預(yù)應(yīng)力混凝土管道摩阻實(shí)驗(yàn).doc

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1、預(yù)應(yīng)力混凝土管道摩阻實(shí)驗(yàn)預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁管道摩阻與錨圈口摩阻試驗(yàn)方案1．試驗(yàn)概況預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁為后張法預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，預(yù)應(yīng)力鋼絞線采用φj15.24mm(單根截面積1.419cm2)高強(qiáng)度低松弛鋼絞線，標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度1860MPa。縱向預(yù)應(yīng)力束19-φj15.24管道采用內(nèi)徑100mm高密度聚乙烯波紋管成孔，縱向預(yù)應(yīng)力束12-φj15.24管道采用內(nèi)徑90mm高密度聚乙烯波紋管成孔?？v向預(yù)應(yīng)力束19-φj15.24、12-φj15.24采用群錨錨具，均為兩端張拉。箱梁縱向預(yù)應(yīng)力束布置及管道相關(guān)參數(shù)見表1.1

2、。表1.1預(yù)應(yīng)力束布置及管道相關(guān)參數(shù)表鋼束編號(hào)????鋼束規(guī)格????束數(shù)????管道長度L(cm)????管道曲線角θ（度）????管道曲線角θ（rad）????位置BF1????19-φj15.24????2????4748.2????14????0.2443????腹板BF2????19-φj15.24????2????4936.2????14????0.2443????腹板BF3????19-φj15.24????2????4921.5????14????0.2443????腹板BF4????19

3、-φj15.24????2????4928.9????14????0.2443????腹板BB1????12-φj15.24????2????2596.1????29.7????0.5183????底板BB2a????12-φj15.24????2????3393.3????29.7????0.5183????底板BB2b????12-φj15.24????2????3394.7????29.7????0.5183????底板BB3????12-φj15.24????4????4866.0????10??

4、??0.1745????底板BT1????5-φj15.24????8????900????0????0????頂板2．試驗(yàn)內(nèi)容本次試驗(yàn)包括兩部分，管道摩阻試驗(yàn)和錨口摩阻試驗(yàn)。其中，管道摩阻試驗(yàn)的試驗(yàn)管道為低端側(cè)BF1、高端側(cè)BF4、底板BB3。主要通過測定三個(gè)管道張拉束主動(dòng)端與被動(dòng)端實(shí)測壓力值，根據(jù)規(guī)范規(guī)定的公式計(jì)算摩擦系數(shù)μ和偏差系數(shù)k。19孔群錨錨口摩阻試驗(yàn)在特制的混凝土試件上進(jìn)行。試驗(yàn)主要測定錨口的摩阻損失。此外為測定喇叭口的摩阻損失，在試件上也要進(jìn)行喇叭口的摩阻損失試驗(yàn)，方法是通過測試?yán)瓤谂c錨

5、口摩阻損失之和，再從中扣除錨口摩阻損失，以確定喇叭口的摩阻損失。3．試驗(yàn)原理3.1管道摩阻損失的組成后張法張拉時(shí)，由于梁體內(nèi)力筋與管道壁接觸并沿管道滑動(dòng)而產(chǎn)生摩擦阻力，摩阻損失可分為彎道影響和管道走動(dòng)影響兩部分。理論上講，直線管道無摩擦損失，但管道在施工時(shí)因震動(dòng)等原因而變成波形，并非理想順直，加之力筋因自重而下垂，力筋與管道實(shí)際上有接觸，故當(dāng)有相對(duì)滑動(dòng)時(shí)就會(huì)產(chǎn)生摩阻力，此項(xiàng)稱為管道走動(dòng)影響（或偏差影響、長度影響）。對(duì)于管道彎轉(zhuǎn)影響除了管道走動(dòng)影響之外，還有力筋對(duì)管道內(nèi)壁的徑向壓力所產(chǎn)生的摩阻力，該部分稱為

6、彎道影響，隨力筋彎曲角度的增加而增加。直線管道的摩阻損失較小，而曲線管道的摩擦損失由兩部分組成，因此比直線管道大的多。3.2管道摩阻損失的計(jì)算公式根據(jù)《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》(JTGD62—2004)第6.2.2條規(guī)定，后張法構(gòu)件張拉時(shí)，預(yù)應(yīng)力鋼筋與管道壁之間摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失，可按下式計(jì)算：????????…………(3-1)式中??———張拉端鋼絞線錨下控制應(yīng)力(MPa)；????μ———預(yù)應(yīng)力鋼筋與管道壁的摩擦系數(shù)；θ———從張拉端至計(jì)算截面曲線管道部分切線的夾角之和(rad)；

7、k———管道每米局部偏差對(duì)摩擦的影響系數(shù)；x———從張拉端至計(jì)算截面的管道長度，可近似地取該段管道在構(gòu)件縱軸上的投影長度(m)。根據(jù)式(2-1)推導(dǎo)k和μ計(jì)算公式，設(shè)主動(dòng)端壓力傳感器測試值為P1,被動(dòng)端為P2，此時(shí)管道長度為l,θ為管道全長的曲線包角，考慮式(2-1)兩邊同乘以預(yù)應(yīng)力鋼絞線的有效面積，則可得：??????????????????…………………(3-2)兩邊取對(duì)數(shù)可得;????????????????…………………(3-3)令??,??則??由此，對(duì)不同管道的測量可得一系列方程式：????即

8、????????即??????即??由于測試存在誤差，上式右邊不會(huì)為零，假設(shè)??則利用最小二乘法原理有：????……………(3-4)當(dāng)????????????????????……………(3-5)時(shí)，取得最小值。由式(3-4)、(3-5)可得：????……………(3-6)解方程組(3-6)得k及μ值。3.3錨口摩阻損失的計(jì)算公式在特制試件上進(jìn)行19孔群錨錨口摩阻損失試驗(yàn)時(shí)，令主動(dòng)端壓力值為N1，被動(dòng)端壓力值為N2，則錨口摩阻力為