有效預(yù)應(yīng)力測(cè)試方案演示教學(xué)

1、 襄樊市內(nèi)環(huán)線工程漢江五橋有效預(yù)應(yīng)力測(cè)試研究方案中鐵大橋局集團(tuán)武漢橋梁科學(xué)研究院有限公司二 o 一一年九月 目 錄12345概述 1測(cè)試研究目的 2測(cè)試研究依據(jù) 2測(cè)試研究?jī)?nèi)容 3測(cè)試研究方法 55.1 孔道摩阻損失測(cè)試 55.2 錨圈摩阻口損失85.3 錨固回縮損失測(cè)試 85.4 應(yīng)力傳遞時(shí)間測(cè)試 95.5 初始張拉力的確定 95.6 有效預(yù)應(yīng)力 1067擬提交的成果 10測(cè)試研究費(fèi)用 10 1 概述江漢五橋?qū)儆谙宸袃?nèi)環(huán)線工程（東津營(yíng)盤(pán)段）b1 標(biāo)。其引橋包含洲上、岸上引橋及坡道橋工程。其中東岸引橋長(zhǎng) 352.2m，西岸引橋長(zhǎng) 317.2m，洲上引橋主線橋長(zhǎng) 1390m。橋梁結(jié)構(gòu)為分幅布置

2、，岸上引橋單幅橋?qū)?l3.0m，洲上引橋主線橋單幅橋?qū)?13.025.5m。江漢五橋洲上引橋主線橋?yàn)榈雀叨冗B續(xù)箱梁，跨徑布置為 (245)+3(350) +(450)+3(350)+450=1390m，共 9 聯(lián)，編號(hào)依次為 z1z9 聯(lián)。江漢五橋岸上引橋?yàn)榈冉孛孢B續(xù)箱梁，其中東岸引橋跨徑布置為 2(335)+(435)=350m，共 3 聯(lián)，編號(hào)依次為 e1e3 聯(lián)。西岸引橋跨徑布置為 3(335)=315m，共 3 聯(lián)，編號(hào)依次為 w1w3 聯(lián)。江漢五橋道路等級(jí)為城市主干道 i 級(jí)，汽車荷載為公路 i 級(jí)，計(jì)算行車速度v=60km/h。岸上引橋雙向 6 車道；洲上引橋主線橋雙向 68 車道

3、。江漢五橋的岸上引橋和洲上引橋縱、橫向預(yù)應(yīng)力束采用高強(qiáng)度低松弛鋼絞線，標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度 f =1860mpa。張拉控制應(yīng)力為 0.75f =1395mpa，公稱直徑pkpk15.2mm，公稱面積 139mm ，彈性模量 e =1.9510 mpa。預(yù)應(yīng)力束采用夾片錨s25p錨固體系，金屬波紋管成孔。岸上引橋箱梁縱向預(yù)應(yīng)力鋼束規(guī)格有 17- 15.2、s12- 15.2 及 9- 15.2 鋼絞線，分別布置在箱梁腹板、頂板及底板上；洲上引ss橋箱梁縱向預(yù)應(yīng)力鋼束采用 19- 15.2、12- 15.2、9- 15.2 鋼絞線，分別布sss置在箱梁腹板、頂板及底板上。岸上引橋采用鋼管樁支架法現(xiàn)澆施工。洲上

4、引橋除z9 聯(lián)采用支架逐孔施工外其余均采用支架法現(xiàn)澆施工。張拉預(yù)應(yīng)力時(shí)要求混凝土強(qiáng)度及彈性模量達(dá)到設(shè)計(jì)值的 90%以上，且養(yǎng)護(hù)齡期不少于 7 天。預(yù)應(yīng)力張拉順序嚴(yán)格按照施工圖要求順序進(jìn)行張拉。預(yù)應(yīng)力鋼束采用兩端張拉時(shí)，兩端應(yīng)保持對(duì)稱張拉，并保 持同步。箱梁預(yù)應(yīng)力束張拉順序?yàn)椋簷M梁橫向束橋面板橫向束一一腹板縱向束一一底板縱向束一一頂板縱向束。腹板從高處束開(kāi)始向低處束順序張拉，底板束先中間后兩側(cè)。左右腹板束及頂、底板束均沿箱梁中心線對(duì)稱張拉。所有預(yù)應(yīng)力束張拉均要求按伸長(zhǎng)量與張拉力雙控，以張拉力為主，以張拉伸長(zhǎng)量作為校核，要求實(shí)測(cè)伸長(zhǎng)量與設(shè)計(jì)伸長(zhǎng)量?jī)烧哒`差在+6%以內(nèi)。設(shè)計(jì)提供的鋼絞線伸長(zhǎng)量是以初張

5、拉應(yīng)力為 0.2 時(shí)為測(cè)量起點(diǎn)計(jì)算。con2 測(cè)試研究目的通過(guò)對(duì)襄樊市內(nèi)環(huán)線工程漢江五橋引橋現(xiàn)澆連續(xù)箱梁的長(zhǎng)預(yù)應(yīng)力鋼束進(jìn)行系列測(cè)試，分別提供預(yù)應(yīng)力鋼束錨圈口摩阻損失、錨固回縮損失、有效預(yù)應(yīng)力、預(yù)應(yīng)力傳遞時(shí)間及初始張拉力測(cè)試結(jié)果；將實(shí)測(cè)有效預(yù)應(yīng)力與設(shè)計(jì)值進(jìn)行比較，若不滿足設(shè)計(jì)要求，則提出合理的提高有效預(yù)應(yīng)力的措施，并根據(jù)測(cè)試結(jié)果對(duì)漢江五橋引橋的長(zhǎng)預(yù)應(yīng)力初始張拉力參考值及張拉持荷時(shí)間提出合理的建議，用以指導(dǎo)實(shí)橋施工。同時(shí)，測(cè)試成果也為今后長(zhǎng)預(yù)應(yīng)力束的設(shè)計(jì)和施工提供重要的參考。3 測(cè)試研究依據(jù)（1）襄樊市內(nèi)環(huán)線工程（東津營(yíng)盤(pán)段）b1 合同段兩階段施工圖設(shè)計(jì)（2）公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（jtg d60-

6、2004）（3）公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（jtg d62-2004）（4）公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（jtg/t f50-2011） 4 測(cè)試研究?jī)?nèi)容本項(xiàng)目測(cè)試研究的內(nèi)容主要包括以下幾項(xiàng)：（1）錨圈口摩阻損失測(cè)試；（2）錨固回縮損失測(cè)試；（3）有效預(yù)應(yīng)力及應(yīng)力傳遞時(shí)間測(cè)試；（4）伸長(zhǎng)量測(cè)量及初始張拉力的確定。擬選擇洲上引橋 z3、z5 聯(lián)、岸上引橋 e2 聯(lián)的預(yù)應(yīng)力束進(jìn)行有效預(yù)應(yīng)力測(cè)試研究，這幾聯(lián)的長(zhǎng)度分別為 150m、200m、105m，均有超長(zhǎng)的預(yù)應(yīng)力鋼束，并且包括了 19- 15.2、17- 15.2、12- 15.2、9- 15.2 四種不同型號(hào)的預(yù)應(yīng)ssss力鋼束，具有一定

7、的代表性。洲上引橋 z3 聯(lián)z3 聯(lián)單幅箱梁縱向預(yù)應(yīng)力束有 10 根腹板束、24 根頂板束、12 根底板束，編號(hào)分別為 f1f5、t1t4、b1b4，f 代表腹板束，t 代表頂板束，b 代表底板束。各束規(guī)格如表 1 所示。表 1 z3 聯(lián)單幅箱梁縱向預(yù)應(yīng)力束表鋼束編號(hào)規(guī)格束數(shù)每束管道長(zhǎng)度(cm)13979.8張拉方式兩端張拉兩端張拉兩端張拉兩端張拉兩端張拉單端張拉單端張拉19- 15.2s19- 15.214226.3s19- 15.214473.6s19- 15.214721.0s19- 15.214968.4s9- 15.211375.5s9- 15.211375.5st3t4881179

8、.51179.5單端張拉單端張拉s12- 15.2s b1b2b3b4442214596.614596.63806.63806.6單端張拉單端張拉單端張拉單端張拉sss12- 15.2s洲上引橋 z5 聯(lián)z5 聯(lián)單幅箱梁縱向預(yù)應(yīng)力束有 10 根腹板束、32 根頂板束、12 根底板束，編號(hào)分別為 f1f5、t1t4、b1b4。各束規(guī)格如表 2 所示。表 2 z5 聯(lián)單幅箱梁縱向預(yù)應(yīng)力束表鋼束編號(hào)f1規(guī)格束數(shù)2每束管道長(zhǎng)度(cm)18999.119245.219492.619740.019987.316375.516375.51179.5張拉方式兩端張拉兩端張拉兩端張拉兩端張拉兩端張拉單端張拉單端

9、張拉單端張拉單端張拉單端張拉單端張拉單端張拉單端張拉19- 15.2sf219- 15.22sf319- 15.22sf419- 15.22sf519- 15.22st19- 15.24st29- 15.24st312- 15.2st412- 15.21179.5sb19- 15.2sb29- 15.24sb312- 15.22sb412- 15.223806.6s岸上引橋 e2 聯(lián)e2 聯(lián)單幅箱梁縱向預(yù)應(yīng)力束有 8 根腹板束、18 根頂板束、16 根底板束，編號(hào)分別為 f1f4、t1t4、b1b4。各束規(guī)格如表 3 所示。 表 3 e2 聯(lián)單幅箱梁縱向預(yù)應(yīng)力束表鋼束編號(hào)f1規(guī)格束數(shù)2每束管道

10、長(zhǎng)度(cm)9724.7張拉方式兩端張拉兩端張拉兩端張拉兩端張拉單端張拉單端張拉單端張拉單端張拉單端張拉單端張拉單端張拉單端張拉sf22sf3210218.810466.29877.4sf42st12st24st38st44sb1610098.010098.010098.03118.0sb29- 15.26sb39- 15.22sb49- 15.22s這幾聯(lián)箱梁中頂板預(yù)應(yīng)力鋼束 t1t4 和底板預(yù)應(yīng)力鋼束 b1b4 孔道彎角很小，且有的長(zhǎng)度還很短，均不是此次研究的對(duì)象。本次測(cè)試對(duì)象為長(zhǎng)預(yù)應(yīng)力束，因此，選取這幾聯(lián)中的腹板鋼束進(jìn)行有效預(yù)應(yīng)力測(cè)試，具體為z3、z5 聯(lián)箱梁中 f1、f3、f4 或 f

11、5 中每聯(lián)選取三束，e2 聯(lián)箱梁中 f1f4 中共選取三束，包含了 19- 15.2、17- 15.2 兩種型號(hào)的預(yù)應(yīng)力鋼束。ss5 測(cè)試研究方法5.1 孔道摩阻損失測(cè)試（1）孔道摩阻損失的組成張拉時(shí)，預(yù)應(yīng)力鋼束與管道壁接觸面間產(chǎn)生摩擦力引起預(yù)應(yīng)力損失，稱為孔道摩阻損失。主要有兩種形式：一是由于曲線處鋼束張拉時(shí)對(duì)管道壁施以正壓力而引起的摩擦，其值隨鋼束彎曲角度總和而增加，阻力較大；另一是由于 p = p e mq-( +kx)xkxp 張拉端預(yù)應(yīng)力束的拉力；kmk 孔道對(duì)設(shè)計(jì)位置的偏差系數(shù)。xk+ kxa，mq0111mq0222mmq0nnn 由于存在測(cè)試上的誤差，上列方程式的右邊不等于零，

12、假定：mqkx y+ - = df1111mq+ kx -y = df2222mmq+ kx -y = dfnnnn根據(jù)最小二乘法原理，則有：n(mq + kx -y ) +l + (mq + kx -y ) = (df )222111nnnii=1 (df )2 (df )20 (d )2f 取得最小值，當(dāng)= 且= 0 時(shí)，iimk由此可得： m qqq 02+ k x - y =ii ii im q0x+ k x - y x =2i iii i解方程組即可得 、k 值。m錨具壓力傳感器壓力傳感器錨具彎索千 斤 頂工具錨錨具圖1 孔道摩阻試驗(yàn)方法壓力傳感器壓力傳感器試驗(yàn)方法：試驗(yàn)的預(yù)應(yīng)力束張

13、拉端和被動(dòng)端安裝壓力傳感器測(cè)試張拉噸位，錨具根據(jù)傳感器讀數(shù)，計(jì)算出孔道摩阻損失?？椎滥ψ柙囼?yàn)方法見(jiàn)圖1。千 斤 頂直索根據(jù)不同形狀、不同長(zhǎng)度的預(yù)應(yīng)力束的測(cè)試結(jié)果，通過(guò)最小二乘法可統(tǒng)計(jì)工具錨 出鋼筋與管道壁的摩擦系數(shù)和孔道偏差系數(shù) k。5.2 錨圈摩阻口損失張拉時(shí)錨具與預(yù)應(yīng)力鋼束之間發(fā)生摩擦及錨具本身的變形引起的預(yù)應(yīng)力損失稱為錨圈口摩阻損失。試驗(yàn)方法：試驗(yàn)時(shí)在預(yù)應(yīng)力鋼束兩端各安裝 2 個(gè)壓力荷載傳感器，一個(gè)安置在工作錨錨具內(nèi)，一個(gè)在工作錨錨具外，張拉時(shí)主動(dòng)端錨具內(nèi)外傳感器測(cè)得的荷載差值即為錨圈口摩阻損失。錨圈口摩阻損失測(cè)試方案示意圖見(jiàn)圖 2。在選取的幾聯(lián)試驗(yàn)箱梁中，每一種型號(hào)的試驗(yàn)預(yù)應(yīng)力鋼束各選

14、取兩束，進(jìn)行錨圈口摩阻損失的測(cè)試，即 19- 15.2、17- 15.2 兩種型號(hào)各選擇兩束進(jìn)行ss測(cè)試。錨墊板壓力傳感器千斤頂工作錨工具錨圖 2 錨圈口摩阻損失試驗(yàn)方法5.3 錨固回縮損失測(cè)試在錨固預(yù)應(yīng)力鋼束的時(shí)候，鋼束端頭拉力從千斤頂傳給錨具，不可避免地要引起鋼束少量的回縮，承壓的錨墊板也可能被壓進(jìn)梁端混凝土，這些原因引起鋼束縮短，從而引起預(yù)應(yīng)力損失，稱為錨固回縮損失。試驗(yàn)方法：試驗(yàn)時(shí)在預(yù)應(yīng)力鋼束張拉端的工作錨具與錨墊板之間各安裝壓 力荷載傳感器，張拉至設(shè)計(jì)噸位后，測(cè)量傳感器錨固前和錨固后的數(shù)值，換算成對(duì)應(yīng)的荷載，傳感器各自錨固前、后測(cè)得的荷載差值即為錨固回縮損失。圖 3 錨固回縮損失測(cè)試

15、方法5.4 應(yīng)力傳遞時(shí)間測(cè)試預(yù)應(yīng)力鋼束張拉應(yīng)力傳遞時(shí)間測(cè)試方法：z3、z5、e2 聯(lián)各選擇兩束腹板預(yù)應(yīng)力鋼束，在兩端錨下安裝壓力荷載傳感器，先兩端同時(shí)張拉至 10%設(shè)計(jì)張拉控制力，然后一端封閉一端張拉，分級(jí)張拉順序?yàn)椋?0.2p 0.5p 0.8p 1.0p ，每級(jí)荷載張拉到位后進(jìn)行持荷，持kkkk荷時(shí)間以被動(dòng)端壓力荷載傳感器的讀數(shù)穩(wěn)定為準(zhǔn)。每級(jí)張拉荷載下測(cè)讀并記錄兩端壓力荷載傳感器讀數(shù)，以及讀數(shù)至穩(wěn)定的時(shí)間長(zhǎng)短。5.5 初始張拉力的確定在 z3、z5、e2 聯(lián)上各選兩束試驗(yàn)預(yù)應(yīng)力鋼束，兩端均安裝壓力荷載傳感器，試驗(yàn)時(shí)一端封閉作為被動(dòng)端，一端主動(dòng)張拉，按每級(jí) 5%的設(shè)計(jì)張拉控制力分級(jí)張拉，每張

16、拉到位后持荷至兩端傳感器讀數(shù)穩(wěn)定，然后記錄兩端傳感器讀數(shù)，并同時(shí)記下伸長(zhǎng)量。通過(guò)繪制伸長(zhǎng)量和張拉力的關(guān)系曲線，并結(jié)合被動(dòng)端應(yīng)力測(cè)試結(jié)果，以伸長(zhǎng)量和張拉力開(kāi)始成近似線性關(guān)系，且被動(dòng)端產(chǎn)生了一定的初 始預(yù)應(yīng)力時(shí)的張拉力作為初始張拉力。5.6 有效預(yù)應(yīng)力根據(jù)上述各類型預(yù)應(yīng)力鋼束的實(shí)測(cè)孔道摩阻系數(shù)、錨圈口摩阻損失、錨固回縮損失，計(jì)算出長(zhǎng)預(yù)應(yīng)力鋼束兩端張拉時(shí)中間位置的有效預(yù)應(yīng)力。6 擬提交的成果（1）19- 15.2、17- 15.2 兩種型號(hào)預(yù)應(yīng)力錨具的錨圈口摩阻損失。ss（2）試驗(yàn)預(yù)應(yīng)力鋼束錨固回縮損失測(cè)試結(jié)果。（3）試驗(yàn)長(zhǎng)預(yù)應(yīng)力鋼束初張力測(cè)試結(jié)果及建議。（4）試驗(yàn)預(yù)應(yīng)力鋼束張拉錨固后的錨下及跨中有效預(yù)應(yīng)力。（5）試驗(yàn)預(yù)應(yīng)力鋼束張