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

1、哈大客運專線預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋摩阻試驗研究(圖文)論文導(dǎo)讀：隨著我國客運專線建設(shè)的蓬勃開展,橋梁建設(shè)進入了前所未有的高潮時期,橋梁的結(jié)構(gòu)平安性已成為當(dāng)今社會普遍關(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)計預(yù)應(yīng)力力值，孔道摩阻和孔道偏差系數(shù)在實際施工中的數(shù)值與設(shè)計采用的數(shù)值相差較大時也直接影響預(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)箱梁施工中進行摩阻試驗是非常有必要的。關(guān)鍵詞：客運專線，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 引言隨著我國客運專線建設(shè)的蓬勃開展,橋梁建設(shè)進入了前所未有的高潮時期,橋梁的結(jié)構(gòu)平安性已成為當(dāng)今社會普遍關(guān)注的問題。同時，由于預(yù)應(yīng)

2、力技術(shù)已經(jīng)較為成熟，鐵路客運專線跨越干道、河谷等時采用預(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)和成橋后的運營平安。所以在預(yù)應(yīng)力設(shè)計和施工中就要嚴(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)計預(yù)應(yīng)力力值，孔道摩阻和孔道偏差系數(shù)在實際施工中的數(shù)值與設(shè)計采用的數(shù)值相差較大時也直接影響預(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)箱梁施工中進行摩阻試驗是非常有必要的。1孔道摩阻損失組成后張梁張拉時，由于力筋與孔道壁接觸并沿孔道滑動而產(chǎn)生摩擦阻力，摩阻損失可分為彎道影響和孔道走動影響兩局部,理論上講，直線孔道無摩擦損失，但孔道在

3、施工時因震動等原因走動而變成波形，并非理想順直，加之力筋因自重而下垂，力筋與孔道實際上有接觸，當(dāng)有相對滑動時就會產(chǎn)生摩阻力，此項稱為孔道走動影響式中:張拉控制應(yīng)力，；彎曲孔道端部切線交角，對于空間預(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。孔道長度，m；、分別為孔道摩阻系數(shù)和孔道偏差系數(shù)。2 摩阻試驗的必要性由于預(yù)應(yīng)力筋過長或彎曲過多都會加大預(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，中間段的有效預(yù)應(yīng)力損失較大。實測資料說明：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，就會使有效預(yù)應(yīng)力達不到設(shè)計要求；另外，在施工過程中，預(yù)應(yīng)力孔道埋設(shè)與設(shè)計存在誤差時，預(yù)應(yīng)力損失也是不同的，這時，設(shè)計伸長值假設(shè)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，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中，使用穿心式壓力傳感器測試張拉端和被動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位準(zhǔn)確。3預(yù)應(yīng)力孔道摩阻損失測試試驗采用?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 摩阻試驗儀器布置圖4 現(xiàn)場試驗步驟1 試驗過程按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求進行試驗設(shè)備安裝，每一束均進行3次張拉測量，先進行直線束孔道摩阻力測試，按式10時求得值，再進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，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，減小退錨時鋼絞線的預(yù)應(yīng)力；為根據(jù)試驗數(shù)據(jù)確定參數(shù)和的值，令：那么：由于試驗存在誤差，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)力鋼束才能計算出和的值。6 工程實例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、點梁高4.05m，邊支點及跨中梁高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,抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值fpk1860MPa

8、。錨固體系采用與之對應(yīng)規(guī)格的群錨裝置，張拉采用與之配套的機具設(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)力砼用高強精軋螺紋鋼筋，抗拉強度標(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，試驗精度無法保證； 預(yù)應(yīng)力束的長度不能過大，因為試驗時預(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增加試驗的難度。根據(jù)以上原那么，選擇2號塊2束腹板束F2和2束頂板束T2進行孔道摩阻試驗。7試驗結(jié)果分析孔道摩阻試驗預(yù)應(yīng)力

9、束為單端張拉，一端為主動端，另一端為被動端，兩端壓力傳感器的壓力差即為孔道摩阻損失。預(yù)應(yīng)力鋼絞線計算摩阻損失時計算參數(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，試驗結(jié)果列于表1及表2。表1 頂板束摩阻試驗結(jié)果 鋼束名稱 試驗 序號 主動端初值 主動端終值 被動端初值 被動端終值 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 腹板束摩阻試驗結(jié)果 鋼束名稱 試驗 序號 主動端初值 主動端終值 被動端初值 被動端終值 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)論對哈大客專32+48+32m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋進行了預(yù)應(yīng)力摩阻損失試驗，試驗主要結(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。從試驗結(jié)果來看，各參數(shù)的實測值與設(shè)計取值根本接近，說明設(shè)