根據（jù）滬昆高鐵杭州至長沙鐵路客運專線HCHN Ⅰ標段（duàn）綠豆坡特大橋施工現場的（de）孔道摩阻（zǔ）試驗，詳細闡（chǎn）述施工現場孔道（dào）摩阻試驗的必要性、測試方法、數據處理以及試驗過程中的注意事項。掌握這些試驗關鍵細節，有助於試（shì）驗前的工作準備、試驗過程的順利（lì）進行（háng）,確（què）保試驗結果可靠。

關鍵詞：混凝土橋梁；預應力孔道；施工；摩阻試驗

本文在進行滬昆高鐵（tiě）杭州至長沙鐵路客運專線HCHN Ⅰ標段綠豆坡特大橋施工（gōng）現場的孔道摩阻試驗的基礎上，詳（xiáng）細闡述施工現場孔道（dào）摩（mó）阻試驗的必要性、測試方法、數據處理以及試驗過程中的注意事（shì）項。

1 施工現場（chǎng）孔道摩阻試驗的必要性

采用掛籃懸臂澆築是國內建造大（dà）跨（kuà）預應力混（hún）凝土橋（qiáo）梁的主要施工方法之一。為保證施工過程中結構安全、成橋以後的（de）線形和受力狀態合理（lǐ），需要考（kǎo）慮多方麵因素的影響，其中（zhōng），精確計算（suàn）預應力束的有效應力是一個重要因素。為（wéi）此，有必要進行施（shī）工現場孔道摩阻試（shì）驗，具體有以下三個具體原因：

（1）雖然規範提（tí）供了孔道摩阻係（xì）數μ和偏差係數k 的使用範圍，但是範圍太大，取（qǔ）不同的值，會得到（dào）完全不同的（de）孔道摩阻損失率。

（2）雖然可以根據施工采用的結（jié）構材料（liào），在試驗室進行模型試驗，但是試驗室和（hé）施（shī）工現（xiàn）場環境相差較大（dà）。

（3）如果施工現場得到的孔道摩阻係數μ和偏差係數k ，與設計值不同，並在（zài）規（guī）範規定的範圍之內，應以實測的孔道摩阻係（xì）數μ

2 2.1 試驗（yàn）布置

2.2 試驗過程

張拉控製力可以分5級(2O%，40%，60%，80%，100%)張拉至設計張拉力。對於每一級加載穩（wěn）定後（hòu），需要（yào）同時記錄讀數儀和電動（dòng）油泵的讀數以及預應力束伸長量。

2.3 補充試驗的說明

圖（tú）1測得的總（zǒng）摩阻損失為孔道+錨頭+喇（lǎ）叭口摩阻損失之和，因此，需要（yào）補充錨頭（tóu）摩（mó）阻試驗及喇（lǎ）叭口摩阻試驗。錨（máo）頭摩阻（zǔ）試驗及喇叭口摩阻試驗可在試件上進行。由於本文重點闡述孔（kǒng）道摩阻試驗，對（duì）於錨頭摩阻試驗及喇叭口摩阻試驗，不再多述。

3孔道摩阻係數μ和偏差（chà）係數k 的確定（dìng）

在（zài）預施應力（lì）過程中，離張拉端x 處，因管道摩阻（zǔ）而損（sǔn）失的預應力束內力值x F 為（wéi）：

A kx A x F e F F βμθ=-=+-]1[)( （1）

式中，A F 為張拉力，β為損（sǔn）失率，已經扣除了兩端錨頭+喇（lǎ）叭口摩阻（zǔ）損失率。

式（1）可寫為

)1ln(βμθ--=+kl （2）

式中（zhōng），l 和θ分別為張拉端至固定端預（yù）應力束長和空（kōng）間包角。若該預應力束（shù）為直線布置，即0=θ，則可由式（2）直接得到l k /)1ln(β--=；若該預應力束為曲線（xiàn）布置，理論上可借助（zhù）於兩束以上（shàng）預應力束的測試結果，利（lì）用最小二乘法計算（suàn）得到μ、k 。

試驗存在誤差（chà）是不可避免的。假定式（2）的誤差為?，則有

?=-++)1ln(βμθkl （3）

如果有n 束預應力束，則式（3）變為

i i i i C kl ?=-+μθ ),,2,1(n i = （4）

式中，i θ、i l 分別為（wéi）第i 束預應力束的θ、l ，)1ln(i i C β--=，從而得到（dào）全部預應力束測試（shì）誤（wù）差（chà）的平方和為

()2

2

∑∑-+=?=i i i i C kl q μθ （5） 欲使得試驗誤差最小，應有（yǒu）

0=??k

q ，0=??μq （6） 由（yóu）式（5）和式（6）可得

?????=+=+∑∑∑∑∑∑i

i i i i i i i i i l C l k l C l k 22θμθθθμ （7） 根據式（7），可求得μ、k 。

4試驗中的關鍵注意事項

4.1 預應力束的工作長度

在做孔道摩（mó）阻試驗（yàn）時，對（duì）於（yú）預應力束的工作長度，需要同時考慮傳感器、千斤頂（dǐng）、工具錨長度的影（yǐng）響。有時，為了使傳感器能（néng）與梁體均勻接觸，需要在傳感器和梁體中間放置工作錨，此時，預應力筋（jīn）的工（gōng）作長度的預留還（hái）需要考慮工作錨長度（dù）的影響。

為了不浪費預（yù）應力筋，橋梁施（shī）工前，需要提前（qián）確定試驗預應力束（shù），在施工時，預留好足夠的預應力束工（gōng）作長度，並使（shǐ）同一預應力（lì）束（shù）的各根鋼筋盡量對齊。對於不需要做試驗的預應力束的工作長度（dù），可按照正常情況設計。

4.2 測試預應力束的最小數（shù）

施工現場做孔道摩（mó）阻試驗時，為了保證（zhèng）試驗成果的精（jīng）度，需要待混凝（níng）土養護（hù）完成後（hòu）進行，時間（jiān）上與施工張拉（lā）預應（yīng）力束相衝（chōng）突。為了不影響施工進度，不宜測試過多的預應力束。

從式（2）可以（yǐ）看出（chū），為了得到孔道摩（mó）阻係數μ和偏（piān）差係數k ，需（xū）要兩個不相關（guān）的方程聯立求解。所以（yǐ），最少（shǎo）需要測試一束直線預應力束和一束曲線預應力束，或者兩束（shù）線形不同的曲線預應力束，這樣可以得到孔道摩阻係（xì）數μ和偏差係數k 的唯一解。

由於試驗存在誤差，在條件允許的情況下，可（kě）以測試更多的預應力束，從而根據最小二乘法，得到孔道摩阻係數μ和偏差係數k 的最優解。

4.3 數據（jù）記錄

施工現場做孔道摩阻試驗時，為了精（jīng）確地得到預應力束的摩（mó）阻損失，每一（yī）級加載穩定後，需要同時讀取（qǔ）張拉端和錨（máo）固端的讀數儀數據，並做好記錄，同時記錄好相應的電動油泵的讀數以及力筋伸長量，以確保試驗結果的可靠性。

4.4 退錨

與施工過程中的張拉預（yù）應力（lì）束相比，施工現場做孔道摩阻試驗，過程相對繁瑣，其中，多出的一個重要環節

就是退錨。每一次孔道摩阻試驗完成後，都需要將工具錨（máo）、千斤頂和傳感器退出。此（cǐ）時，隨著千斤頂（dǐng）卸載，預應力筋不斷回縮（suō），夾（jiá）片仍舊嵌緊於工具錨中（zhōng），給退（tuì）錨帶來了麻煩。可以采用以下兩種方式來方便退錨：（1）除工具錨外，所有工作錨都不允許放（fàng）置夾（jiá）片，張拉端和錨固（gù）端的千斤頂做適（shì）當空走。孔道摩阻試驗完成後，張（zhāng）拉端千斤（jīn）頂首先卸載，取出工（gōng）具錨夾（jiá）片；然後，錨固端的千斤頂卸載，如果此時取工具錨夾片仍舊困難，可以使錨固端（duān）的千斤頂適當加載後，再卸載（zǎi）。

（2）除工具錨外，如果工作錨已經放置了夾片，且取出困難，張拉端工作錨夾片可（kě）以不用取出（錨固端工作錨夾片必須取出，否則試（shì）驗錯誤）。加載前，錨固端（duān）千斤頂空走行程必須超過預應力束的設計（jì）總伸長量。孔道摩（mó）阻試驗完成（chéng）後，張拉端和（hé）錨固端的千斤頂（dǐng）分（fèn）別先後卸載，並取出工具錨夾片。

可以看出，在預應力束工作長度不足的情（qíng）況下，應（yīng）該優先選擇（zé）方法（1）進行退錨。

5結語

為了合理控製預應力混凝土橋梁（liáng）的施工過程，並保證施（shī）工質量，必須進行預應力孔道（dào）摩阻試驗。由於施工現場一般為高空（kōng）作業（yè），場地有限，且工（gōng）期緊，所以在做施工現場的孔道摩阻試驗前，必須確定試驗過程中可能遇到的各種問題及解決措施。本文根據滬昆高鐵杭州至長沙鐵路客運專線HCHNⅠ標段綠豆坡特大橋施工現場的孔道摩阻（zǔ）試（shì）驗，確定了（le）試驗要點，以（yǐ）供其它類似工程參考。由於在綠豆坡特大橋施工現場孔道摩阻試驗前，考慮了以上試（shì）驗要（yào）點，試驗得以順利進行，試驗結果比較（jiào）可靠。