1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。U形風線預應力筋孔道摩阻試驗研究U形風線預應力筋孔道摩阻試驗研究U形風線預應力筋孔道摩阻試驗研究年l6卷年1期VoI_l6No.1湖北I學院學扳JournalorHubeiPolytechnicUnIersIty2001年3月M".2001文號1003-4684(2001)03006204-u形曲線預應力筋孔道摩阻試驗研究陳月順,余天慶,熊健民(1湖北工學院土木工程束,湖北武漢430068f2湖北工學院機械工程束,湖北武覆430068)抽蔓通過模型試驗,測定了張拉時u形曲線預應力筋中有效應力沿

2、預應力筋的分布以及混凝土中的有效應力的分布情況,并比較了在相同條件下,直線預應力筋與曲線預應力筋的孔道摩阻的不同分布規律,為更好地弄清u形曲線預應力筋孔遭摩阻的作用機理提供了試驗依據.關薯詢曲線預應力筋;孔道摩阻;測試分析;張拉r-ee圉分婁號TU378.1文獻標識碼:A預應力混凝土由于提高了鋼筋混凝土構件的抗裂度和剛度,克服了鋼筋混凝土的固有弱點,使預應力混凝土結構能在大跨與高層建筑,橋粱,鐵路,海洋,水利,能源等極為廣泛的領域內得到應用,但其主要還是應用于抗彎構件.隨著高強度鋼筋及混凝土的出現,以及結構發展的需要,預應力混凝土的應用出現了更廣闊的前景.1)整體預應力裝配式板柱建筑(IMS體

3、系)在我國的發展".IMS體系具有良好的抗震性能;且由于結構屬板柱結構,建筑布置靈活;同時投資省,施工簡單.2)預應力混凝土在特種結構中的應用.在儲油罐,壓力容器等特種結構中的應用,可以簡化結構型式,減小截面尺寸.3)預應力混凝土在大跨度橋梁中應用的發展.在大跨橋梁中的應用,不僅僅限于在預應力混凝土橋面粱上,在斜拉橋橋塔中的應用也日新月異,因為這樣可以使橋塔成為簡單的箱形,從而方便地提供用于檢修的通道.在國內的黃山太平湖大橋口】,南京長江二橋,鄖陽漢江公路大橋,岳陽洞庭湖大橋中都用到了環狀預應力混凝土橋塔.預應力混凝土的關鍵是在其受荷之前對結構構件施加一永久應力.以抵消荷載應力的一部

4、分或全部,所以需施加的應力以及施加后在結構中所產生的有效應力的確定是頊應力結構的設計關鍵.但我國混凝土結構設計規范GBJ1o一89及美國ACI3I892只提供了一般條件下常用張錨工藝體系的摩阻損失數據,對于大曲率預應力混凝土結構其孔道摩阻都必須進行專門試驗.1試驗方案及測試內容1.1試驗方案為了確定曲線預應力筋的孔道摩阻分布規律,試驗計劃分為三部分內容:一是測定張拉時沿預應力筋的有效應力分布;二是測定張拉時臺座中的有效預應力分布;三是比較直線預應力筋和曲線預應力筋的孔道摩阻分布的不同.根據以上計劃,試驗方案如下:預應力筋采用三種布置形式,即直線,曲線和U形;預應力張拉方式為兩端張拉,當混凝土強

5、度達到設計強度的85后進行張拉.每束張拉力為2343.6kN,張拉力采用雙控,并且以引伸量為主.為了精確測量張拉力,在預應力筋兩端安裝壓力傳感器測定其張拉應力,傳感器在張拉前經MTS試驗機標定.1.2測試內容測試內容分為兩部分:預應力筋應力測量和混凝土應力測量.預應力筋的應力測量包括兩項內容:預應力筋上的測點和預應力筋張拉端的傳感器,其中預應力筋上的測點是為了測量在預應力筋張拉時其各主要截面的有效應力,采用粘貼阻值為l】9n的膠基應變片(每個截面均勻沿預應力筋貼9片,取其平均值作為該截面的應變)測定;預應力筋兩個張拉端則是利用自制的傳感器(利用MTS試收稿日期2000-l2一l9作者簡介陣月麒

6、(1975一),男,湖北宜昌,湖北工學院碩士研究生,從事預應力結構的研究第16卷第1期陳月順等U開j曲線情應力筋孔道摩阻試驗研究驗機進行標定)測定有效張拉力,其讀數由YJ一25靜態電阻應變儀測出.混凝土應力測量也包括兩項內容:混凝土內部應力測量和混凝土表面應力測量.其中混凝土內部應力采用預埋鋼筋計測量各截面應變,再利用鋼筋計的應力一應變關系,即可算出相應點的應力,從而得出截面上的應力云圖混凝土表面應力測量則是采用直接在混凝土表面粘貼紙基應變片,從而計算出相應點的應力.1.3試驗荷載工況為了能反映出在不同張拉力下預應力筋和混凝土的應力變化,分級施加張拉力.各級張拉力(單位:kN)為:02306O

7、09O012OO一150018OO21OO2343.6.2模型制作及測點布置2.1試驗概況本試驗取自于一斜拉橋的主塔斜拉索錨固區足尺模型試驗.該模型為單箱單室預應力混凝土截面,其預應力布置采用u形彎束和直線預應力鋼束等幾種形式,其中u形彎束半徑僅為1.5m.根據索塔的宴橋設計圖紙,試驗截取其中的一個索孔節段,制作足尺模型作為試驗張拉臺座進行試驗和分析.臺座順橋向長7m,橫橋向寬為4.5m,高為2.55m,錨固墻厚為1.2m,箱體兩邊肋厚分別為0.6m及0.8m,箱內各角均設置了0.4×0.4m,0.3×0.8m的倒角(見圖1).1208o75201I口20758o120&#

8、39;.'1.lr,1,=I'i亡-=.-.700圖1臺座平面圖(單位clr1)節段內有N1,N2預應力鋼束各4束,N3,4預應力鋼束各2束,具體布置見圖2,圖中的鋼束采用1512型鋼絞線.公稱直徑為15.24mrll,其標準抗拉強度為R一1860MPa,彈性模量為1.95×10MPa,單根鋼絞線的張拉控制力為195.3kN,每個截面貼18片應變片.模型采用C50混凝土,邊長15cm的立方體試塊28天實測強度為47.6MPa.預應力管道的預埋按圖紙進行,預應力管道定位鋼筋焊于主筋骨架,以確保預應力管道精確定位.預應力管道密封良好,以防止混凝土澆注時漏漿._j一圖2鋼絞

9、線大樣圖及測點布置圖2.2測點布置根據試驗測試內容的要求,測點布置為:鋼絞線表面測點(見圖2);混凝土表面測點布置(由于臺座對稱,故取其一半貼應變片);混凝土內部鋼筋計布置(在高度方向上均勻布置四個截面,如圖3).(a)混凝土表面測點布置畫畫畫畫10-108-8(b)混凝土內部測點布置圖3混凝土耐點布置圖64湖北工學院2001年第1期回油0167505.5803.51096.51356.5164651916.52194.51744.50149.5468.2747.61056j1351l7】673.1941.52217.91824.53.2伸長量(表2)表2伸長量cm4結論1)從實測的數據看,預

10、應力筋曲率對預應力摩阻損失影響是很大的(圖4).比較N2,N3和N4,其相同截面的摩阻損失分別為42,14和0.33,但其相應的彈性回縮損失則相反,分別為3.(a)傳感器睡數,kHN2-2社而H2-l截而一l截面xN4一l被表文受湖北I學院青年基金資助參考文獻5,18和19%.2)張拉持荷一定時間和超張拉可以減少一些摩擦損失.從N1和N2看,持荷一段時間后,傳感器應力下降了25左右,但預應力筋的應力只下降了不到10.3)曲線預應力筋的實際張拉伸長值與計算值的誤差較大,結合風束應力進行分析,引起差別的原因主要是初始非線性變形造成的.但由于試驗數據少,還有待于進一步試驗.4)影響曲線預應力筋的摩擦

11、損失的因素多且較復雜.今后須對采用不同鋼材品種,包裹材料的預應力筋作進一步的試驗.蒜每辱(b)傳感器睡赦,kHl截面2截面3藏4筏螄o5堿lm翻4傳感器一錒絞線1楊華雄.整體預應力裝配式板柱建筑的設計與施工(第1I叛)M.北京:中國計劃出版社,1996.2張海玲單索面箱粱斜拉撟塔粱局部應力分折D同濟大學:同濟大學橋粱工程系,1995.3鄧海.湖北省鄖用漢江公路太撟索塔設計EZ3.武漢:92全國橋粱結構學術大會,1992,217221.ii.嘲瑚i6882.8.讎m.12258¨.三三咖詈i76l86.0屯u3曲明船O1OOi0的帕馳晡盯弛伯14711112l9:43i:30非印加!1

12、0帕鯽陽帥鯽啪渤78686710448O0孤¨們ii1il7.1i70079024引766ii;121451201520嘰蚰¨船¨iiil.螂啪一一22一2一.Di_l舯一.一鄔_:一_o.J室L畜_叫叫磚.1§x.¨一一譬J罾鷹一督1魯一言一言_叫哮第16卷第1期陳月順等u開;曲線豫應力薪孔道摩阻試驗研究TestandResearchaboutUCurvedPrestressedReinforcement'SFrictionCHENYue-shun,YUTianqing,XIONGJianrain(1Dep.ofCivilg.,Hub

13、eiPolytechnicUnit_1Wuhan430068,China;2Dep.ofMechanicalEngin.,tatubeiPolytechnicUniv.,Wuhan430068?China)Abstract:Withthemodeli"gtesting,theeffectivestressesintheUcurvedprestressedreinforcementsandtheconcretehavebeendetermined.Ontheotherhand,thedifferentdistributionsoffrictionbetweenthelinearandt

14、hecurvedprestreSsedreinforcemenrshavebeencompared.Moreover,anexampleaboutUcurvedprestressedreinforcement'sfrictionhasbeenprovided?Keywords:curvedprestressedreinforcements;friction;testing;stretching責任編輯:張巖芳(上接第61頁)ActiveSoilPressureonRetainingWallWithLayeredBackfillsYANGXueqiang(Dep.ofCivilEngin.,HubeiPolytechnicUniv.,Wuhan430068,China)Abstract:Basedonsoilplasticityandlimitanatysistheory,togetherwithslidingharmoniousconditionoflayeredbacMills,