根據天津濱海新區西中環及延長線（xiàn）快速路工（gōng）程西中環大橋現場（chǎng）進行上構連續梁預應力（lì）孔道摩阻測試試驗為例。詳細闡（chǎn）述了進行現場孔道摩阻測試的試驗辦法、操作要點、數據處理技巧等。以期讓（ràng）其（qí）它項目需進行類似（sì）測試（shì）的讀者能夠掌握試驗的關鍵要點、技術及方法，確保試驗順利，結（jié）果準確。

Abstract： According to the example of the on-site continuous beam prestressed hole friction test of the West Central Ring Bridge in expressway project of the West Central Ring and the extension line in Tianjin Binhai New Area. The test methods， operation points， data processing skills for conducting on-site frictional resistance tests are elaborated in detail， in order to allow readers of other projects that need to perform similar tests to master the key points， techniques and methods of the test and ensure that the test is smooth and the results are accurate.

關鍵（jiàn）詞：連續梁;預應力摩阻（zǔ）;現場測試（shì）;數據處理

0  引言

大跨度的橋梁上構連續梁（liáng）結構通常采取掛籃懸臂澆築，為了確保施工過（guò）程的結（jié）構安全和成橋後全橋受力狀態的安全（quán）合理，且結構線形尺（chǐ）寸達到設（shè）計要求，確保能夠將預應力準確施加於結構（gòu）物上（shàng）成為預應力梁體施工的關鍵所（suǒ）在。預應力是否能（néng）夠準確、合理（lǐ）的施加則決定於計算預應（yīng）力施加值的孔（kǒng）道摩阻係（xì）數μ和偏差係數k。設計圖紙、規範提供了上述兩個係數的取值（zhí）或是取值範圍。但其範圍較大，且取值無（wú）依據，在其推（tuī）薦範圍內的不同取值計算出的摩阻損（sǔn）失率差別太大，故難以科學準確地將預應力施（shī）加予梁體。為（wéi）此，有必（bì）要在施工（gōng）現（xiàn）場進行孔道摩阻測試，以獲（huò）取在目前施工條件下實（shí）際（jì）的孔道摩阻係數μ和偏差係數k，準確計算現場摩阻損失（shī），據以施（shī）加準確的預應力。

1  試驗方法

濱海新區西中（zhōng）環及延（yán）長線快速路工程西中環大橋主跨為48m+80+48m連續箱梁，連續箱梁采取掛籃懸澆，設計圖紙建議連續梁預（yù）應力施（shī）工的孔道摩阻係數μ和偏差（chà）係數k分別為0.20、0.0015。

因本橋連續梁具有跨度（dù）大，建成後需通行大量重載（zǎi）汽車的特點，對其結構安全要求（qiú）高（gāo），且處於城市之（zhī）中，其外（wài）形美觀要（yào）求（qiú）也頗高。故本項目擬進行現場的孔道摩阻係數μ和偏差係數k的測試，然後據以調整預應力施工（gōng）參數，確保施工質量。

2  測試設備、儀器及試驗方法

2.1 測試所用設（shè）備、儀器

①2台350t的千斤（jīn）頂、2台高壓油泵，2塊精密壓力表（biǎo）（0.4級）。

②2台智能六弦數碼（mǎ）穿心式（shì）壓（yā）力（lì）傳感器（型號JMZX23360AT，靈敏度為1kN），1台讀數儀（型號MZX22006），2根配套的（de）連接線纜（lǎn）。

③對中專用工裝。根據現場條（tiáo）件確定及製作。

④專用工具錨2套（tào），專用工作錨1套，配套限位板1塊。

⑤鋼板尺2把（0.5mm精度），記錄用夾板、鋼筆、計算器、紙張若（ruò）幹。

2.2 測試方法

以往進行摩阻測試通常采用主、被動安裝千斤頂，油表讀數法（fǎ）。但此方法測試工藝存在測試操作過程較（jiào）為繁瑣（suǒ）、測試（shì）數據準確度不（bú）足（zú）等問題。為了解決以上問題，確保準確、高效地測取數據。本項目采（cǎi）用壓力傳感器代替油表來讀取壓力器的方法。同時為了確保所測得數據能夠正確反映管道的摩阻損失，還采用了在傳感器外設置限位墊板的測（cè）試（shì）工藝，此測試原理見圖1所示。

該測試方法是將傳感器放置在工具錨與梁（liáng）體（tǐ）間，或是千斤頂與梁（liáng）體間。傳感（gǎn）器直接反映了管（guǎn）道兩端預（yù）應力筋的拉力值，即兩端讀數的差（chà）值為摩阻損失，避免了以往摩阻測試（shì）時各種工具變（biàn）形等因素的影響。且該方法（fǎ）測（cè）試用時短，更是避免了梁體收縮與徐變的影響。

另外（wài），從減少測試誤差考慮，采取（qǔ）主動、被動端交替更換的測試順序，即完成一端的3次重複測試後，更（gèng）換主動、被動端，按上述測試（shì）方法進行3次重複測試，即對1組預應力進行了6次測試後，測設數據取數學平均值。

進行（háng）傳感器和千斤（jīn）頂安裝時要正確對中，確保傳感器、千（qiān）斤頂、預應力筋軸線重合（hé）。且（qiě）進行測試時均勻施力張拉千斤頂，不能中途停頓，以避免預應力筋因回縮（suō）而出現誤差。

2.3 本測試方法較以往測試而言存在的優點

①測試方法正確合理（lǐ）：所用約束墊板、壓力傳感器（qì）中（zhōng）間圓孔大小與梁體（tǐ）預（yù）應力孔道相當，預應力筋與二者圓孔的（de）孔壁沒有觸碰，預應力束以直線（xiàn）狀穿過喇（lǎ）叭口、壓力傳感器和墊板，所測數據僅為管道摩阻，無其它的喇叭口摩阻力等磨擦力損失（shī），保證了管道摩阻損失（shī）測試數據的準確性（xìng）。

②數據準確可靠：采用準（zhǔn）確，且數據可傳輸至電腦自行記錄（lù）的穿（chuān）心式壓力傳感器，其所測數據不受千斤頂的影響，增強了測試數據（jù）的可靠性和準確性（xìng）。

③操作簡單、方便快捷：測試時僅在主動端安裝（zhuāng）1～3個（個數依據鋼絞線（xiàn）張拉（lā）伸長量而定）千斤頂，減輕（qīng）了測試時設備（bèi）安（ān）裝工作量。且在測（cè）試時將被動端千斤頂加油頂出（chū）少許，待測試完成後回油，稍用力即可可拆卸夾片。

④測試用鋼（gāng）束還可使用：從喇叭（bā）口至工具錨段的鋼束與其它結（jié）構、設備沒有觸碰，故鋼束不會出現損傷，在測試完成後，還可繼續使用（yòng），降低了測試成本。

3  摩阻損失試驗步驟及施工關鍵點

①試驗前標定所用的高壓油泵、壓力傳感器、張拉千斤頂。標（biāo）定所用的高壓油泵、壓力傳感器、張拉千斤頂為同一壓力機，以（yǐ）消除上述3種儀器標定時的係統誤差（chà）。

②按圖1所示（shì）的安裝結構圖進行鋼束、傳感（gǎn）器（qì）、工具錨及千斤頂等安裝。當鋼束較長，鋼束伸（shēn）長量超過單台千斤頂的行程時，為避免重複倒頂而造成鋼束回縮，引起測試誤差，可（kě）采取兩2台以（yǐ）上千斤頂串聯同時張拉。

③錨固端的千斤頂進（jìn）油空頂10cm後關油，使（shǐ）兩端（duān）鋼束預緊（jǐn），並錨緊在千斤頂上，檢查、調整兩端裝置中軸對中（zhōng）重合（hé）。

④使千斤頂進油，保持約4MPa左右的適當拉力。

⑤測試係統檢查無誤後，張拉主動端（按級（jí）張拉，每級遞加5MPa）。每級均讀取兩端傳感器（qì）讀數、量測油（yóu）缸伸出量並記錄，每（měi）處孔道張拉3次。

⑥將主、被動端調換（huàn），按上述（shù）方法再進行3次張拉。每級荷載下均需記錄以下測試數（shù）據（jù）：主動端與被動端壓（yā）力傳（chuán）感器（qì）讀數、張拉端（duān）的油缸（gāng）伸長（zhǎng）量、油表讀數、張（zhāng）拉端夾片外露量，所測數據均在記錄本（běn）上即時記錄（lù）。

⑦完成一孔的摩阻測試後，進行一下孔孔道的測試。

4  試驗孔道的先擇

為了確保測試所選用的孔道具有典型性，測試所得（dé）數據具有代（dài）表性，能夠正確（què）獲得預應力的摩阻參數，本項目對橋梁（liáng）縱向預應力各孔道長（zhǎng）度、孔道彎曲進行了評估，最終選取位於側腹板的編號N20、N21號預應力孔道（圖如2所示），左、右側腹（fù）板的N20、N21號孔道均進行（háng）測試，即共測試4個孔道。

5  試驗數據（jù）分析（xī）處理（lǐ）方法

5.1 處理方法

測試（shì）得所需的數據後，采用二元線性回歸法（fǎ）計算摩阻孔道摩阻係數μ和偏差係數k，計算公式如下：

li為（wéi）i號（hào）測孔的預應力鋼束在水（shuǐ）平方向的投影（yǐng）長度（dù）（m）。

n為選用的測試孔道的數量，為了確（què）保數據準確，實際測試的孔道數目（且為不同線形的（de）預應（yīng）力鋼束）不小於2。

μ—鋼束與孔道壁間的摩擦係數。

k—孔道每米局部（bù）偏差對摩擦的影響係數。

5.2 孔道摩阻試驗結果數據計算

對腹板左、右側的N20號及N21號的4個孔道實施了現場摩阻（zǔ）測試。測試記錄了主動端、被動端的每級荷載下的讀數PX、PK，4處孔道（dào）所得的測（cè）試（shì）數據為8組，本項目左側腹板ZN20號孔道、右（yòu）側腹板（bǎn）YN21號孔道針對被動端（duān）和主動端（duān）比值（ln（PK/PX））的線性回歸計算及分（fèn）析結（jié）果見表2。

左側腹板ZN20號（hào）孔道、右側腹板YN21號孔（kǒng）道數（shù）據的PK/PX回歸計算見圖3、圖4所（suǒ）示。

經對所有8組的數據（jù）進（jìn）行處理及計算後得：

從（cóng）計算（suàn）結果得孔道摩阻係數（shù）μ=0.24，計（jì）算值（zhí）在（zài）《公路橋涵（hán）施（shī）工技術規範》（JTG/T F50-2011）規範的建議值0.20～0.25範圍內，表（biǎo）明實測值合理有效。從計（jì）算結果得偏差係數k=0.0016，計算值與《公路橋涵施工技術規範（fàn）》（JTG/T F50-2011）的推薦值（0.0015）相差不大，表明實測值（zhí）合理有效。從以上實測值的計算結果看來，孔道（dào）摩（mó）阻（zǔ）係數、偏差係數均與設計單位的建（jiàn）議值存（cún）在較大的差異，表明進（jìn）行預應力摩阻的現場實測對於確（què）保（bǎo）預應力結構的施工質量是非常有必要的。本項目在此後的預應（yīng）力施工時，按上述所（suǒ）測得的孔道摩阻係數μ和偏差係數k對各孔道的（de）預應力束張拉（lā）值進行了計算，並據以施加預應力。

6  結束語（yǔ）

為了控製連續箱梁預應力的施加質量，準確施加預應力，確保結構承載安全及線型美觀，故有進（jìn）行摩阻損失現場測試的必要。但施工現場條件有限，測試工（gōng）作均為高空操作，且對現場施工造成幹擾，故需采用科學合理、操作快速簡（jiǎn）便的測試方法。並在進行現（xiàn）場摩阻（zǔ）測試之前，對可能遇到的各種問題進行評估，並做好解決問題的預案，確保（bǎo）順利完成測試任務。

參考（kǎo）文獻：

[1]中華（huá）人民共和國鐵道交通部.JTG/T F50-2011，公路橋涵施工技術規範[S].北京：人民交通出版社（shè），2011，07.

[2]王繼成，向中富，彭凱.橋梁預應（yīng）力及索力張拉測控技術（shù）[M].北京：人民交通出版社（shè），2010，04.

[3]趙霄，金淩誌.緩粘結預應力（lì）混凝土連續（xù）梁預應力（lì）損失計算及摩阻（zǔ）力研究[J].井岡山大（dà）學學報（bào）：自然（rán）科學版，2011（6）.

作者：陳磊