的影响系数。

二元线性回归法是建立在数理统计基础上的计算方法，如果原始数据离散性大，则计算结果不稳定，任意增加或减少几组数据会造成结果的较大变动，反之则可证明原始数据的稳定性。只有原始数据稳定可靠的情况下方可采用此法。

2．固定μ值算K值

由于梁两端孔道位置均被端模板固定，故认为弯起的角度一般不会出现较大的波动，整个孔道摩阻系数的变化主要取决于孔道位置偏差；μ值是材料固有性质，和施工工艺没有关系，故可确定一固定的μ值，计算K。

μ值的确定有两种方法，一是直接取规范规定值，二是测出μ值。μ值的测试可委托有关机构进行。

3．张拉时钢绞线非弹性伸长值计算

①从张拉第一级起，逐级记录千斤顶油缸伸长值li；

②根据每级千斤顶油缸伸长值，计算每一级的钢绞线伸长值：Δli=li-li-1；

③取Δli相差最小的若干值求其平均值，一般是从第二级算起，并扣除传力锚固前的一级（该级往往不是级差的整倍数），计算方法为：

llni,nN④钢绞线非弹性伸长值=(lil)，此处Δli一般取第一、二级即可。 4．钢绞线伸长值精确计算 ①被动端锚外钢束伸长值计算

L1PB1L1EYAY

其中：L1—被动端锚外长度PB1—被动端千斤顶压力②孔道长度范围内钢束伸长值计算

２

PA2L2L2(1e(kL2))其中： EyAy(kL2)ΔL2——钢绞线伸长值；

PA2——持荷5min后主动端锚下力；

L2——钢绞线工作长度； Ey——钢绞线弹性模量； Ay——钢绞线束截面积。 ③主动端锚外伸长值计算

PA1L3L3EYAY其中：L3—被动端锚外长度④钢绞线伸长值：

LL1L2L3

PA1—主动端千斤顶压力5．试验中钢绞线伸长值的估算

L(PA2PB2)(L1L2L3)2EYAY

其中：PA2—主动端锚下压力PB2—被动端锚下压力八、人员配合

1．技术人员6。其中记录2，读尺2，读表2

2．张拉工1。

3．普通工人6。负责安装仪器、设备等。 九、注意事项

1．被动端不能安装工作锚。

2．限位板两面的槽深不同，一侧为6.5mm，另一侧为7.5mm，适用于不同的钢绞线类型，

３

一侧为1860MPa，另一侧为1650MPa。注意安装面。

3．千斤顶安装时，要注意油缸的方向，应使油缸向外便于侧伸长值。

4．千斤顶和传感器标定时应采用同一压力机标定，以消除千斤顶和传感器的标定系统误差。标定时要有初读数、标到额定荷载后要缓慢回零，并记下回零读数。当三次的读数差别较大或有两次差别不大而与另一次差别较大、或逐次增大时，应标第四次。应变仪AC、BD接头可互换。

5．试验前检查压力表指针是否在零读数位置。

6．千斤顶行程要留20mm，这一段一般不成线性。两端千斤顶预先伸长一部分以便退锚。 7．读数根据加载表每级都读，注意应记录初始、σK、持荷、锚固、回零几个状态的读数。有关数据应由技术人员负责读取。由于加压时压力表有振动，节流阀密实性的影响，操作人员的控制误差，实际读数与计算值有误差，此时压力表数据必须读实际达到的压力值，并且不得靠回油来调整压力值。

8．张拉工艺：OVM锚具不能超张拉，张拉中应观察钢绞线是否有滑丝。

9．由于实际张拉为两端张拉，而试验为一端张拉，因此千斤顶行程可能不够。可采用两种方法，一是倒顶，二是张拉端串联两台顶。

10．试验中应及时处理数据，发现数据反常则增加试验次数。每做完一束均要计算实测伸长值、理论伸长值并校核误差。

11．锚具回缩值的测定：在OVM锚体系下，原定通过测工具锚夹片回缩值的方法不正确，原因是传力锚固时，钢绞线与夹片有相对滑移，夹片回缩值不等于钢绞线回缩值。

12．钢束弯起角指其圆心角，等于弧长除以半径。

13．钢束回缩值和锚固前后的应力损失值不存在对应关系。因为锚固后由于千斤顶内摩阻的影响，锚外钢束实际还有荷载；传力锚固时钢束停止滑移时的长度和对应张拉力无法测出；孔道内钢束回缩受反向摩阻的影响，存在一个应力不动点，实际参与回缩的钢束实际长度小于其工作长度。

14．一定要将千斤顶和传感器系统标定，以消除系统误差。

４

15．试验时要及时松倒，确保各部位受力顺畅。 附件1

单位：MPa 梁孔道编号 别 初读备注 数

夹片回缩、回弹记录表 加载等级 0 锚固

加 载 等 级 20% σk σk σk 零 主缸回油 5min 回 工具锚 1 2 3 4 5 6 7 8 9 工作锚 1111 2 3 4 5 6 7 8 9 1110 1 2 0 1 2 σK ５

孔道摩阻试验记录表 主/被动端

工程项目 传感器编号 压力表编号 施工单位 应变仪编号 千斤顶编号 记 录 日 期 钢束 编号 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 17 加载等级（MPa） 压力表读数（MPa） 其他记录 张拉前钢绞线加长值（mm） 张拉前工作锚到工具锚距离（mm） 锚固后工作锚到工具锚距离（mm）

传感器读数（με） 伸长值（mm） 备注 ６