管道摩阻試驗.pdf

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管道摩阻試驗管道摩阻試驗 管道摩阻測試原理及方法1、引言2、管道摩阻測試原理與方法（1）測試原因（2）測試原理（3）測試方法（4）摩阻測試實例3、測試經(jīng)驗與體會 1、引言預(yù)應(yīng)力摩阻測試包括錨口摩阻、管道摩阻、喇叭口摩阻三部分。摩阻測試的主要目的：1）可以檢驗設(shè)計所取計算參數(shù)是否正確，防止計算預(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）可檢驗管道及張拉工藝的施工質(zhì)量；4）通過大量現(xiàn)場測試，在統(tǒng)計的基礎(chǔ)上，為規(guī)范的修改提供科學(xué)依據(jù)。 2、管道摩阻測試原理與方法（1）進(jìn)行后張法孔道摩阻測試的原因在后張法結(jié)構(gòu)中，孔道實際位置和設(shè)計位置存在偏差、鋼束和孔道內(nèi)壁存在接觸，以上兩者都會引起鋼束和孔道的摩擦，對于鋼束而言，摩擦力的方向和張拉運動方向相反，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)計時，根據(jù)規(guī)范按下式計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摩擦的影響系數(shù)；nx——從張拉端至計算截面的管道長度。 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0.20～0.260.002～0.003 （（22））孔孔道摩道摩擦擦測試原理測試原理試驗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）傳感器對中環(huán)千鋼絞線斤頂錨環(huán)錨塞孔道摩阻試驗布置圖 n孔道摩阻的測試孔道摩阻的測試就是確定摩阻和孔道偏差系數(shù)。在測試時，先測試直線孔道，此時孔道無轉(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)測試摩阻系數(shù)，孔道摩阻力的測算具體可按以下過程：（1）先進(jìn)行直線孔道摩阻測試，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，并以上項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測試出預(yù)應(yīng)力束張拉過程中主動與被動端的荷載后，通過線性回歸確定管道被動端和主動端荷載的比值，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計算公式，設(shè)主動端壓力傳感器測試值為P1,被動端為P2，此時管道長度為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：P1 3)測試方法A）主被動千斤頂法（常規(guī)測試方法）該方法主要存在測試不夠準(zhǔn)確和測試工藝等問題。a）由于千斤頂內(nèi)部存在摩擦阻力，雖然主被動端交替測試可消除大部分影響，但仍存在一定的影響；b）千斤頂主動和被動張拉的油表讀數(shù)是不同的，需要在測試前進(jìn)行現(xiàn)場標(biāo)定被動張拉曲線；c）在測試工藝上，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，也使得測試數(shù)據(jù)包含了該部分的影響。 B）壓力傳感器測試法該方法使用壓力傳感器測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試工藝，其測試裝置如圖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管道摩阻測試裝置 該測試方法與常規(guī)測試方法比較主要特點如下：(1)測試原理正確：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器，力筋與二者沒有接觸，所測數(shù)據(jù)僅包括管道摩阻力，保證了管道摩阻損失測試的正確性。而常規(guī)測試中所測摩阻力包括了喇叭口的摩阻力，測試原理上存在缺陷。(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：實測中僅使用一個千斤頂，被動端不再安裝千斤頂，使得測試安裝工作量大為減小。實測時預(yù)先將千斤頂油缸略加頂出，以便拆卸張拉端夾片；被動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，不會對這部分力筋造成損傷，即兩個工作錨之間的力筋沒有損傷，可以正常使用。 4)摩阻測試實例合武客運專線后張法預(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+7333.56868k=27.20519t 兩片梁的平均值m=0.5451和k=0.0017。規(guī)范規(guī)定的m=0.55和k=0.0015，實測的k值比規(guī)范值大，其原因是管道定位稍有些偏差。 3、測試經(jīng)驗與體會(1)測試試驗過程中應(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)力筋回縮引起的誤差。(2)測試的張拉力應(yīng)盡量達(dá)到設(shè)計張拉力。(3)測試采用的力傳感器需要經(jīng)過標(biāo)定，以減少測試誤差。(4)傳感器以及千斤頂安裝時應(yīng)確保其中軸線與預(yù)應(yīng)力筋的中軸線重合。(5)如果千斤頂?shù)男谐滩蛔銜r，為避免重復(fù)倒頂引起預(yù)應(yīng)力鋼筋回縮造成的誤差，可以采取兩種方法進(jìn)行解決。一種是在固定端另外安設(shè)1臺千斤頂，測試前利用該千斤頂將預(yù)應(yīng)力筋張拉到一定的荷載后鎖緊該千斤頂?shù)挠烷y，從另一張拉端開始張拉測試。另一種方法是張拉端采用2臺千斤頂串聯(lián)后同時張拉。(6)隨著對同一管道的測試次數(shù)的增加，管道摩阻系數(shù)略有所降低，主要是預(yù)應(yīng)力筋在管道中多次摩擦使得二者之間的接觸面逐漸光滑引起的。(7)實際施工中應(yīng)避免力筋和管道的銹蝕等，避免增大其摩阻系數(shù)等。 謝謝大家！