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预应力混凝土桥梁摩阻损失试验研究

摘要：本文针对于预应力混凝土的张拉过程中的摩阻损失参数开展了现场摩阻试验，并采用最小二乘法回归了摩阻损失相关参数（管道摩擦系数、管道偏差系数）。后采用有限元软件分析管道摩擦系数与管道偏差系数对桥梁成桥状态下挠度和应力的影响规律。其研究结果表明：现场摩阻损失试验实测的管道摩擦系数与管道偏差系数远大于规范建议值。管道摩擦系数和管道偏差系数与跨中最大挠度之间存在正相关线性关系。管道摩擦系数的影响程度大于管道偏差系数。两者相互耦合作用时，其对跨中最大挠度的影响程度远远大于两者单独作用时。

关键词：预应力张拉、摩阻试验、摩阻损失、管道摩擦系数、管道偏差系数

Experimental study on friction loss of prestressed concrete bridges

Abstract：In this paper, field friction tests were conducted for the friction loss parameters during the tensioning of prestressed concrete, and the least squares method was used to regress the friction loss related parameters (pipe friction coefficient and pipe deflection coeff

icient). The finite element software was used to analyze the influence of pipe friction coefficient and pipe deviation coefficient on the deflection and stress of the bridge in the bridge formation condition. The results of the study show that the measured pipe friction coefficient and pipe deviation coefficient in the field friction loss test are much larger than the recommended values in the code. There is a positive linear relationship between the pipe friction coefficient and pipe deviation coefficient and the maximum deflection in the span. The influence of pipe friction coefficient is greater than that of pipe deflection coefficient. When the two are coupled with each other, their influence on the maximum deflection in the span is much greater than when they act separately.

Keywords：防过敏皮带Prestress tensioning, friction test, friction loss, pipe friction coefficient, pipe deviation coefficient

1引言

随着高速公路在我国的不断发展，桥梁在高速公路中占比不断增加。根据交通部提供的年报显示，约80%以上的桥梁均为中小跨径的预应力混凝土桥梁。预应力的损失估计是预应

力桥梁的关键问题。其中孔道摩阻损失在预应力损失中占比较重。各国规范对预应力摩阻损失的管道摩阻系数和偏差系数进行了规定。但由于实际施工的各种因素，导致摩阻损失相关参数和规范值相差较大[1-3]。因此，目前一般通过现场摩阻试验进行相关参数确定，以满足预应力张拉过程中的需求。

目前关于摩阻损失方面，通常，认为引起预应力损失的因素主要包括：张拉锚具变形、混凝土材料的弹性收缩、预应力钢筋松弛、混凝土徐变、管道偏差摩阻、管道弯曲摩阻等六部分，但由管道弯曲摩阻引起的预应力损失占主要部分[4]。李岩[5]采用公路桥梁智能预应力张拉和压浆工艺流程，并通过检测锚下预应力、压浆情况以及预应力张拉力对智能预应力张拉和压浆技术的效果进行了分析和评价。Yuan等[6]通过四个足尺预应力混凝土试件的预应力张拉试验，用电磁传感器测试了预应力筋在张拉过程中的摩擦损失，并采用贝叶斯分位回归法计算摩擦系数，结果表明该方法可有效估计摩擦系数。赵康等[7]基于某摩阻损失的实测结果，结合某三跨连续梁桥，通过现场试验得出实际孔道摩阻系数的实测系数，其结果表明与规范规定值存在一定的差距。随后，部分学者从摩阻损失的机理开展了研究，详细分析了摩阻损失的产生原理，并给出了不同工况下摩阻损失的详细计算方法[8-11]。

本文以济泺路穿黄隧道北延项目—原S101改扩建工程为依托项目，结合现场实际摩阻损失试验，首先利用最小二乘法回归得到了摩阻损失的相关参数，随后建立该有限元模型。在实测参数的基础上，对摩阻损失参数进行了敏感性分析，其结果可为同类桥梁的施工与设计提供参考价值。

2工程概况

路灯开关

干式油底壳济泺路穿黄隧道北延项目—原S101改扩建工程，位于济南市新旧动能转换先行区大桥组团，工程范围北起G104，南至G309，路线全长7.6公里，路线大体呈南北走向。互通立交位于原S101改扩建工程与G309衔接位置，立交方案采用近远期结合方式，近期采用叶型，实现东西向、北向交通转换，远期结合黄岗路穿黄通道建设改造为十字型立交。主桥起点里程为K7+007，终点里程为K7+672，主桥上跨邯济铁路、G309国道，桥梁分两幅，幅间距0.45m，单幅标准宽度16.55m，单向4车道，左幅桥长665m，右幅桥长642.6m。基础采用钻孔灌注桩基础，桩径1.5m和2.2m。桥墩采用柱式墩、矩形盖梁柱式墩，桥台采用肋板式桥台。主桥采用跨径为3×30m的现浇等高度箱梁，标准断面图如图2所示。

图1项目总平面示意图

(a)支点断面

(b)跨中断面

plc一体机图2主桥标准断面示意图（cm）

3 预应力摩阻试验

电麻机在预应力张拉过程中，虽然规范给出了孔道摩阻损失的管道摩阻系数和偏差系数。但由于存在一定的误差。主要通过现场摩阻试验进行确定。本次施工也按照相关规范进行现场摩阻试验。

3.1 试验原理

根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG3362-2018[12]中规定，后张法构件张拉时，由钢筋与管道间的摩擦引起的应力损失按下式计算：塑料提手

（1）

式中：——由于摩擦引起的应力损失(MPa)；——钢筋(锚下)控制应力(MPa)；——从张拉端至计算截面的长度上，钢筋弯起角之和(rad)；——从张拉端至计算截面的管道长度(m)；——钢筋与管道之间的摩擦系数；——考虑每米管道对其设计位置的偏差系数。

本次实验主要用过压力传感器测定孔道张拉数主动端和被动端的实测压力值，根据公式（1）进行偏差系数和摩擦系数的计算。设主动端压力传感器测试值为，被动端为，此时管道长度为,为管道全长的曲线包角，考虑式两边同乘以预应力钢绞线的有效面积，则可得：

本文发布于:2024-09-23 01:23:42，感谢您对本站的认可！