预应力摩阻损失分析及对施工的指导意义_邬军

网络出版时间：2014-02-20 14:44

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城市建筑┃建设监理┃URBANISM AND ARCHITECTURE┃CONSTRUCTION SUPERVISION

预应力摩阻损失分析及对施工的指导意义

Analysis of the Prestressed Friction Loss and the Guiding Significance to the Construction

■ 邬 军 ■ Wu Jun

[摘 要] 在预应力混凝土桥梁施工中，因为预应力摩阻损失的影响，桥梁的实际预应力小于或大于设计预应力值时，都将使桥梁留下安全隐患。文章对预应力桥梁的预应力摩阻损失影响因素做了简要的分析。

[关键词] 预应力混凝土桥梁 孔道摩阻 预应力摩阻损失 影响因素 指导施工

[Abstract]

During the construction of prestressed concrete bri- dge, because of the influence of prestressed friction loss, which will make the bridge safety hidden trouble when the actual prestressed of bridge is less than or greater than the design of prestressed value. This article carries on the brief analysis of t- he prestressed friction loss factors of the prestressed bridge.

[Keywords] prestressed concrete bridge, channel friction, pre- stressed friction loss, influence factors, guide the construction

力学模型如图1所示：取微段钢筋设其相应的弯曲角为

为隔离体；

；曲率半径为R1；则

波纹管本身摩阻系数较塑料波纹管大，摩阻损失较

大。而且金属波纹管在形成曲线时，容易在固定点处形成明显转折，造成局部摩擦阻力增大，同时金属波纹管易锈蚀。在施工过程中易出现被振捣器压扁管道及漏浆的情况，这些因素都容易形成不可控的较大的摩阻损失。而塑料波纹管摩阻系数小、曲线弯折顺滑摩阻损失较小，还有不锈蚀、刚度大、强度高不宜破损等优点，有效的避免了金属波纹管的缺陷。因此，变更为采用摩阻损失更小的高密度塑料波纹管作为预应力管道。

2. 提前做好预应力摩阻测试，准确测定、值

的影响因素包含摩阻系数、孔道偏差系数、钢束弯曲角以及钢束长度，摩阻系数、孔道偏差系数仅与孔道的物理特征有关。对特定结构其为常量，摩阻损失只与钢束弯曲角以及钢束长度有关。但由于工程施工中不确定因素较多，实际施工的实测资料表明：虽然孔道材质、预应力筋种类及张拉控制力相同，不同单位施工的梁实测孔道摩阻系数却大不相同，同一单位施工的不同孔道的摩阻系数也存在差异。因此，在正式张拉施工前，需要对同一工地、同一施工队伍、相同施工条件下的管道摩阻系数及孔道偏差系数进行试验测定，检验设计所给计算参数是否正确，同时为施工中准确的确定锚下张拉控制应力和钢绞线伸长量提供可靠依据。

本桥在正式预应力张拉施工前，制定了完善的预应力摩阻试验方案。选择7#桥墩1号块2束腹板束M2和2束顶板束T2进行孔道摩阻试验，并采用最小二乘法对试验数据进行分析，形成了摩阻试验报告。通过试验，摩阻系数实测值为0.15，孔道偏差系数实测值为0.0016，与设计值相符。

3. 保证预应力管道的设置稳固且符合设计要求的线形

从公式（3）的推导过程可知，公式以预应力钢束为研究对象。当摩阻系数μ和管道偏差系数k通过试验确定后，钢束空间位置（弯曲角以及钢束长度）是否符合设计，对预应力摩阻损失的计算准确性有很大的影响。因此在施工过程中应保证固定预应力管道的定位钢筋设置牢固，间距应符合设计要求。必要时，可与梁体钢筋焊接，以确保预应力管道牢固的置于模板内的设计位置，并且线形平顺，同时在浇筑混凝土时不沉浮、不旁移。从而保证预应力钢束满足设计要求的线形，计算的预应力摩阻损失符合实际，使有效预应力满足设计要求。

4. 加强施工管理措施，保证摩阻损失合理可控 在预应力张拉施工过程中，应加强施工质量管理措施，保证实际施工时的摩阻系数μ和管道偏差系数k符合摩阻试验的结论，从而使有桥梁有效应力满足设计要求。

（下转第192页）

引言

在后张法预应力混凝土连续梁施工中，预应力使用安全。而有效的减少预应力摩阻损失，准确的预应力施工质量的关键因素之一。

一、 弯曲产生的摩阻损失两部分组成。

1. 预应力管道弯曲引起的摩阻力

曲线管道在张拉时，预应力钢筋对管道内壁会存在径向压力，并发生相对位移，由此产生摩阻损失，此部分称为管道弯曲产生的摩阻损失，其数值与管道的曲率大小和预应力钢筋弯曲角度之和有关。

。预应力钢筋对曲线管道内壁形成的径

向压力在微段上可以近似为等值，设为值。

微段钢束dl的受弯道影响的摩擦力为：

（1）

为预应力钢束的内力（拉力）；内壁的摩擦系数；摩阻力大小的因素分为三部分：

预应力拉力N的摩擦系数 （2）

N及管道

2假设2种损失都存在，。

得出总摩阻损失的表达式为：

（3）

式中： 为预应力钢束锚下张拉控制应力； 为预应力钢束与管道壁的摩擦系数； 为曲线包角，为从张拉端至计算截面处平面

曲线管道夹角之和，单位为弧度；

为从张拉端至计算截面处的管道投影长度； 为管道偏差系数。

二、 摩阻力分析对预应力桥梁工程施工的指导意义

通过对预应力桥梁摩阻损失产生的机理、摩阻损失的组成及计算原理进行分析，能加深对预应力摩阻损失原理的理解并认识其重要性，能更清晰的了解预应力摩阻损失产生的力学原理，能指导我们在桥梁施工中准确的计算和控制摩阻损失，保证实际张拉应力满足设计要求。娄底至邵阳铁路扩能改造工程跨320国道大桥连续梁工程的预应力施工，结合摩阻损失分析的相关结论，采取以下施工措施对预应力施工摩阻损失进行有效控制，取得了良好效果。

1. 优化预应力原材料选择，减小摩阻损失

图1 微段钢束力学模型

根据预应力摩阻损失公式（3），摩阻损失的大小随着摩阻系数、孔道偏差系数的增大而增大。原设计拟采用金属波纹管作为预应力管道，但金属

171

以乔木为例（见图2），初栽荷载计算公式如下：

Q=W/A，A=Π R；

R=Г+h tg ，h=H-B。 式中：

2

Q为单株乔木初栽荷载，单位kg/m；

W为单株乔木地上及地下部分重量之和，单位kg；

A为单株乔木在车库顶板的荷载影响面积，单位

2

以法桐为例，树干的单位体积重量（W1）取 四、 结语

3

1 250 kg/m，则胸径0.2 m，树高8 m的法桐，其地架空层顶板荷载从根本上会影响到植物栽植基上部分重量根据公式（1）计算为188.50 kg。由公式（2）可计算得出地下部分重量=地上部分重量=188.50 kg，则该法桐树木总重量W为377 kg，即3.77 KN。

法桐属于深根性乔木，生长所需的土层厚度B至少为1.2 m，其土球半径至少为0.9 m。假设架空层顶板覆土厚度为1.5 m，覆土容重为18 KN/m，则土球底边至车库顶板的距离h为0.3 m。根据公式可

2

计算得出该法桐的初栽荷载为1.04 KN/m，再考虑

2

1.5 m覆土的荷载为27 KN/m。

3

所以覆土容重为18 KN/m，厚度为1.5 m的架空层顶板。如栽植胸径0.2 m的法桐，其所需的恒荷载至少为28.04 KN/m2其重量增加8倍，需10年时间。

三、 结语

2

3

质、植物密度、植物规格、植物栽植方式，进而影响到景观效果。本文通过对荷载计算方式的和计算内容的总结，直观的给出了解决方式。进而在执行过程中能够恰当的选择方案，使建设工程能够经济、美观、安全。 参考文献

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（作者单位：大连六环景观建筑设计院，大连 116001）

m；

R为单株乔木在车库顶板的荷载影响面积半径，

2

近似为圆形，单位m；

Г为单株乔木的根部范围半径，近似为乔木土球半径，单位m；

h为乔木土球底边至车库顶板的距离，单位m； 为荷载在土层中的扩散角度，一般为30°； H为车库顶板的覆土厚度，单位m；

B为乔木土球底部至地坪的距离，单位m；

（上接第171页）

（1）加强原材料质量控制 钢绞线、锚具等应严格执行材料进场报验手续，及时验证材料合格证书，按规范要求送有资质的检定单位进行质量检验。钢绞线、锚具进场后采取防护措施，避免污染及锈蚀。张拉施工时，安排合理紧凑的穿束、张拉、注浆施工工序，防止钢绞线在管道内锈蚀。

（2）加强施工过程控制 预应力管道应安装牢固、位置应符合设计要求，孔道内应无杂物、积水。预应力钢绞线应梳整编束、

（上接第175页）

有利于提高建筑施工的质量。 六、 结语

（上接第184页）

2. 看管维护

移植后的大树要进行挂牌、登记，并派专人管护。同时需加强对移植后树木的管理看管，尤其是在人流比较密集的地方。管理人员要对树木做好相应的维护工作，比如加栏维护、设置标语等，及时提醒相关人员做好保护工作。

3. 搭棚遮阴

在夏季大树移植后，要做好遮阴工作，比如搭架盖遮阴网，防止暴晒对树木的伤害。必要时可以对其进行树冠喷雾，减少树冠的蒸腾作用，同时在寒冷季节，则要对不耐寒的大树做好防寒保暖措施。比如在树干上围上蒲草或禾草绳等，防止树体受寒受冻，极大限度地保证其成活率。

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理水平，促进施工顺利进行，提高整个建筑施工的[1]钟仕芳.论建筑施工的安全管理和质量管理[J].科技创新与应用,2013(32).

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（作者单位：新疆五家渠新宇监理公司 831300）

4. 施肥和病虫害防治技术

在对大树进行日常养护和管理时，还要加大对大树病虫害的防治工作和施肥管理。首先，技术人员及时对大树的生长状况进行分析，发现病虫害时及时处理，降低树木的死亡率。在施肥时，需要对施肥量进行控制，从而保证大树健康生长。若能同时结合大树树体吊注液的输液、根部输液，这样就能给树体和根部提供更多的营养和水分，促进根生长，效果更好。特别是对于生长过慢或树势较弱的大树，对大树的树体施营养液进行输液，根部注射根动力。这些对大树恢复大树根系，复壮树势，提高大树的成活质量有很大的促进作用。 三、 结语

综上所述，提升城市绿化管理质量水平，就要

不断改善大树移植与养护的技术状况，保证各个技术的准确性。这样才能提升大树移植的成活率，降低城市绿化建设中资金浪费。因此说，城市园林绿化中大树移植与养护技术在城市园林绿化建设中有着非常重要的作用。 参考文献

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（作者单位：广西贵港市园林管理处，贵港 537100）

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