1．試驗概況

預應力混（hún）凝土箱梁為後張法預應力混凝土結構，預應力鋼絞線采用φj15.24mm(單根截麵（miàn）積1.419cm2)高（gāo）強度低鬆弛鋼絞線（xiàn），標準強度1860MPa。縱向預應力束19-φj15.24管道采用內徑100mm 高密度聚乙烯波紋（wén）管成孔，縱（zòng）向預應力束12-φj15.24管（guǎn）道采（cǎi）用內徑90mm高密度聚（jù）乙烯波紋管成孔。縱向預應（yīng）力束19-φj15.24、12-φj15.24采用群錨錨具，均（jun1）為兩端（duān）張拉。

箱梁縱向（xiàng）預應力束（shù）布置及管道相關參數見表（biǎo）1.1。

表1.1 預應力束布置及管道相關參數表

鋼束編號鋼束規格束（shù）數管道長度L(cm) 管道曲（qǔ）線角θ（度）管道曲線角θ

（rad）位（wèi）置

BF1 19-φj15.24 2 4748.2 14

0.2443 腹板

BF2 19-φj15.24 2 4936.2 14

0.2443 腹（fù）板

BF3 19-φj15.24 2 4921.5 14

0.2443 腹板

BF4 19-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 0.1745 底板

BT1 5-φj15.248 900 0 0 頂板

2．試驗內容（róng）

本次試驗包括兩部分，管道摩阻試驗和錨（máo）口（kǒu）摩阻試驗。其中，管道摩阻試驗的試驗管道為低端側（cè）BF1、高（gāo）端側BF4、底板BB3。主要（yào）通過測（cè）定三個管道張拉束主動端與被動端實測壓力值，根（gēn）據規範規定的公式計算摩擦係數μ和（hé）偏差係數k。

19孔群錨錨口摩阻試驗在特製的混凝土試件上進行。試驗主要測定錨口（kǒu）的摩阻損失。此外為測定喇（lǎ）叭（bā）口的摩阻損失（shī），在試件上也要進行喇（lǎ）叭口的摩阻損失試驗，方法是通過測試喇叭口與錨口摩（mó）阻損失之（zhī）和，再（zài）從中扣除錨口摩阻損失，以確定喇叭口的（de）摩阻損失。

3．試驗原理

3.1 管道摩阻損失的組成

後張法張拉時（shí），由於梁體（tǐ）內力筋與管道（dào）壁接觸並沿管道滑動而產生摩（mó）擦阻力，摩阻損失可（kě）分為彎道影響和管道走動影響兩部分。理論上講，直線（xiàn）管道無摩擦損失，但管道在（zài）施工時因震（zhèn）動等原因而變成波形（xíng），並非理想（xiǎng）順直（zhí），加（jiā）之力筋因（yīn）自重而下垂，力筋與管道實際上有接觸，故當有（yǒu）相對滑動（dòng）時就會產生摩阻力，此項稱為管（guǎn）道走（zǒu）動影響（或偏差影響（xiǎng）、長度影響）。對於管道彎轉影響除了管道走動影響之外，還有力筋對管道（dào）內壁的徑向壓（yā）力所產生的摩阻力，該部分稱為彎道影響，隨力筋（jīn）彎曲角度的增加而增加。直線管（guǎn）道的摩阻損失較小，而（ér）曲（qǔ）線管道的摩擦（cā）損失由兩部分組成，因此比直線管（guǎn）道大的多（duō）。

3.2 管道摩阻損失的計算公式

根據《公路鋼（gāng）筋混凝（níng）土及（jí）預應力混凝土橋涵（hán）設計規範》(JTG D62—2004)第6.2.2條規定，後張法（fǎ）構件張拉時，預應力鋼筋與管道（dào）壁之間摩擦引起的預應力損失，可按下式計算：

…………(3-1)

式中———張拉端鋼絞線（xiàn）錨下控製應力（lì）(MPa)；

μ———預應力鋼筋與（yǔ）管道壁的摩擦係數（shù）；

θ———從張拉端至計算截（jié）麵曲線（xiàn）管（guǎn）道（dào）部分切線的夾角之和(rad)；k———管道每米局部偏（piān）差對摩擦的影響係數；

x———從張拉端至計算截麵的（de）管道（dào）長（zhǎng）度，可近似地（dì）取該段管道在構件縱（zòng）軸上（shàng）的投（tóu）影長度(m)。

根據式(2-1)推導k和μ計算公式，設主動（dòng）端壓力傳感器測試值為P1,被動端為P2，此時管道長度為l, θ為管道全長的曲線包角，考（kǎo）

慮式(2-1)兩邊同乘以預應力鋼絞線的有效麵積，則可得：

…………………(3-2)

兩邊取（qǔ）對（duì）數可得;

…………………(3-3)

令 , 則

由（yóu）此，對不同管道的（de）測量可得一係列方程式（shì）：

即

即

即

由於（yú）測試存在誤差，上（shàng）式右邊不（bú）會為零，假設

則利用最小二乘（chéng）法原理有：

……………(3-4)

當……………(3-5)

時，取（qǔ）得最小值。

由式(3-4)、(3-5)可得：

……………(3-6)

解方程組（zǔ）(3-6)得k及μ值。

3.3 錨口摩阻損失的計算公（gōng）式

在特製試件上進行19孔（kǒng）群（qún）錨錨口摩（mó）阻損失試驗時，令主動（dòng）端壓（yā）力值為N1，被動端壓力值為N2，則錨口摩阻力為：

……………(3-7)

克服錨口摩阻（zǔ）力（lì）的超張（zhāng）拉係數：

……………(3-8)

4．試驗方法

4.1 管道摩阻試驗（yàn）

4.1.1 試驗時采用（yòng）一端張拉，應用兩台壓力（lì）傳感器。張拉前應標定好試驗用的千（qiān）斤頂和高壓油（yóu）泵，並在試驗中配（pèi）套使用，以校核傳感器讀數。

4.1.2 19-φj1

5.24和12-φj15.24預應力鋼絞線分8級加載。試驗時，19-φj15.24預應力鋼絞線從（cóng）500kN到3700kN（設（shè）計張拉力）, 12-φj15.24預應力鋼絞線從300kN到2300kN（設計張拉力）。試驗時根據（jù）千斤頂油表讀數控製張拉荷載級（jí）。

4.1.3 以一端作主（zhǔ）動（dòng）端，一端作被動端逐級加載，兩端均讀（dú）取傳感器讀數，並測量鋼絞線伸長量，每個管道張拉二次。之後調換主動端與被動（dòng）端位置，用同樣的方法再做一遍。

4.1.4考慮到50m梁鋼絞線伸（shēn）長量較大，若一台千斤頂行程不夠，需（xū）至少在張拉（lā）端安裝二（èr）台千斤頂，被（bèi）動（dòng）端安裝一台（tái）千斤頂（圖4.1）。

4.1.5 鋼束伸長（zhǎng）量（liàng）和夾片外（wài）露量通過直鋼尺測量。

圖4.1 管道摩阻試（shì）驗示意圖

4.2 錨口摩阻試驗

錨具的錨口摩阻試驗在特製（zhì）的（de）混凝土試件上進行，截麵（miàn）中（zhōng）心處的預應力管道為直管道，成孔方式及錨具、錨墊板與箱梁采用的完全相同。測（cè）試時需采（cǎi）用工作（zuò）狀態（tài）的（de）錨頭（安裝夾片），試驗采用（yòng）單（dān）端張拉方式，在試（shì）件兩端分別安裝（zhuāng）千斤頂（dǐng），被動端測試前首先張拉，以便完成測試後進行退錨。試驗時示意圖見圖4.2。

試（shì）驗時千斤（jīn）頂一次直接張拉至設計張拉應（yīng）力（3700kN），分別（bié）讀取（qǔ）主動端和被動端傳感器讀數。選取三套規格相同的19孔群錨錨具進行試驗，每套錨具（jù）共計張拉2次。

在安裝過程中（zhōng）由於1#傳感器與工作錨（máo）具之間存在一定間隙，在試驗時工作錨在千斤頂壓力作用下可能嵌入傳（chuán）感器中，導致測量數據失真且試驗完成後不宜於拆除，所以（yǐ）在1#傳感器與工作（zuò）錨具之間臨時真設一塊限位板。在數據分析過（guò）程中應（yīng）分析比（bǐ）較扣除此塊限位板所產生的錨口摩阻損失。

圖（tú）4.2 錨口摩阻試驗示意圖

4.3 喇叭口摩阻（zǔ）試驗

同（tóng）樣（yàng）在試件上進行喇叭口（kǒu）摩阻（zǔ）損（sǔn）失的試驗（yàn），測定其損失主要通過（guò）間接的（de）方式進行，方法是通過（guò）測試喇叭口與錨口摩阻損失之和，再從中扣除錨口摩阻損失以確定喇叭口的摩阻損失。試驗的具體操作與錨口摩

阻試驗一樣，隻是在主動端與被（bèi）動端各安置一個傳感器（圖（tú）4.3）。

圖（tú）4.3 錨口和喇叭口摩阻試驗示意圖

同樣的（de），試驗時千斤頂一次直接張拉至設計張拉（lā）應力（3700kN），分別讀取主動端和被動端傳感器讀（dú）數（shù）。以試件一端為主動張拉端，一端為被動端，共計張拉2次後，調換主動端與被動端位置再做2次。

5．數據記錄

分級測試預應力束張拉過程中主動端（duān）與被動端的荷載，並通過線性回歸確定管道（dào）被動端和主動（dòng）端荷載的比值，然後利用二元線性（xìng）回歸的方法確定預（yù）應力管道的k、μ值。

每級荷載下均需記錄的（de）測試（shì）數據有（yǒu）：主動端與被動端壓力傳感器讀數、張拉端得油缸伸長量、油表（biǎo）讀數（shù）、張拉端夾片外露量，所測數據均在記錄本上即時記錄。

6. 油泵操作注意事項

在管道摩阻試驗過程中，采用單側張拉方式（左右兩側不對稱）對梁體不利（lì），所以應嚴格控（kòng）製（zhì）張拉（lā）應力（必要時應進行間（jiān）算，否則（zé）應對稱張拉）。當張拉到設（shè）計荷載時，由於張拉力與鋼絞線伸長（zhǎng）不同步，致使當遊表到達設計值後，鋼絞線繼續伸長，相應造成油表讀數下滑。為避免這種（zhǒng）現象的發生，當油表達（dá）到設計讀數後應（yīng）降低供油速度（dù），向千斤頂缸體內緩慢供油，維（wéi）持油表表盤讀數（shù）不變持荷約1分鍾後，鋼絞線的的伸長基本完成，方可關閉進油閥，關閉油泵。待相應工作完

成之後方可（kě）進入下一級作（zuò）業。

當張（zhāng）拉（lā）到控製應力（lì）一級時，不可超張（zhāng）拉過設計讀數然後停止供油待油（yóu）表值回落到設計值。在量取伸長值時應按照上述方法待到伸（shēn）長量穩定後方可量取讀數。