預(yù)應(yīng)力錨下摩阻損失檢測(cè)

侯志偉

（北京九通衢檢測(cè)技術(shù)股份有限公司 北京市豐臺(tái)區(qū) 100071）

1 工程概況及說明

新建鐵路北京動(dòng)車段走行線工程從北京南站引出，跨越京開高速公路菜戶營南段和北京市南三環(huán)玉泉營橋段主附干道，然后沿京九線西黃段向南前行。其中跨京開高速和南三環(huán)都為71m＋120m＋71m兩聯(lián)（一聯(lián)三線，一聯(lián)雙線）三跨連續(xù)梁橋。預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉施工為工程中的關(guān)鍵控制工序，張拉總控制力為控制張拉力、千斤頂?shù)膬?nèi)摩阻力、鋼束與錨具的摩阻力以及鋼束和孔道的摩阻力之和，其中千斤頂?shù)膬?nèi)摩阻力在標(biāo)定千斤頂時(shí)已經(jīng)測(cè)定，鋼束與錨具的摩阻力以及鋼束和孔道間的摩阻力需在現(xiàn)場(chǎng)作模擬試驗(yàn)測(cè)定，本文介紹了鋼束與錨具摩阻力在現(xiàn)場(chǎng)模擬檢測(cè)的方法，并得出了實(shí)際所用錨具的錨下摩阻損失數(shù)據(jù)，為現(xiàn)場(chǎng)施工提供了技術(shù)依據(jù)。

在動(dòng)車段走行線工程連續(xù)梁張拉的施工過程中，出現(xiàn)了鋼絞線實(shí)際伸長(zhǎng)量比理論伸長(zhǎng)量短的情況：規(guī)范要求鋼絞線實(shí)際伸長(zhǎng)量與理論伸長(zhǎng)量之差在±6%之間，而實(shí)際張拉過程中兩者之差達(dá)到了－10%，超出了規(guī)范的要求，故對(duì)連續(xù)梁所用錨具進(jìn)行了錨下摩阻損失的測(cè)定，進(jìn)而指導(dǎo)施工。

2 檢測(cè)的目的

模擬現(xiàn)場(chǎng)施工條件，進(jìn)行預(yù)應(yīng)力錨具錨下摩阻損失的測(cè)定，得出所用廠家錨具的錨下摩阻損失數(shù)據(jù)，為現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際張拉提供技術(shù)依據(jù)。進(jìn)而分析鋼絞線實(shí)際伸長(zhǎng)量比理論伸長(zhǎng)量短的原因。

3 檢測(cè)構(gòu)件和設(shè)備

（1）鋼筋混凝土構(gòu)件：4.5m×0.6m×0.6m（長(zhǎng)×寬×高），中心預(yù)留孔道直徑為：150mm，構(gòu)件配筋按照箱梁腹板配筋布置；

（2）兩臺(tái)檢定合格的YCW400型千斤頂、壓力表以及配套的張拉油泵；

（3）YJM15－17型群錨及配套加片，生產(chǎn)廠家：安徽金星預(yù)應(yīng)力有限責(zé)任公司；

（4）江西新華金屬制品有限責(zé)任公司生產(chǎn)的低松弛鋼絞線：公稱直徑 15.20mm（1×7），強(qiáng)度級(jí)別 1860MPa。

圖1 構(gòu)件示意圖

4 檢測(cè)過程及檢測(cè)結(jié)果

4.1 千斤頂和壓力表的標(biāo)定

兩臺(tái)YCW－400千斤頂標(biāo)定后的壓力表與力的關(guān)系見表1～2。

對(duì)應(yīng)的曲線：見圖1。

對(duì)應(yīng)的曲線：見圖2。

4.2 測(cè)定錨下摩阻損失

表1 （千斤頂編號(hào)為36，壓力表編號(hào)180）

圖1

表2 （千斤頂編號(hào)為0708，壓力表編號(hào)176）

4.2.1 檢測(cè)步驟

檢測(cè)過程中兩臺(tái)千斤頂一臺(tái)為主動(dòng)張拉，另一臺(tái)為被動(dòng)受壓。先以36號(hào)頂為主動(dòng)張拉，0708號(hào)頂為被動(dòng)受壓，測(cè)定3組數(shù)據(jù)；然后以0708號(hào)頂為主動(dòng)張拉，36號(hào)頂為被動(dòng)張拉，再測(cè)定3組數(shù)據(jù)。最后根據(jù)測(cè)定數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果。

圖2

（1）測(cè)量限位板的槽深和鋼絞線直徑；

表3

（2）以0708號(hào)頂為被動(dòng)頂，36號(hào)頂為主動(dòng)頂；被動(dòng)頂油缸先伸出約100mm后回油封閉，主動(dòng)頂從0MPa開始充油逐級(jí)加壓，記錄主動(dòng)端、被動(dòng)端油表讀數(shù)，測(cè)量并記錄主動(dòng)端、被動(dòng)端油缸伸長(zhǎng)量。逐級(jí)加載至規(guī)定荷載并記錄好相關(guān)數(shù)據(jù)后卸壓，拆卸千斤頂、工具錨以及工作錨，將鋼絞線位置前移（或后移，目的是避免夾片多次咬合鋼絞線同一位置，造成鋼絞線直徑變小，受拉能力下降），然后再安裝工作錨、工具錨、千斤頂和油泵，按上述步驟再測(cè)試2次。

（3）將主動(dòng)頂和被動(dòng)頂調(diào)換，按上述步驟再測(cè)試3次。

4.2.2 檢測(cè)結(jié)果

被動(dòng)端封閉后，主動(dòng)端充油張拉至各階段控制荷載，當(dāng)主動(dòng)端控制荷載為Na時(shí)，讀出被動(dòng)端相應(yīng)的荷載Nb，則錨下摩阻力N＝Na-Nb，錨下摩阻力N占主動(dòng)端控制荷載Na的百分率即為摩阻損失率；計(jì)算出每次張拉過程中各個(gè)階段控制荷載的摩阻損失率，求其平均值作為此次張拉過程的摩阻損失率，最后將6次測(cè)量的結(jié)果再做平均值作為最后的結(jié)果（計(jì)算過程中需將油表讀數(shù)MPa轉(zhuǎn)換成力值kN）。

結(jié)果如表4。

表4

4.3 錨下摩阻力與鋼絞線、限位板槽深的關(guān)系

在檢測(cè)過程中，探討了錨下摩阻力與鋼絞線直徑、限位板槽深的關(guān)系。對(duì)于采用一定直徑的鋼絞線（比如直徑為15.32mm），限位板槽深越淺，錨下摩阻損失占設(shè)計(jì)控制張拉力的比重越大，限位板槽深越深，錨下摩阻損失占設(shè)計(jì)控制張拉力的比重越小，當(dāng)然，這是針對(duì)限位板槽深在合理范圍內(nèi)而言的。

在施工過程中，針對(duì)鋼絞線直徑在允許誤差范圍內(nèi)的浮動(dòng)量，合理選用限位板非常重要；限位板槽深尺寸過小，張拉過程中夾片容易刮傷鋼絞線，同時(shí)夾片也有損傷，兩個(gè)夾片硬度較低者更容易損傷，造成在張拉過程中夾片和鋼絞線咬得很緊，鋼絞線不能自由伸縮，摩阻力大；如限位板槽深過大，則容易造成夾片自由活動(dòng)量變大，兩個(gè)夾片不能同步跟進(jìn)，外露不整齊，且回縮量容易超限，同時(shí)夾片外露不齊也是產(chǎn)生滑束等問題的潛在不利因素。

5 結(jié)語

（1）從上面的數(shù)據(jù)可以看出，錨具的錨下摩阻損失相對(duì)比較大，將此數(shù)據(jù)反饋給設(shè)計(jì)院后，設(shè)計(jì)院修改和完善了設(shè)計(jì)方案，啟用了梁體的備用孔道，并且將備用束中的鋼絞線換成了低松弛、強(qiáng)度級(jí)別為1960MPa，公稱直徑15.20mm（1×7）的高強(qiáng)度鋼絞線，確保工程的安全質(zhì)量。

（2）在預(yù)應(yīng)力混凝土施工中，施工單位錨具多采用QM、OVM及ATM等自錨式錨具，超張拉以后油泵油缸一回油，工作夾片便自動(dòng)跟進(jìn)錨固，這樣千斤頂?shù)目刂屏蜔o法再回到δcon，因此在施工中不能直接采用105%δcon超張拉工藝，而要首先確定δcon，這里的δcon包括預(yù)計(jì)的預(yù)應(yīng)力損失值，包括孔道摩阻、孔道局部偏差影響、千斤頂內(nèi)摩阻和錨圈口摩阻等。

（3）預(yù)應(yīng)力混凝土施工過程中，錨具、鋼絞線直徑、限位板槽深要配套。錨具進(jìn)場(chǎng)后要對(duì)其配件喇叭口、限位板等進(jìn)行尺寸的測(cè)量，鋼絞線進(jìn)場(chǎng)要測(cè)量其實(shí)際尺寸，確保它們尺寸相互之間配套。

[1]《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ041－2000）人民交通出版社，2000.

[2]王凡，編著.橋梁預(yù)應(yīng)力混凝土施工技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范實(shí)施手冊(cè).吉林電子出版社，2004.

[3]《鐵路工程預(yù)應(yīng)力筋用夾片式錨具、夾具和連接器技術(shù)條件》（TB/T3183-2008）中國鐵道出版社，2008.