孔道摩阻試驗(yàn)作業(yè)指導(dǎo)書(shū)

1、河北省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院試驗(yàn)檢測(cè)室作業(yè)指導(dǎo)書(shū)第 4 版 第 0 次修訂主題：孔道摩阻試驗(yàn)作業(yè)指導(dǎo)書(shū)控制編號(hào)：JTSJ/ZY-09-2014 作業(yè)指導(dǎo)書(shū)批準(zhǔn)人： 年 月 日頒布 年 月 日實(shí)施編制： 審核： 6孔道摩阻試驗(yàn)作業(yè)指導(dǎo)書(shū)一、主題內(nèi)容與適用范圍摩阻測(cè)試的主要目的一是可以檢驗(yàn)設(shè)計(jì)所取計(jì)算參數(shù)是否正確，防止計(jì)算預(yù)應(yīng)力損失偏小，給結(jié)構(gòu)帶來(lái)安全隱患；二是為施工提供可靠依據(jù)，以便更準(zhǔn)確地確定張拉控制應(yīng)力和力筋伸長(zhǎng)量；三是可檢驗(yàn)管道及張拉工藝的施工質(zhì)量；四是通過(guò)大量現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，在統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)上，為規(guī)范的修改提供科學(xué)依據(jù)。二、引用標(biāo)準(zhǔn)（1）公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D62-2004）

2、（2）公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（JTG/T F50-2011）/附錄C2（3）擬測(cè)試梁的設(shè)計(jì)圖紙三、檢查儀器現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)設(shè)備一覽表 表2-1儀器設(shè)備名稱(chēng)型號(hào)設(shè)備編號(hào)檢定/校準(zhǔn)日期證書(shū)編號(hào)生產(chǎn)廠(chǎng)家數(shù)量智能綜合測(cè)定儀JWZX-3006233、2342015.3.23LXLS15-JZ0510長(zhǎng)沙金碼高科技實(shí)業(yè)有限公司2壓力傳感器JMZX-3315ATD222、D2232015.5.23LXLS15-JZ0510LSfd2015-0364長(zhǎng)沙金碼高科技實(shí)業(yè)有限公司2壓力傳感器JMZX- 3340ATD224、D2252015.4.22LSfd2015-0366長(zhǎng)沙金碼高科技實(shí)業(yè)有限公司2鋼直尺300mm/5

3、00mm-2四、檢查方法1預(yù)應(yīng)力束選擇試驗(yàn)選擇預(yù)應(yīng)力束的原則如下：（1）預(yù)應(yīng)力束的長(zhǎng)度不能太小，否則，摩阻損失較小，而影響因素較多，試驗(yàn)精度無(wú)法保證；（2）預(yù)應(yīng)力束的長(zhǎng)度不能過(guò)大，因?yàn)樵囼?yàn)時(shí)預(yù)應(yīng)力束為單端張拉，預(yù)應(yīng)力束的伸長(zhǎng)量較大，若預(yù)應(yīng)力束長(zhǎng)度過(guò)大則會(huì)增加試驗(yàn)的難度。（3）選取的預(yù)應(yīng)力束盡可能包含最大彎起和最小彎起的鋼束，便于后期數(shù)據(jù)的計(jì)算2測(cè)試方法管道摩阻常規(guī)測(cè)試方法以主被動(dòng)千斤頂法為主，該方法主要存在測(cè)試不夠準(zhǔn)確等問(wèn)題。其一：由于千斤頂內(nèi)部存在摩擦阻力，雖然主被動(dòng)端交替測(cè)試可消除大部分影響，但仍存在一定的影響；其二：千斤頂主動(dòng)和被動(dòng)張拉的油表讀數(shù)是不同的，需要在測(cè)試前進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定被動(dòng)張拉

4、曲線(xiàn)；其三：在測(cè)試工藝上，預(yù)應(yīng)力筋從喇叭口到千斤頂張拉端的長(zhǎng)度不足，使得預(yù)應(yīng)力筋和喇叭口有接觸，產(chǎn)生一定的摩擦阻力，也使得測(cè)試數(shù)據(jù)包含了該部分的影響。為解決上述問(wèn)題，保證測(cè)試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確，使用壓力傳感器測(cè)取張拉端和被張拉端的壓力，不再使用千斤頂油表讀取數(shù)據(jù)的方法。為保證所測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確反映管道部分的摩阻影響，在傳感器外采用約束墊板的測(cè)試工藝，其測(cè)試原理如圖1所示。采用該試驗(yàn)裝置，由于力傳感器直接作用在工具錨或千斤頂與梁體之間，因此各種壓縮變形等影響因素在張拉中予以及時(shí)補(bǔ)償，同時(shí)測(cè)試的時(shí)間歷程比較短，避免了收縮與徐變等問(wèn)題，因而兩端力的差值即為管道的摩阻損失。另外，為減少測(cè)試誤差，采用固定端和張拉端交

5、替張拉的方式進(jìn)行，即測(cè)試過(guò)程中完成一端張拉后進(jìn)行另一端的張拉測(cè)試，每端重復(fù)進(jìn)行3次，每束預(yù)應(yīng)力筋共進(jìn)行6次張拉測(cè)試，取其平均結(jié)果。測(cè)試試驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)均勻連續(xù)地張拉預(yù)應(yīng)力筋，中途不宜停止，防止預(yù)應(yīng)力筋回縮引起誤差。傳感器以及千斤頂安裝時(shí)應(yīng)確保其中軸線(xiàn)與預(yù)應(yīng)力筋的中軸線(xiàn)重合。現(xiàn)場(chǎng)布置如圖1。圖1 管道摩阻測(cè)試儀器布置圖該測(cè)試方法與常規(guī)測(cè)試方法比較，主要特點(diǎn)如下：(1) 測(cè)試原理正確：約束墊板的圓孔直徑與管道直徑基本相等，如此可使預(yù)應(yīng)力筋以直線(xiàn)形式穿過(guò)喇叭口和壓力傳感器，預(yù)應(yīng)力筋與二者沒(méi)有接觸，所測(cè)數(shù)據(jù)僅包括管道摩阻力，保證了管道摩阻損失測(cè)試的正確性。而常規(guī)測(cè)試中所測(cè)摩阻力包括了喇叭口的摩阻力，測(cè)試原

6、理上存在缺陷。(2) 數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠：采用穿心式壓力傳感器提高了測(cè)試數(shù)據(jù)的可靠性和準(zhǔn)確性，不受張拉千斤頂?shù)挠绊憽?3)實(shí)測(cè)時(shí)預(yù)先將千斤頂油缸略加頂出，以便拆卸張拉端夾片；被動(dòng)端夾片的拆卸待張拉千斤頂回油后，搖晃預(yù)應(yīng)力筋即可拆卸夾片。(4) 預(yù)應(yīng)力筋可正常使用：從喇叭口到壓力傳感器外端，預(yù)應(yīng)力筋與二者沒(méi)有接觸，不會(huì)對(duì)這部分預(yù)應(yīng)力筋造成損傷，即兩個(gè)工作錨之間的預(yù)應(yīng)力筋沒(méi)有損傷，可以正常使用。(5) 對(duì)于較長(zhǎng)的預(yù)應(yīng)力鋼束，如果千斤頂?shù)男谐滩蛔銜r(shí)，為避免重復(fù)倒頂引起預(yù)應(yīng)力鋼筋回縮造成的誤差，可以采取在張拉端用2臺(tái)千斤頂串聯(lián)后同時(shí)張拉。五、試驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作（1）原始數(shù)據(jù)收集。包括孔道鋼束參數(shù)（鋼束工作長(zhǎng)度

7、、起彎角、錨固時(shí)的控制力、鋼束組成、設(shè)計(jì)鋼束伸長(zhǎng)值）、成孔方式、錨具情況（生產(chǎn)廠(chǎng)家、規(guī)格型號(hào)、廠(chǎng)家提供的錨口摩阻損失率）、鋼絞線(xiàn)參數(shù)（生產(chǎn)廠(chǎng)家、型號(hào)規(guī)格、實(shí)測(cè)彈性模量）。（2）傳感器、讀數(shù)儀的檢查。（3）傳感器和讀數(shù)儀的系統(tǒng)標(biāo)定（用壓力機(jī)），千斤頂和精密壓力表的標(biāo)定（用標(biāo)定好的傳感器、讀數(shù)儀）。千斤頂應(yīng)標(biāo)定進(jìn)油、回油曲線(xiàn)。（4）現(xiàn)場(chǎng)確定傳感器、千斤頂對(duì)中方法，檢查位置是否有干涉。（5）檢查孔道、梁端面是否清理干凈。（7）準(zhǔn)備足夠的記錄表格。（8）試驗(yàn)前應(yīng)對(duì)有關(guān)人員進(jìn)行技術(shù)交底。六、試驗(yàn)測(cè)試步驟（1）根據(jù)試驗(yàn)布置圖安裝傳感器、錨具、錨墊板、千斤頂。（2）錨固端千斤頂主缸進(jìn)油空頂100mm（根據(jù)鋼

8、束理論伸長(zhǎng)值確定）關(guān)閉，兩端預(yù)應(yīng)力鋼束均勻楔緊于千斤頂上，兩端裝置對(duì)中。（3）千斤頂充油，保持一定數(shù)值（約4MPa）。（4）甲端封閉，乙端張拉。根據(jù)張拉分級(jí)表，張拉端千斤頂進(jìn)油進(jìn)行張拉，每級(jí)均讀取兩端傳感器讀數(shù)，并測(cè)量鋼絞線(xiàn)伸長(zhǎng)量，每個(gè)管道張拉3次。（5）將乙端封閉，甲端張拉，用同樣方法再做一遍。（6) 張拉完后卸載至初始位置，退錨進(jìn)行下一孔道鋼絞線(xiàn)的測(cè)試。每級(jí)荷載下均需記錄的測(cè)試數(shù)據(jù)有：主動(dòng)端與被動(dòng)端壓力傳感器讀數(shù)、主動(dòng)端的油缸伸長(zhǎng)量。七、數(shù)據(jù)處理方法（1）二元線(xiàn)性回歸法計(jì)算、K值分級(jí)測(cè)試預(yù)應(yīng)力束張拉過(guò)程中主動(dòng)端與被動(dòng)端的荷載，并通過(guò)線(xiàn)性回歸確定管道被動(dòng)端和主動(dòng)端荷載的比值，然后利用二元線(xiàn)性

9、回歸的方法確定預(yù)應(yīng)力管道的k、值。計(jì)算公式為：式中 第i個(gè)管道對(duì)應(yīng)的值，P1、P2分別為主動(dòng)端與被動(dòng)端傳感器壓力；第i個(gè)管道對(duì)應(yīng)力筋的水平投影長(zhǎng)度(m)；第i個(gè)管道對(duì)應(yīng)力筋的空間曲線(xiàn)包角(rad)，曲線(xiàn)包角的實(shí)用計(jì)算以綜合法的計(jì)算精度較好，其表達(dá)式為： 式中：為空間曲線(xiàn)在水平面內(nèi)投影的切線(xiàn)角之和；為空間曲線(xiàn)在圓柱面內(nèi)展開(kāi)的豎向切線(xiàn)角之和。實(shí)際測(cè)試的管道數(shù)目，且不同線(xiàn)形的力筋數(shù)目不小于2；鋼筋與管道壁間的摩擦系數(shù)；k管道每米局部偏差對(duì)摩擦的影響系數(shù)。二元線(xiàn)性回歸法是建立在數(shù)理統(tǒng)計(jì)基礎(chǔ)上的計(jì)算方法，如果原始數(shù)據(jù)離散性大，則計(jì)算結(jié)果不穩(wěn)定，任意增加或減少幾組數(shù)據(jù)會(huì)造成結(jié)果的較大變動(dòng)，反之則可證明原始

10、數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性。只有原始數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠的情況下方可采用此法。（2）張拉時(shí)鋼絞線(xiàn)非彈性伸長(zhǎng)值計(jì)算從張拉第一級(jí)起，逐級(jí)記錄千斤頂油缸伸長(zhǎng)值li；根據(jù)每級(jí)千斤頂油缸伸長(zhǎng)值，計(jì)算每一級(jí)的鋼絞線(xiàn)伸長(zhǎng)值：li=li-li-1；取li相差最小的若干值求其平均值，一般是從第二級(jí)算起，并扣除傳力錨固前的一級(jí)（該級(jí)往往不是級(jí)差的整倍數(shù)），計(jì)算方法為：鋼絞線(xiàn)非彈性伸長(zhǎng)值=，此處li一般取第一、二級(jí)即可。（4）鋼絞線(xiàn)伸長(zhǎng)值精確計(jì)算被動(dòng)端錨外鋼束伸長(zhǎng)值計(jì)算孔道長(zhǎng)度范圍內(nèi)鋼束伸長(zhǎng)值計(jì)算其中：L2鋼絞線(xiàn)伸長(zhǎng)值；PA2持荷5min后主動(dòng)端錨下力；L2鋼絞線(xiàn)工作長(zhǎng)度；Ey鋼絞線(xiàn)彈性模量；Ay鋼絞線(xiàn)束截面積。主動(dòng)端錨外伸長(zhǎng)值計(jì)算鋼絞

11、線(xiàn)伸長(zhǎng)值：（5)試驗(yàn)中鋼絞線(xiàn)伸長(zhǎng)值的估算注：根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況確定，僅作為復(fù)核措施。八、注意事項(xiàng)（1）張拉千斤頂與壓力傳感器的安裝順序如圖1所示，被動(dòng)端（錨固端）的鋼環(huán)板換成千斤頂，約束墊板換成對(duì)中套（和壓力傳感器配套的）或限位板。（2）千斤頂、壓力傳感器和喇叭口要嚴(yán)格對(duì)中（中心線(xiàn)重合），不要使壓力傳感器發(fā)生偏載，要使壓力傳感器均勻受壓。（3）被動(dòng)端錨固用的千斤頂，在張拉前主缸空頂10cm關(guān)閉，以便于退錨。（4）千斤頂安裝時(shí)，要注意油缸的方向，應(yīng)使油缸向外便于測(cè)伸長(zhǎng)值。（5）試驗(yàn)前檢查壓力表指針是否在零讀數(shù)位置。（6）由于實(shí)際張拉為兩端張拉，而試驗(yàn)為一端張拉，因此千斤頂行程可能不夠?？刹捎脧埨舜?lián)兩臺(tái)頂。（7）試驗(yàn)中應(yīng)及時(shí)處理數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)反常，應(yīng)查找原因，看傳感器是否對(duì)中或千斤頂是否已經(jīng)穩(wěn)住，并應(yīng)增加試驗(yàn)次數(shù)。九、檢測(cè)過(guò)程中發(fā)生意外事故時(shí)的處理方法1、檢測(cè)過(guò)程中出現(xiàn)油泵噴油、起火、斷筋等事故時(shí)，應(yīng)立即停止試驗(yàn)，油泵泄壓，千斤頂回零應(yīng)對(duì)千斤頂和油泵維修并檢定后方可繼續(xù)檢測(cè)。張拉鋼筋后嚴(yán)禁站人。2、因檢測(cè)儀器設(shè)備發(fā)生故障或損壞而中斷試驗(yàn)，可用備用儀器重新檢測(cè)；若無(wú)備用儀器，則須將損壞的儀器設(shè)備進(jìn)行修復(fù)，經(jīng)檢定合格后，再重新檢測(cè)。十、檢測(cè)結(jié)果由于現(xiàn)場(chǎng)可能出現(xiàn)的各種原因?qū)е聜€(gè)別組或個(gè)別分級(jí)數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差，可