摘要：本文以京沪高速铁路丹阳至昆山特大桥跨锡澄高速现浇连续梁桥的预应力孔道摩阻试验为基础，利用最小二乘法对试验数据进行分析，计算出预应力管道的摩阻系数和局部偏差系数。重点分析了影响试验结果的几个重要因素，并对常规的试验方案提出改进措施，为后续类似的工程提供参考。
关键词： 预应力损失；管道偏差系数；摩阻系数
0 引言在进行预应力设计的时候，通常都是按照预应力钢束材质的类型和预应力管道的成孔方式然后根据经验来对预应力管道摩阻系数和管道局部偏差系数进行取值的。但是，在实际施工过程中，现场的施工质量对这两个系数的影响是很大的。因此，根据现场的具体环境通过预应力管道摩阻试验来计算实际的管道摩阻系数和局部偏差系数是很有必要的。
对于国内近几年大力建设的高速铁路无砟轨道桥梁项目而言，正确计算预应力管道摩阻系数和局部偏差系数的意义就更加突出了。只有通过精确的计算管道摩阻系数和偏差系数才能有效的控制锚下张拉控制应力，从而为准确的控制主梁线形提供必要的保障。
1 工程介绍京沪高速铁路丹阳至昆山特大桥无锡西桥段跨锡澄高速连续梁位于江苏省无锡市，总宽度为12m。正桥全长257.5m，主跨为48+2*80+48m 四跨变截面连续梁桥，主梁截面采用单箱单室型。纵向预应力体系采用高强度低松弛钢绞线,顶板束采用9-7Ф5 钢绞线，腹板束采用12-7Ф5 钢绞线，底板束采用9-7Ф5 钢绞线。预应力孔道成孔采用金属波纹管成孔。
2 管道摩阻系数的测定
2.1 试验方案优化
（1）在穿心式传感器和锚垫板之间加入30CM 长的加长套筒。这样的改进做法可以大大的减小了钢束与喇叭口因为摩阻而产生的应力损失，使得试验的工况更加符合试验原理的理想工况，从而大大的减小了由于预应力喇叭口摩阻损失而引入的试验误差。
（2）提高第一级荷载值。荷载加载分级不再采用从设计荷载的0%至100%的简单的均匀分级。本次试验第一级荷载从40%开始，分5 级加载。加载力分别是设计荷载的40%，60%，80%，90%，100%。这样设计加载方案的理由是：当施加荷载较低时，试验环境因素如工具夹片安装质量，钢绞线穿束质量等对试验采集数据的准确性影响较大[5]。因此当荷载较小时获得的试验数据与实际情况存在较大的偏差，不利于试验结果的分析，所以提高第一级荷载可以提高试验结果的准确度。
2.2 试验步骤本次试验方案根据以往的试验经验，对常规试验方法做了部分的调整和改进，具体试验步骤如下：
（1）清理孔道，在梁两端分别安装加长套筒、传感器、对中环、千斤顶、工具锚。安装示意图如下图所示。
（2）将设备按预应力管道摩阻试验设备安装示意图安装好，调整好试验设备的安装位置，保证加长套筒、传感器、对中环、千斤顶同心，并检查设备的工作状态。
（3）梁的两端千斤顶同时充油，保持一定数值（4MPa），然后封闭甲端（固定端）。
（4）分五级张拉乙端（张拉端），直至控制应力，每级荷载持续3 分钟后记录两端压力的差值。加至控制应力后卸载[6]。
（5）封闭乙端，张拉甲端，分五级张拉至控制应力。每级荷载持续3 分钟后记录两端压力的差值。加至控制应力后卸载。
（6）将上述步骤四和步骤五重复进行三次。
（7）将上述试验中获取的试验数据，利用最小二乘法计算，即得到孔道摩阻系数和管道偏差系数。
试验结果分析钢束与管道间的摩擦引起的摩阻损失Ps可用下式计算其中：Pk 为张拉端预应力钢束的拉力；θ为从张拉端至计算截面的孔道弯角之和，以弧度计；k 为预应力管道偏差系数； x 为从张拉端至计算截面的孔道长度，以米计； μ为预应力钢束与孔道壁的摩阻系数。
则计算截面上钢束的有效拉力为： 若取计算截面为固定端，则P 为固定端钢束的拉力。试验时分别利用张拉端和固定端的传感器测得PK 及P 值，则全孔道张拉力有效系数A 为：
-(μθ+kx)k A=P/P =e即得：-(μθ + kx) = InAY＝-In A，则：μθ + kx = Y由于现场测试存在一定的误差，我们假设第i 次试验的误差为 Fi则对于不同得孔道测试结果可得一系列方程式：且由此建立偏微分方程，经过化简可得：联合以上方程组即可计算出预应力管道局部偏差系数k 值及预应力管道摩阻系数μ值。根据本次研究课题所获得的试验数据，经过计算可得出：京沪高速铁路丹阳至昆山特大桥无锡西桥段跨锡澄高速连续梁预应力孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数k 为0.0032，预应力筋与孔道壁的摩擦系数μ为0.2277。以上试验结果与规范提供的参考值存在一定差异。本项目根据实际孔道局部偏差系数和孔道摩阻系数的测试值，修正了设计的预应力钢束张拉的锚下控制张拉力。使得主梁成桥后的线形更加理想。
3 结论在对本课题的研究过程中，重点分析了后张法预应力孔道摩阻试验的几个主要的影响因素，并且对常规的试验方案做出了一定的优化。经过对比分析，采用优化的试验方案测试的结果与测试初始值吻合度得到很大的提高。因此，本试验方案的优化做法可以为后续类似项目提供参考。
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