采用塑料波紋管制孔的長大噸位預應力孔道摩阻系數(shù)試驗

采用塑料波紋管制孔的長大噸位預應力孔道摩阻系數(shù)試驗研究1 概述后張法預應力管道成孔國內(nèi)目前普遍采用金屬波紋管及橡膠抽拔管，采用塑料波紋管成孔應用較少。塑料波紋管的密封性優(yōu)于金屬波紋管，摩阻系數(shù)小于鐵皮管及橡膠抽拔管。管道的摩阻系數(shù)取值不論何種管道成孔均有一定的范圍，尤其是塑料波紋管，其取值范圍設(shè)計規(guī)范為0.14～0.17,實際設(shè)計取值0.12～0.22。管道的摩阻系數(shù)除與自身材料的摩阻系數(shù)有關(guān)外，與施工過程中諸多不確定因素及施工水平的差異有關(guān)。首次將塑料波紋管成孔應用于70m預制箱梁，因而張拉前進行管道摩阻測試，并根據(jù)測試結(jié)果對張拉力及管道進行調(diào)整，將設(shè)計張拉力準確施加至梁體，同時準確掌握塑料波紋管實際摩阻系數(shù)，為設(shè)計提供依據(jù)。xx跨海大橋70m預應力混凝土箱梁為后張法預應力混凝土結(jié)構(gòu)，預應力鋼絞線采用φj15.24mm(單根截面積1.4cm2)高強度低松弛鋼絞線，標準強度1860MPa，Eg＝1.95×105MPa，錨下張拉控制應力=1395MPa?？v向預應力束22-φj15.24管道采用內(nèi)徑100mm高密度聚乙烯波紋管成孔，縱向預應力束19-φj15.24管道采用內(nèi)徑100mm高密度聚乙烯波紋管成孔?？v向預應力束22-φj15.24、19-φj15.24采用群錨錨具，均為兩端張拉。箱梁縱向預應力束布置及管道相關(guān)參數(shù)見表1。表1縱向預應力束布置及管道相關(guān)參數(shù)表宴鋼束編號嗚鋼束規(guī)格罷束數(shù)拿管道長茄度碧L(cm唐)矩管道曲線挽角牌θ喚（度）貢管道曲線艇角登θ叼（忽ra濟d某）儉位置棄備注恢V1揚22甩-鹽φ謎j傍15.2稍4才2集6949覺.0早30球0.52殼36快腹板將測試管道筒V2梳22鳥-綢φ摩j河15.2稅4床2蹤6958域.1組30芝0.52吼36金腹板斜V3緣12柿-帥φ統(tǒng)j瞞15.2含4織2世7503緞.9筒14徒0.24形43霸腹板合攏幻束細V4水22肚-照φ曠j揭15.2坐4學2章6940聽.6問30澆0.52遍36列腹板踐V5墾22傅-倦φ嚼j裙15.2邁4安2晃6947害.1道62斧1.08讀20篇腹板松測試管道肉Z1勒19員-庫φ皺j昨15.2嬌4宴2崗6837口.1尼8搏0.13據(jù)96瞇底板糧已完成測蠻試借Z2撫19燕-膊φ勻j補15.2揀4工2帶6837噸.1盯31.3兆0.54鐵62憐底板扶Z3啄19決-冊φ帥j石15.2像4戒2傻6828財.6必31.3溉0.54蝦62混底板機已完成測獨試梢Z4嘆12妻-扯φ眼j湖15.2罰4截4決7644淚.4奔20.4脹0.35顯60山底板合攏童束叮Z5期12稱-抖φ仇j原15.2適4鉗4宇7643拳.5沿30沾0.52擊36帶底板合攏嫩束而Z6期19敢-謎φ母j怎15.2牽4砌2榆6827婦.2喂8剝0.13價96榴底板規(guī)范要求塑料波紋管內(nèi)截面面積與鋼絞線截面面積比至少為2～2.5。實際所用直徑不同的波紋管與鋼絞線的截面面積關(guān)系見表2。表2波紋管內(nèi)截面面積與鋼絞線截面面積關(guān)系表滋序號舒波紋管類極型餃截面面沈積堂S呆1霜(不cm罩2承)遣鋼絞線類磁型蜂鋼絞線截兇面面踏積懂S捧2辛(鏈cm哀2江)劉比備值歷(妨S吧1厲/S鄰2激)該1萌Φ漢=100荒mm暴78.5智4愈22面-蔑φ迷j離15.2樣4綿30.8羽2.55恩2栗Φ蛾=100渡mm享78.5撐4蝶19輸-梨φ農(nóng)j考15.2框4吧26.6除2.95設(shè)計管道局部偏差影響系數(shù)k=0.0015、摩擦系數(shù)μ=0.12。預應力束沿梁長通長布置，有腹板彎束和底板彎束兩種。其中腹板彎束采用22-φj15.24鋼絞線，錨固在梁兩端腹板上；底板彎束采用19-φj15.24鋼絞線錨固在梁兩端底板上。2 基本原理2.1管道摩阻損失的組成后張法張拉時，由于梁體內(nèi)力筋與管道壁接觸并沿管道滑動而產(chǎn)生摩擦阻力，摩阻損失可分為彎道影響和管道走動影響兩部分。理論上講，直線管道無摩擦損失，但管道在施工時安裝誤差、振搗及混凝土的沖擊等原因造成管道變形或移位，并非理想順直，加之力筋因自重而下垂，力筋與管道實際上有接觸，故當有相對滑動時就會產(chǎn)生摩阻力，此項稱為管道走動影響（或偏差影響、長度影響）。對于管道彎轉(zhuǎn)影響除了管道走動影響之外，還有力筋對管道內(nèi)壁的徑向壓力所產(chǎn)生的摩阻力，該部分稱為彎道影響，隨力筋彎曲角度的增加而增加。直線管道的摩阻損失較小，曲線管道的摩擦損失由兩部分組成相對較大。2.2管道摩阻損失的計算公式根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》(JTGD62—2004)第6.2.2條規(guī)定，后張法構(gòu)件張拉時，預應力鋼筋與管道壁之間摩擦引起的預應力損失，可按下式計算：(2-1)式中———張拉端鋼絞線錨下控制應力(MPa)；μ———預應力鋼筋與管道壁的摩擦系數(shù)；全θ——沿—柱徑從張拉端炸至計算截霉面曲線管容道部分切釣線的夾角缺之螞和橋(rad印)娃；鎖k撫——涌—己率管道每米憤局部偏差背對摩擦的顯影響系數(shù)兔；哥x顧——抹—詢芒從張拉端攏至計算截傾面的管道們長度，可唉近似地取擊該段管道萄在構(gòu)件縱松軸上的投乎影長酒度璃(m朋)部。嗎根據(jù)到式禽(2-1密)豈推吳導豈k方和身μ編計算公式暫，設(shè)主動牧端壓力傳欺感器測試砌值為低P拉1角,踩被動端為載P陣2荒，此時管深道長度為慘,蒜毯θ墓為管道全什長的曲線浪包角，考樹慮根式腸(2-1懼)做兩邊同乘膠以預應力燙鋼絞線的蒸有效面積滑，則可得傭：扛毅彼素即績：辛漁扎內(nèi)跪逃金伐諒(丸2-2)脈兩邊取對辮數(shù)可臟得扎;抵建靠到擺訪(2-3曬)訂令躍景,很沾則撿泳首由此，對城不同管道緊的測試可券得一系列中方程式：持劫挪即搭間車嘆即巨扮牙另即稠瞎由于測試懼存在誤差奉，上式右款邊不會為姿零，假設(shè)如則利用最押小二乘法乓原理有：午花潔覽羊(2稻-4)位當脾謀版允護斗稱套迷棒自欲(2-5劫)持時，死取得最小膊值。部由浙式偏(2-4憂)池、蓮(2-5啞)拍可得：雕桂筆扶形(2-閑6)掛解方程綁組蘭(2-6式)阻得蓄k警及壞μ梢值。迫3崗 穿牽試驗內(nèi)容啊和方法漸3.1禽肝戶測試內(nèi)茄容媽愧分別對腹紫板慢V剛4蕉、赴V卵5點束、底深板偏Z贈1內(nèi)、繩Z析3刃束艙j炒進行了測糞試，主要憲通過測定繡管道張拉號束主動端效與被動端項實測壓力炕值，采用貧二元線性縣回歸的方夾法計算偏急差系下數(shù)歉k編和摩擦系兼數(shù)認μ嗎。圓3.2遲賺光測試儀器艷及元病件普挺試驗時所艱用的張拉螺設(shè)備與實補際施工時修所用設(shè)備拼相同：張森拉千斤頂哲為廣西柳靈州謝OVM梢公司生產(chǎn)期的激YCW5拼00A供型千斤頂治，油壓表勢精度蟻為控1.衡5長級。崗壓力傳感喂器為上海兼華東儀器砌廠生產(chǎn)的極量程證為梯6000殲k洽N守、靈敏度樸為劇1k王N腫的負荷傳泊感器鑄（羞2海臺），測俊試儀器為悔該公司爽的爺GGD-灘3支8婦型顯示器方（責2德臺）。制3.3堪康尸測試方觸法值往3.3.章1街井管道摩阻坐測試喊試驗采用皂單端張拉決的方法，工通過被動廊端與主動北端傳感器方讀數(shù)的比食值來分析飼實際管道喘摩阻的情慣況。浮22版-展φ踩j覺15.2醉4娛預應力鋼惑絞線砍分軌8常級加螺載威,聽試驗時預壇應力鋼絞騰線貼從須500k驗N猶拉么到桌4300嘗k帥N嗚（接近設(shè)驚計張拉力廁）區(qū)。旺19們-付φ裙j努15.2衡4末預應力鋼那絞線治分赤8等級加惜載攜,哭糾試驗時預攤應力鋼絞跨線餅從敲450k歐N綿拉練到當3700斃k醫(yī)N必（接近設(shè)獵計張拉力償），試驗匪時根據(jù)千央斤頂油表各讀數(shù)控制賢張拉荷載虛級，炮由于每臺周千斤頂最晉大行程壤為耽200m追m飼，而按設(shè)頓計噸位張嘴拉時，預擁應力鋼絞臟線伸長量市達暮460m舍m獸～表480m升m仰，故必須孟在主動端頭安裝三臺今千斤頂，柔被動端安淹裝一臺千劇斤頂（見叼圖隸1智）。侍分級測試害預應力束合張拉過程鹿中主動端隙與被動端聚的荷載，諸并通過線兩性回歸確奮定管道被駐動端和主煎動端荷載毛的比值，慢然后利用水二元線性狗回歸的方拍法確定預多應力管道傲的域k悅、歌μ市值。勁圖術(shù)1框唇管道摩阻疫試驗示意膚圖省以一端作作主動端，譜一端作被外動端逐級河加載，兩良端均讀取扶傳感器讀狐數(shù)，并測尚量鋼絞線匪伸長量，途每個管道蔬張拉二次畢。之后調(diào)坦換主動端獎與被動端答位置，用避同樣的方姿法再做一猛遍。胃4筋 終魔試驗數(shù)據(jù)灶處理分析宿4.1群船管道摩阻冷試驗數(shù)據(jù)郵分析盞根據(jù)所得逃的懸V譯1紗、惠V遼5若及壺Z沃1狐、劈Z燕3乘四個管道所被動端與胖主動端的限實測數(shù)據(jù)賀，通過線帳性回歸確哈定其比值束，寒以昏V豈1芽為例，進杏行數(shù)據(jù)回錘歸分析如仔下導圖騾2.傭圖供2V排1陽束線性回更歸分斃析兩穗扎閃得出各點略主動端與利被動端比撲值如下籃表胖3席表樂3妨上管道摩阻趙測試計算比結(jié)果虎鋼束脂編號攝管道長蹤度停L(m)筋起彎角雙度雷(養(yǎng)rad)池按設(shè)計年P(guān)資2孝/P絡(luò)1迫計算值方按規(guī)范袖P落2圣/P乒1選計算值斃P嚷2叮/P敏1版實測回歸醫(yī)值君1作2魚3御4魂V1少69.4匙9慈0.52沒36盆0.84迅61宣0.82莖43~0還.837牛3蘿0.91豐96膚0.92技12察0.87色12軌0.85潛06抖V5遍69.4鏟71毀1.08嘗2禿0.79孕13魄0.74擺97~0跨.774寸4喘0.86載56制0.88承02勤0.83送92腎0.83燈10利Z1擦68.2藍70路0.13刑96揚0.88擠77浴0.88舒1梳5敘～捷0.88攻52扣0.94取28禮0.93合9個Z3吃68.2材86涼0.54旬62腦0.84軍54抱0.82斃2率6琴～駁0.83問62前0.85掏43逗0.84燥52牢由碑表謀3擴中妖P昨2耽/P匠1譽實測回歸警值結(jié)果，閃根據(jù)刑式列2-漸6忠按最小二飛乘法原理鼠計算管道霸摩阻系角數(shù)鋸k指和貌μ賺值，計算樂過程及分辯析結(jié)果見酬表釣4牽、蝕5寄、納6.售表褲4籮饅管道摩阻泥系數(shù)計算放表鏟鋼束編號烈l辰i(冷m)漠θ續(xù)i藝(rad艘)切P次2順/P損1連y條i何θ秀2堵i航θ哀ili祥y稱i衣θ午i頑l熄2賢i易y俯i肢l捷i懲V1道69.4兆9借0.52巧36饅0.91窩96反0.08饒38肢0.27弄42功36.3條85繭0.04菠39水4828帆.86巴5.82差4打0.92枕12溜0.08兆21沿0.27震42租36.3冬85漲0.04辭3礦4828廢.86況5.70僑4絹0.87貢12媽0.13凡79躬0.27形42拉36.3愉85是0.07混22浙4828視.86神9.58辟2滾0.86餐06剃0.15逼01坡0.27休42究36.3辛85坐0.07澇86燙4828遣.86嚴10.4度3分V5料69.4攤71及1.08樓2肆0.86瓣56城0.14已43闊1.17增07拋75.1溪68拐0.15門62響4826桶.22鬼10.0張3疾0.88除02雹0.12澡76燈1.17碰07躁75.1公68五0.13蠅81抵4826淋.22寧8.86晝5床0.83特92猴0.17催53效1.17姻07夢75.1撇68咸0.18蝶97虛4826愧.22訓12.1私8薪0.83坐1棉0.18瞞51竹1.17換07辱75.1膝68蹈0.20未03球4826敬.22魔12.8僵6魄Z1救68.2糠7況0.13艙96氧0.94晶28終0.05庸89僚0.01鑒95礎(chǔ)9.53窄05描0.00勤82屯4660親.793鼻4.02似1猜0.93慢9可0.06橡29婆0.01囑95邁9.53店05批0.00馬88兇4660濫.793難4.29跨7誓Z3糊68.2塔86批0.54綠62咸0.85刷43澆0.15修75由0.29恰83摔37.2攤98禮0.08耕6客4662碧.978秧10.7影5元0.84驚52贊0.16岔82率0.29酷83鍵37.2跟98辱0.09浪19濁4662帝.978鳳11.4猾8霜Σ白6.41繼52隨539.銀87剪1.11集68赴5726輕7.86陣106文表治5辛逃管道摩阻表系數(shù)計算餡結(jié)果繁實測計算治值市設(shè)計值溫規(guī)范值曾k切μ永k諒μ騾k終μ浩0.00地102雄0.08部9藝0.00氏15柜0.12鑄0.00宣15估0.1口4久～疊0.17主表藝6善猾管道摩阻剩計算結(jié)果夾比較表鋪鋼束鼻編號惑實孫己愁測惡設(shè)悶鑒夾計脊規(guī)鮮耕厲范雖管道摩阻息力烏(僅kN)速管道摩阻摸力管錨下控制狗力改(內(nèi)%范)毫管道摩阻朗力她(咱kN)洗管道摩阻容力泄錨下控制江力辟(社%貓)衛(wèi)管道摩阻趟力鋸(摔kN)絡(luò)管道摩阻銷力可錨下控制竄力式(劫%趕)朋V1究476決11.0缸8姐661衫15.3休9登69較9蛾～礙755剝16.2浸7方～澆17.5梨7倦V5倉661休15.3簡9如897列20.8事7懂96蠶9錢～寧1076牽22.5傭6另～糞25.0棋3軋Z1襖292奮7.88宅417罵11.2嶄3樓42螺6尤～穴440金11.4忌8犯～紙11.8襯5羨Z3帆414拋11.1腥5無574扔15.4授6念60遷8今～釀658內(nèi)16.3準8興～獻17.7都4籃以上是第企二次管道伶摩阻試驗由所得結(jié)果義。棗眨今以第一次準管道摩阻尺試驗根據(jù)棗其回歸分搞析結(jié)得腰κ鼠、爬μ緞值見責表活9.表9紫計算值茄設(shè)計值采κ疾μ瞧κ略μ墨0.00殃02嫩0.38邁63爺0.00塘15杯0.12瞎從欠表歪5慧可見，實升測的管道箏局部偏差圓影響系條數(shù)暈k渣值療0.00呆10百2斗小于設(shè)計由和規(guī)范側(cè)的謠0.00邪1恢5湖，實測的南管道的摩符擦系心數(shù)飄μ鐘為虜0.08斑9泉，也比設(shè)顫計與規(guī)范術(shù)規(guī)定值均孟小。從趟表孤9謝其刺K攀值與設(shè)計造值基本