預應力錨下摩阻損失檢測

侯志偉

（北京九通衢檢測技術股份有限公司 北京市豐臺區 100071）

1 工程概況及說明

新建鐵路北京動車段走行線工程從北京南站引出，跨越京開高速公路菜戶營南段和北京市南三環玉泉營橋段主附干道，然后沿京九線西黃段向南前行。其中跨京開高速和南三環都為71m＋120m＋71m兩聯（一聯三線，一聯雙線）三跨連續梁橋。預應力鋼絞線張拉施工為工程中的關鍵控制工序，張拉總控制力為控制張拉力、千斤頂的內摩阻力、鋼束與錨具的摩阻力以及鋼束和孔道的摩阻力之和，其中千斤頂的內摩阻力在標定千斤頂時已經測定，鋼束與錨具的摩阻力以及鋼束和孔道間的摩阻力需在現場作模擬試驗測定，本文介紹了鋼束與錨具摩阻力在現場模擬檢測的方法，并得出了實際所用錨具的錨下摩阻損失數據，為現場施工提供了技術依據。

在動車段走行線工程連續梁張拉的施工過程中，出現了鋼絞線實際伸長量比理論伸長量短的情況：規范要求鋼絞線實際伸長量與理論伸長量之差在±6%之間，而實際張拉過程中兩者之差達到了－10%，超出了規范的要求，故對連續梁所用錨具進行了錨下摩阻損失的測定，進而指導施工。

2 檢測的目的

模擬現場施工條件，進行預應力錨具錨下摩阻損失的測定，得出所用廠家錨具的錨下摩阻損失數據，為現場實際張拉提供技術依據。進而分析鋼絞線實際伸長量比理論伸長量短的原因。

3 檢測構件和設備

（1）鋼筋混凝土構件：4.5m×0.6m×0.6m（長×寬×高），中心預留孔道直徑為：150mm，構件配筋按照箱梁腹板配筋布置；

（2）兩臺檢定合格的YCW400型千斤頂、壓力表以及配套的張拉油泵；

（3）YJM15－17型群錨及配套加片，生產廠家：安徽金星預應力有限責任公司；

（4）江西新華金屬制品有限責任公司生產的低松弛鋼絞線：公稱直徑 15.20mm（1×7），強度級別 1860MPa。

圖1 構件示意圖

4 檢測過程及檢測結果

4.1 千斤頂和壓力表的標定

兩臺YCW－400千斤頂標定后的壓力表與力的關系見表1～2。

對應的曲線：見圖1。

對應的曲線：見圖2。

4.2 測定錨下摩阻損失

表1 （千斤頂編號為36，壓力表編號180）

圖1

表2 （千斤頂編號為0708，壓力表編號176）

4.2.1 檢測步驟

檢測過程中兩臺千斤頂一臺為主動張拉，另一臺為被動受壓。先以36號頂為主動張拉，0708號頂為被動受壓，測定3組數據；然后以0708號頂為主動張拉，36號頂為被動張拉，再測定3組數據。最后根據測定數據計算結果。

圖2

（1）測量限位板的槽深和鋼絞線直徑；

表3

（2）以0708號頂為被動頂，36號頂為主動頂；被動頂油缸先伸出約100mm后回油封閉，主動頂從0MPa開始充油逐級加壓，記錄主動端、被動端油表讀數，測量并記錄主動端、被動端油缸伸長量。逐級加載至規定荷載并記錄好相關數據后卸壓，拆卸千斤頂、工具錨以及工作錨，將鋼絞線位置前移（或后移，目的是避免夾片多次咬合鋼絞線同一位置，造成鋼絞線直徑變小，受拉能力下降），然后再安裝工作錨、工具錨、千斤頂和油泵，按上述步驟再測試2次。

（3）將主動頂和被動頂調換，按上述步驟再測試3次。

4.2.2 檢測結果

被動端封閉后，主動端充油張拉至各階段控制荷載，當主動端控制荷載為Na時，讀出被動端相應的荷載Nb，則錨下摩阻力N＝Na-Nb，錨下摩阻力N占主動端控制荷載Na的百分率即為摩阻損失率；計算出每次張拉過程中各個階段控制荷載的摩阻損失率，求其平均值作為此次張拉過程的摩阻損失率，最后將6次測量的結果再做平均值作為最后的結果（計算過程中需將油表讀數MPa轉換成力值kN）。

結果如表4。

表4

4.3 錨下摩阻力與鋼絞線、限位板槽深的關系

在檢測過程中，探討了錨下摩阻力與鋼絞線直徑、限位板槽深的關系。對于采用一定直徑的鋼絞線（比如直徑為15.32mm），限位板槽深越淺，錨下摩阻損失占設計控制張拉力的比重越大，限位板槽深越深，錨下摩阻損失占設計控制張拉力的比重越小，當然，這是針對限位板槽深在合理范圍內而言的。

在施工過程中，針對鋼絞線直徑在允許誤差范圍內的浮動量，合理選用限位板非常重要；限位板槽深尺寸過小，張拉過程中夾片容易刮傷鋼絞線，同時夾片也有損傷，兩個夾片硬度較低者更容易損傷，造成在張拉過程中夾片和鋼絞線咬得很緊，鋼絞線不能自由伸縮，摩阻力大；如限位板槽深過大，則容易造成夾片自由活動量變大，兩個夾片不能同步跟進，外露不整齊，且回縮量容易超限，同時夾片外露不齊也是產生滑束等問題的潛在不利因素。

5 結語

（1）從上面的數據可以看出，錨具的錨下摩阻損失相對比較大，將此數據反饋給設計院后，設計院修改和完善了設計方案，啟用了梁體的備用孔道，并且將備用束中的鋼絞線換成了低松弛、強度級別為1960MPa，公稱直徑15.20mm（1×7）的高強度鋼絞線，確保工程的安全質量。

（2）在預應力混凝土施工中，施工單位錨具多采用QM、OVM及ATM等自錨式錨具，超張拉以后油泵油缸一回油，工作夾片便自動跟進錨固，這樣千斤頂的控制力就無法再回到δcon，因此在施工中不能直接采用105%δcon超張拉工藝，而要首先確定δcon，這里的δcon包括預計的預應力損失值，包括孔道摩阻、孔道局部偏差影響、千斤頂內摩阻和錨圈口摩阻等。

（3）預應力混凝土施工過程中，錨具、鋼絞線直徑、限位板槽深要配套。錨具進場后要對其配件喇叭口、限位板等進行尺寸的測量，鋼絞線進場要測量其實際尺寸，確保它們尺寸相互之間配套。

[1]《公路橋涵施工技術規范》（JTJ041－2000）人民交通出版社，2000.

[2]王凡，編著.橋梁預應力混凝土施工技術及標準規范實施手冊.吉林電子出版社，2004.

[3]《鐵路工程預應力筋用夾片式錨具、夾具和連接器技術條件》（TB/T3183-2008）中國鐵道出版社，2008.