2022年哈大客运专线预应力混凝土连续梁桥摩阻试验研究(图文).docx

2022年哈大客运专线预应力混凝土连续梁桥摩阻试验研究(图文) 论文导读：随着我国客运专线建设的蓬勃发展,桥梁建设进入了前所未有的高潮时期,桥梁的结构平安性已成为当今社会普遍关注的问题。孔道摩阻和孔道偏差系数就干脆影响预应力连续梁的设计预应力力值，孔道摩阻和孔道偏差系数在实际施工中的数值与设计采纳的数值相差较大时也干脆影响预应力施加的合理性和有效性。因此在预应力连续箱梁施工中进行摩阻试验是特别有必要的。关键词：客运专线，悬臂施工，连续箱梁，预应力筋束，摩擦系数，孔道偏差系数 0引言 随着我国客运专线建设的蓬勃发展,桥梁建设进入了前所未有的高潮时期,桥梁的结构平安性已成为当今社会普遍关注的问题。同时，由于预应力技术已经较为成熟，铁路客运专线跨越干道、河谷等时采纳预应力连续梁的数量越来越多。在预应力连续梁施工过程中预加应力的数值就干脆影响桥梁的受力状态和成桥后的运营平安。所以在预应力设计和施工中就要严格限制施加的预应力力值。孔道摩阻和孔道偏差系数就干脆影响预应力连续梁的设计预应力力值，孔道摩阻和孔道偏差系数在实际施工中的数值与设计采纳的数值相差较大时也干脆影响预应力施加的合理性和有效性。因此在预应力连续箱梁施工中进行摩阻试验是特别有必要的。 1孔道摩阻损失组成 后张梁张拉时，由于力筋与孔道壁接触并沿孔道滑动而产生摩擦阻力，摩阻损失可分为弯道影响和孔道走动影响两部分,理论上讲，直线孔道无摩擦损失，但孔道在施工时因振动等缘由走动而变成波形，并非志向顺直，加之力筋因自重而下垂，力筋与孔道事实上有接触，当有相对滑动时就会产生摩阻力，此项称为孔道走动影响。对于曲线孔道，除了孔道走动影响之外，还有力筋对孔道内壁的径向压力所产生的摩阻力，该部分称为弯道影响。 根据TB1012.3-2022铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范，预应力钢束的摩阻损失按下式计算： 式中: 张拉限制应力，； 弯曲孔道端部切线交角，对于空间预应力束，空间包角状况下，采纳如下近似方法计算： 式中： 空间曲线在水平面上投影包角； 空间曲线在竖向圆柱面的绽开平面上投影包角； 曲线分段。 孔道长度，m； 、分别为孔道摩阻系数和孔道偏差系数。 2摩阻试验的必要性 由于预应力筋过长或弯曲过多都会加大预应力筋的孔道摩阻损失，特殊是弯曲多、弯曲半径小、弯曲角度较大的预应力筋，两端张拉时，中间段的有效预应力损失较大。实测资料表明：虽然孔道材质、力筋束种类以及张拉限制力相同，不同单位施工的梁所用的钢绞线与水纹管的实测孔道摩阻系数却大不相同，同一单位施工的不同孔道的摩阻系数也存在差异。 作为张拉的限制条件，假如孔道有漏浆堵塞现象，若不校核伸长值，就会使有效预应力达不到设计要求；另外，在施工过程中，预应力孔道埋设与设计存在误差时，预应力损失也是不同的，这时，设计伸长值若根据以往阅历计算是不能真实反映实际施工状况的。因此，测量预应力筋的摩阻力，是确保施工质量的有效措施。 为解决孔道摩阻常规测试中存在的问题，保证测试数据的精确性，在本桥梁体孔道摩阻试验中，运用穿心式压力传感器测试张拉端和被动端的压力以代替千斤顶油压表读取数据的方法，提高了测试数据的牢靠度与精确性，测试结果不受千斤顶油压表读数辨别率较低的影响；并在传感器外采纳约束垫板的测试工艺，以保证张拉过程中压力传感器与张拉千斤顶对位精确。 3预应力孔道摩阻损失测试 试验采纳TB10203-2002铁路桥涵施工规范附录所建议的仪器布置测试本桥孔道摩阻损失，仪器布置如图1所示。 图1摩阻试验仪器布置图 4现场试验步骤 试验过程根据相关规范要求进行试验设备安装，每一束均进行3次张拉测量，先进行直线束孔道摩阻力测试，按式0时求得值，再进行与直线束孔道同样工艺及施工条件的曲线束孔道的摩阻试验，并以所得值代人式求得值，每次张拉后都要退锚重新安装千斤顶，为减小退锚的难度，在张拉前将锚固端千斤顶油缸空载顶出10cm，然后安装夹片，张拉完成后，锚固端千斤顶回油，减小退锚时钢绞线的预应力； 试验前测试压力传感器初值，然后分级单端张拉到； 张拉到限制应力，持压5min，以此时的测量结果作为张拉试验的终值进行分析； 张拉端千斤顶回油到0，记录压力筒压力及锚塞外露值。论文参考。 锚固端千斤顶回油，卸下两端张拉装置。 重复进行上述步骤，再试验2次。 5试验数据分析方法 干脆分析 先进行直线束孔道摩阻力测试，按式0时求得值，再进行与直线束孔道同样工艺及施工条件的曲线束孔道的摩阻试验，并以所求值代人式求得值。 最小二乘法 若试验采纳的预应力束均有弯起角度，需采纳最小二乘法来进行分析。 被动端的拉力与主动端的张拉力关系为： 为依据试验数据确定参数和的值，令： 则： 由于试验存在误差，故假设测试误差为，即： 若有束预应力钢束，则： 利用最小二乘原理，全部预应力钢筋测试误差的平方和为： 欲使试验误差最小，应使： ， 整理可得： 由式可解得参数和，须要指出的是，由于参数和的耦联，必需借助于2束以上的预应力钢束才能计算出和的值。 6工程实例 工程概况 哈大客专(32+48+32)m预应力混凝土连续梁桥,采纳悬臂施工，边支座中心线至梁端0.75m,梁全长113.3m,梁体为单箱单室，变高度、变截面结构,箱梁底板下缘按二次抛物线改变，梁底抛物线方程为。中支点梁高4.05m，边支点及跨中梁高3.05m，中跨跨中直线段长2.00m，边跨直线段长9.65m。截面采纳单箱单室斜腹板形式，顶板厚度除梁端和支点旁边外均为35cm，腹板厚4073cm，底板厚度从跨中到端部由40cm加厚至60cm。顶板宽13.4m，底板宽度6.7m。箱梁两侧腹板与顶底板相交处均采纳圆弧倒角过渡。箱梁支点处设置横隔板，共设置4道横隔板，横隔板厚度：边支座处1.50m，中支座处1.60m。 梁体采纳C50混凝土，预应力采纳纵向、横向及竖向三向预应力体系，连续梁梁体纵、横向预应力采纳符合现行国家标准预应力混凝土用钢绞线规定的钢绞线,抗拉强度标准值fpk1860MPa。锚固体系采纳与之对应规格的群锚装置，张拉采纳与之配套的机具设备，采纳金属水纹管成孔。竖向预应力筋采纳32mmPSB830预应力砼用高强精轧螺纹钢筋，抗拉强度标准值fpk830MPa，锚具采纳JLM锚具锚固，采纳内径为50mm铁皮管成孔。论文参考。 预应力束选择 试验选择预应力束的原则如下： 预应力束的长度不能太小，否则，摩阻损失较小，而影响因素较多，试验精度无法保证； 预应力束的长度不能过大，因为试验时预应力束为单端张拉，预应力束的伸长量较大，若预应力束长度过大则会增加试验的难度。 依据以上原则，选择2号块2束腹板束F2和2束顶板束T2进行孔道摩阻试验。 7试验结果分析 孔道摩阻试验预应力束为单端张拉，一端为主动端，另一端为被动端，两端压力传感器的压力差即为孔道摩阻损失。预应力钢绞线计算摩阻损失时计算参数，顶板束T2，腹板束F2，试验结果列于表1及表2。 表1顶板束摩阻试验结果 钢束名称试验序号主动端初值主动端终值被动端初值被动端终值摩阻损失值平均值T2-1第一次02230021221080.002480.00260其次次02208020951130.00263第三次02217321011160.00269T2-2第一次02218021073110.00257其次次02223021101130.00261第三次021101020851120.00262 表2腹板束摩阻试验结果 钢束名称试验序号主动端初值主动端终值被动端初值被动端终值摩阻损失值平均值F2-1第一次02187317804073.2190.224其次次02205017894160.223第三次022180173014210.226F2-2第一次02202217884130.222其次次02096016934030.230第三次02208017844240.229 8结论 对哈大客专m预应力混凝土连续梁桥进行了预应力摩阻损失试验，试验主要结论如下： 锚口、喇叭口损失取5.6%； 摩阻系数取值：孔道摩阻系数0.22，孔道偏差系数0.0026。 从试验结果来看，各参数的实测值与设计取值基本接近，表明设计时所取用的参数合理、牢靠。论文参考。设计供应的预应力筋张拉限制力能保证箱梁的有效预应力的要求。 参考文献:1范立础.桥梁工程M.北京:人民交通出版社,2001.2裘伯永,盛兴盛,乔建东等.桥梁工程M.北京:中国铁道出版社,2004.3铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范(TB10102132022)S.4黄伟钊,易锦,冯正.客运专线32m简支箱梁预应力孔道摩阻损失试验探讨J.工程建设,2022(6):14-16.5张瑞森.松花江特大桥预应力孔道摩阻试验探讨J.铁道标准设计,2022(5):46-47.6齐春峰.点头特大桥孔道摩阻的试验探讨J.路基工程,2022(6):92-94. 第9页 共9页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页