管道摩阻試驗(yàn).pdf

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1、管道摩阻試驗(yàn)管道摩阻試驗(yàn)管道摩阻測(cè)試原理及方法1、引言2、管道摩阻測(cè)試原理與方法(1)測(cè)試原因(2)測(cè)試原理(3)測(cè)試方法(4)摩阻測(cè)試實(shí)例3、測(cè)試經(jīng)驗(yàn)與體會(huì)1、引言預(yù)應(yīng)力摩阻測(cè)試包括錨口摩阻、管道摩阻、喇叭口摩阻三部分。摩阻測(cè)試的主要目的:1)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)帶來安全隱患;2)為在施工提供可靠依據(jù),以便更準(zhǔn)確地確定張拉控制應(yīng)力和力筋伸長量;3)可檢驗(yàn)管道及張拉工藝的施工質(zhì)量;4)通過大量現(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)。2、管道摩阻測(cè)試原理與方法(1)進(jìn)行后張法孔道摩阻測(cè)試的原因在后張法結(jié)構(gòu)中,孔道實(shí)際位置和

2、設(shè)計(jì)位置存在偏差、鋼束和孔道內(nèi)壁存在接觸,以上兩者都會(huì)引起鋼束和孔道的摩擦,對(duì)于鋼束而言,摩擦力的方向和張拉運(yùn)動(dòng)方向相反,由于摩擦力的存在,使得鋼束上的有效預(yù)應(yīng)力減小,影響預(yù)應(yīng)力的發(fā)揮。設(shè)計(jì)時(shí),根據(jù)規(guī)范按下式計(jì)算由孔道摩阻引起的預(yù)應(yīng)力損失:n式中:n——張拉端鋼絞線錨下控制應(yīng)力(MPa);nμ——預(yù)應(yīng)力鋼筋與管道壁的摩擦系數(shù);nθ—從張拉端至計(jì)算截面曲線管道部分切線的夾角之和(rad);nk——管道每米局部偏差對(duì)摩擦的影響系數(shù);nx——從張拉端至計(jì)算截面的管道長度。管道類型μk橡膠管抽芯成型0.550.0015的管道鐵皮套管0.350.0030金屬波紋管0.20~0.260.

3、002~0.003((22))孔孔道摩道摩擦擦測(cè)試原理測(cè)試原理試驗(yàn)是在錨下安放壓力傳感器進(jìn)行(左端為張拉端,右端為錨固端)傳感器對(duì)中環(huán)千鋼絞線斤頂錨環(huán)錨塞孔道摩阻試驗(yàn)布置圖n孔道摩阻的測(cè)試孔道摩阻的測(cè)試就是確定摩阻和孔道偏差系數(shù)。在測(cè)試時(shí),先測(cè)試直線孔道,此時(shí)孔道無轉(zhuǎn)角,可利用張拉、錨固端的壓力差,確定孔道偏差系數(shù)。然后再在曲線孔道內(nèi)測(cè)試摩阻系數(shù),孔道摩阻力的測(cè)算具體可按以下過程:(1)先進(jìn)行直線孔道摩阻測(cè)試,按上式θ為零,求的k值;(2)再進(jìn)行與直線孔道同樣工藝的及施工條件帶有曲線孔道的摩阻力試驗(yàn),并以上項(xiàng)k值代入上式求的μ值。數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)處處理方法理方法在分級(jí)測(cè)試出預(yù)應(yīng)力束張

4、拉過程中主動(dòng)與被動(dòng)端的荷載后,通過線性回歸確定管道被動(dòng)端和主動(dòng)端荷載的比值,然后利用二元線性回歸的方法確定預(yù)應(yīng)力管道的k、μ值,具體方法如下:根據(jù)上式可推導(dǎo)出k和μ計(jì)算公式,設(shè)主動(dòng)端壓力傳感器測(cè)試值為P1,被動(dòng)端為P2,此時(shí)管道長度為x,θ為管道全長的曲線包角,考慮上式兩邊同乘以預(yù)應(yīng)力鋼絞線的有效面積,則可得:P13)測(cè)試方法A)主被動(dòng)千斤頂法(常規(guī)測(cè)試方法)該方法主要存在測(cè)試不夠準(zhǔn)確和測(cè)試工藝等問題。a)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;b)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)張拉曲線;c)

5、在測(cè)試工藝上,力筋從喇叭口到千斤頂張拉端的長度不足,使得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。B)壓力傳感器測(cè)試法該方法使用壓力傳感器測(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)試裝置如圖3所示。工具錨壓力傳感器壓力傳感器工具錨梁體局部喇叭體管道力筋鋼環(huán)板張拉千斤頂約束墊板約束墊板圖3管道摩阻測(cè)試裝置該測(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:圖中約束墊板的圓孔直徑與管道直徑基本相等,如此可使力筋以直線形式穿過喇叭口和壓力傳感

6、器,力筋與二者沒有接觸,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)安裝簡單,拆卸方便:實(shí)測(cè)中僅使用一個(gè)千斤頂,被動(dòng)端不再安裝千斤頂,使得測(cè)試安裝工作量大為減小。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,搖晃力筋即可拆卸夾片。(4)力筋可正常使用:從喇叭口到壓力傳感器外端,力筋與二者沒有接觸,不會(huì)對(duì)這部分力筋造成損傷,即兩個(gè)工作錨之間的力筋沒有損傷,可以正

7、常使用。4)摩阻測(cè)試實(shí)例合武客運(yùn)專線后張法預(yù)應(yīng)力混凝土組合箱梁梁長為32.6m,梁高2.8m。該梁采用在梁廠預(yù)制,梁體管道采用橡膠管抽芯成型。將表1中數(shù)據(jù)代入式(7),得到聯(lián)立方程如下:0.18735m+28.05063k=0.14961üym=0.5406k=0.00172328.05063m+7333.56868k=27.799299t將表2中數(shù)據(jù)代入式(7),得到聯(lián)立方程如下:0.18735m+28.05063k=0.14805üym=0.5495k=0.00160828.05063m+7333.

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