预应力钢筋混凝土箱梁桥预应力摩阻损失测试

预应力钢筋混凝土箱梁桥预应力摩阻损失测试　汪斌　２３００５１）　（安徽交通职业技术学院土木工程系，安徽合肥摘要：基于某大跨预应力连续箱梁桥腹板预应力钢绞线现场长期测试过程以及测试数据结果，对箱梁腹板预应力摩阻损失进行　分析，为连续箱梁桥施工过程中预应力钢绞线的张拉控制提供依据，确保成桥后达到设计要求。　关键词：预应力钢绞线；摩阻损失；连续箱梁　中图分类号：Ｕ４４８．３８；Ｕ４４８．２１３　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７３—５７８１（２００８）０５—０６８７～０２　随着现代预应力技术的发展，预应力混凝土在土　木工程中的应用越来越广泛，特别是大跨桥梁结构使　用预应力技术更为普遍，且采用后张法所占比例很　供参考。根据文献［４］，拟定以下几种方法：①直接　将应变片贴于钢绞线的一根钢丝上。②将一定长度　的一段钢绞线用焊锡或某种金属灌注，平整后贴片。　高。引起预应力损失的主要因素为：混凝土收缩徐　变、预应力筋松弛、锚头变形及预应力筋回缩、摩阻、　混凝土弹性压缩ｌ１］。预应力筋过长或弯曲过多都会　造成预应力筋的孔道摩擦损失，特别是弯曲多、弯曲　半径小、弯曲角度较大的预应力筋，在两端张拉时，其　中段的有效预应力损失很大。再由于施工过程中诸　多不确定的因素及施工水平的差异，这种预应力的损　③将应变片先贴于金属弹簧片上，再将弹簧片以某　种形式固定于钢绞线上。　经分析，第①种方法会由于张拉过程中钢丝的转　动使应变片移位损伤，而且钢丝过细与钢绞线轴线有　夹角，不易贴片和数据不准。第②种方法会引起钢绞　线局部加强和一定的应力集中。显然，第③种方法是　可取的，尽管固定和保护有一定的难度　］。　失往往不容易准确地计算出来，因而其在张拉控制应　力作用下的伸长值也无法准确计算，因此张拉前应对　重要的梁部结构进行管道摩阻现场测试。目的是：根　据测试结果对张拉力及管道进行调整，将设计张拉力　图１　某桥部分连续梁Ｗ３腹板索及测点布置　准确施加至梁体；准确测试出管道摩阻系数，进而核　算出预应力束道的理论伸长量，确实做到双控＿２］。文　按第③种方法设计制造钢绞线应力测试传感器如　图２所示。传感器由铜弹簧片弯成弓形，两端由卡箍　固定在钢绞线上，弹簧片的上下表面贴有电阻应变片。　当钢绞线受力变形后，弹簧片产生弯曲变形，使电阻应　献Ｅ３］曾基于某大跨预应力混凝土连续箱梁桥腹板竖　向预应力的现场长期测试结果，箱梁竖向预应力的各　种损失进行了分析。　变片的阻值发生变化，由应变仪测出其应变输出。　１测试技术与测点布置　本次测试根据连续箱梁桥施工现场情况（图１），　部分箱梁腹板中一根预应力钢绞线进行现场测试。　钢绞线张拉时，由于存在管道与钢绞线的摩擦、锚具　图２钢绞线传感器示意图　变形、钢绞线束的弯曲等因素，造成预应力损失，使得　钢绞线各个截面上的应力不等。由于钢绞线工作情　况复杂，测试方法的设计是很重要的，目前国内外尚　２实测结果与数据分析　根据设计文件，Ｗ３腹板索位于３　墩顶部箱梁　未见到比较完善的钢绞线预应力损失的测试方法可　收稿日期：２００８　０７一ｎ　腹板中，Ｗ３腹板索所经过的箱梁长度为２６　ｍ，梁截　作者简介：汪斌（１９８０一），女，安徽黄山人，硕士，安徽交通职业技术学院助教　《工程与建设》２００８年第２２卷第５期　６８７　维普资讯 http://www.cqvip.com 面为二次变截面。该梁段采用现场浇筑，悬臂施工，　当浇筑混凝土的强度达到设计强度的７５％，进行腹　密布置测试点（图２），对钢绞线在张拉后整个施工过　程中的实际预应力进行测试，获得随着时问和施工阶　板索Ｗ３的张拉，张拉控制力为３　０９５．７８４　ｋＮ。现对　Ｗ３钢绞线布置１３个测试点，在钢绞线的曲线段加　测试点　１　３　４　５　６　段的变化，预应力钢绞线的预应力摩阻损失，并统计　数据于表１中。　ｋＮ　９　ｌ１　７　８　表１　实测钢绞线张拉力数据表　施工阶段３　３　０６０．８６７　３　０８５，２０５　３　０３６．１８５　３　Ｏｌ１．０５　３　０６２．８６３　３　０７２．３２４　３　０５６．３０４　３　０４０．３６６　３　ｏ１８．１１９　２　９０７．２２１　２　８２５．３２３　２　７６６．５８３　２　７１６．５５４　施工阶段４　３　０５４．５６４　３　０７８．８５２　３　０２９．９３３　３　００４．８５　３　０５６．５５６　３　０６５．９９７　３　０５０．Ｏｌ　３　０３４．１Ｏ５　３　Ｏｌｌ，９０４　２　９Ｏ１．２３４　２　８１９．５０５　２　７６０．８８６　２　７１ｏ．９６　施工阶段５　３　０５０．７８１　３　０７５．０３９　３　０２６．１８　３　ＯＯ１．１２８　３　０５２．７７　３　０６２．２　３　０４６．２３３　３　０３０．３４８　３　００８．１７４　２　８９７．５４１　２　８１６．ｏ１３　２　７５７．４６７　２　７０７．５０３　施工阶段６　３　０４８．５４４　３　０７２．７８４　３　０２３．９６１　２　９９８．９２８　３　０５０．５３２　３　０５９．９５５　３　０４３．９９９　３　０２８．１２６　３　００５．９６８　２　８９５．５１７　２　８１３．９４８　２　７５５．４４５　２　７０５．６１７　施工阶段７　３　０４５．３５２　３　０６９．５６７　３　０２０．７９５　２　９９５．７８８　３　ｏ４７．３３８　３　０５６．７５１　３　０４０．８１２　３　０２４．９５５　３　００２．８２ｌ　２　８９２．４８５　２　８１１．００２　２　７５２．５６　２　７０２．７８４　施工阶段８　３　０４３．５７５　３　０６７．７７７　３　ｏ１９．０３３　２　９９４．０４　３　０４５．５６１　３　０５４．９６８　３　０３９．０３９　３　０２３．１９１　３　ＯＯ１．０６９　２　８９０．７９８　２　８０９．３６３　２　７５０．９５４　２　７Ｏ１．２０８　施工阶段９　３　０４２．１ｏｌ　３　０６６．２９　３　ｏ１７．５７　２　９９２．５８９　３　０４４．０８５　３　０５３．４８８　３　０３７．５６６　３　ｏ２１．７２６　２　９９９．６１５　２　８８９．３９７　２　８０８．ｏｏｌ　２　７４９．６２１　２　６９９．８９９　施工阶段？ｔｏ　３　ｏ４１．９７３　３　０６６．１６１　３　ｏ１７．４４３　２　９９２．４６４　３　０４３．９５７　３　０５３．３５９　３　０３７．４３８　３　ｏ２１．５９９　２　９９９．４８９　２　８８９．２７５　２　８０７．８８３　２　７４９．５０６　２　６９９．７８５　施工阶段ｌ１　３　０４１．４３５　３　０６５．６１８　３　ｏ１９．９１　２　９９１．９３４　３　０４３．４１８　３　０５２．８１９　３　０３６．９０１　３　０２Ｌ　０６４　２　９９８．９５８　２　８８８．７６４　２　８０７．３８６　２　７４９．ｏＩ９　２　６９９．３０８　施工阶段１２　３　ｏ４１．２３３　３　０６５．４１５　３　ｏ１６．７０９　２　９９１．？３６　３　０４３．２１６　３　０５２．６１７　３　０３６．６９９　３　０２０．８６４　２　９９８．７５９　２　８８８．５７３　２　８０７．２　２　７４８．８３７　２　６９９．１２９　从表１中数据显示，可以得到：①钢绞线随着长　度的增加，离张拉端距离越远处，预应力的损失越大。　单从施工阶段３可以知道离张拉端最远距离处预应力　损失达１２．２％左右。②随着时问增加和施工的继续，　预应力损失会逐渐趋于稳定。③到预应力损失基本　稳定状态时，最大预应力损失达ｌ３％。④在钢绞线曲　，的制约，因此对传感器进行相应的保护措施相当　重要。　（３）根据现场实测数据分析，得到预应力钢绞线　摩阻损失的大概趋势，为本桥的顺利施工以及成桥后　能达到设计要求提供了依据。　（参考文献］　ＪＴＧ　Ｄ６２－－２００４，公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规　范［Ｓ］．　钱段，钢绞线的摩阻损失比较大，即摩阻力较大。　３结束语　（１）通过在本桥施工过程中预应力摩阻损失的　测量，此次摩阻损失试验是成功的，为预应力结构施　工过程中，预应力摩阻损失难以确定给施工带来不　便，提供了解决办法。　（２）钢绞线传感器的安装受到了施工现场条件　（上接第６６２页）　［２］　刘效尧，朱新实．预应力技术及材料设备［Ｍ］．北京：人民交通出　版社，１９９，￣．　［３］　方志，汪剑．预应力混凝土箱梁桥竖向预应力损失的实测与　分析＿Ｊ］．土木工程学报，２００６，３９（５）：７８—８４．　［４］　孙仙山，吴俊亮．高架多跨连续预应力箱梁张拉钢绞线摩阻损失　测试研究［Ｊ］．实用测试技术，１９９９（３）：５—７．　［２］　陈忠汉，黄书秩．深基坑工程［Ｍ］．北京：机械工业出版　社，１９９９．　开挖及支护过程进行计算分析，主要考察围护及支撑　结构的内力以及土体变形，得出在原设计方案的基础　［３］　胡中雄．土力学与环境土工学［Ｍ］．上海：同济大学出版　社，１９９７．　上将５道支撑减少为４道支撑是可行的，不仅能保证　工程的安全，而且具有明显的经济效益。　［４］　崔岩，张鑫．深基坑土钉支护的有限元分析［Ｊ］．工程力学，　１９９６，１３（２）：１Ｏ３—１０９．　［５］　苏立君，韩波．土钉支挡体系的稳定性研究［Ｊ］．岩石力学与　［参考文献］　［１］　陈希哲．土力学地基基础［Ｍ］．北京：清华大学出版社，２００４　６８８《工程与建设》２００８年第２２卷第５期　工程学报，２００１，２０（Ｓ１）：１　２６９—１　２７３．　［６］　张明聚，陈肇元，宋二祥．深基坑土钉支护有限元分析方法及应　用口］．工业建筑，１９９９，２９（９）：７～ｎ．