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云淡门特大桥移动模架施工试验研究 1 箱梁结构施工 温州至福州的客运线路云松门特大桥全长11161米，线距4.6m，曲线半径4.5m。孔节点的基本结构和圆形端的变形截面空心墩。孔的横截面为32-32m的线性支撑箱梁。上部结构采用DXZ32/900型移动模架现浇法施工箱梁, 箱梁施工图号:通桥 (2006) 2221-Ⅴ, 线路设计速度200 km/h, 预留250 km/h的提速条件。 箱梁长32.6 m, 计算跨度31.1 m, 跨中部分梁高2.8 m, 支点部分梁高3.0 m, 梁宽13.0 m, 预应力管道采用?90 mm的波纹管成孔, 锚具采用OVM15型, 预应力钢束采用7-?15.2 mm钢绞线, 抗拉强度标准值1 860 MPa。设计给定的锚口及喇叭口损失按预应力钢束张拉控制应力的6%计算, 管道摩阻按波纹管成孔计算, 管道摩擦系数μ取0.26, 管道偏差系数κ取0.003。 2 管道摩阻、锚具及锚具回缩量测试 后张法预应力混凝土箱梁中管道摩擦阻力和锚口、喇叭口摩擦阻力估算的准确程度直接影响到箱梁的上拱度, 直接影响到结构使用的安全, 而采用的管道是何种介质、管道定位是否准确、管道是否漏浆等施工质量的优劣往往直接影响到摩阻的大小。为确保箱梁的施工质量, 对云淡门特大桥第一孔移动模架施工的现浇箱梁的4束曲线孔道、1束直线孔道和锚口、喇叭口摩阻及锚具回缩量进行了测试。 每孔箱梁预应力部分由27束钢绞线组成, 其中13-7?5钢绞线23束, 12-7?5钢绞线4束。跨度31.1 m后张法预应力混凝土简支箱梁摩阻试验测试内容包括管道摩阻、锚口、喇叭口摩阻和锚具回缩量。管道摩阻试验需要在尚未进行初张拉的预应力钢束中选取5～6束进行试验, 要求尽量选取具有代表性的不同管道长度、不同弯起角的钢束;箱梁中13-7?5的钢绞线占到钢绞线总数量的85%, 试验优先选择13孔的锚具及配套锚垫板进行测试;经过比较最后选定了编号为N1b、N3、N6、N7、N9共5束作为代表性钢绞线束进行测试。 3 管道摩阻试验 主要试验仪器见表1。 锚口、喇叭口摩阻测试的标准试件见图1。 锚口、喇叭口摩阻制作标准试件一个。N1筋长4 940 mm, N2筋长1 560 mm;管道要求顺直, 要加强定位, 管道用PVC管, 以40 cm间距沿试件纵向布置定位网片;喇叭口、螺旋筋、锚垫板与32 m梁13-7?5钢绞线孔道预埋件一致;管道成型方式与实际梁相同;制作时预留6个试块, 随试件同等条件养护, 试验时要确保标准试件强度达到设计强度的80%, 确定强度时每次压1～2个试件即可;试件设置2个起吊钩;混凝土等级C50;保护层厚度3 cm;试件端部50 mm箍筋间距布置困难时视实际情况自行调整。 选定编号的摩阻测试管道对应钢绞线下料长度应比正常张拉工作长度长出1.0 m, 否则无法满足试验要求;试验时, 对试验选取孔道要进行清孔, 并且不能安装锚具;管道摩阻试验时, 要求箱梁的混凝土强度达到设计强度的80%以上;管道摩阻试验时需要配备8名工人配合;现场需准备千斤顶及油泵, 并提供电源及提升千斤顶、传感器的倒链等。 4 试验的原则和方法 4.1 预应力钢绞线张拉检测 管道摩阻作用由管道曲率效应和偏差效应两部分产生, 预应力束在被动端的拉力可按下面理论计算式计算 P2=P1×e- (μ·θ+κ·L) 式中P1、P2——分别为张拉端和被动端管道口的预应力束拉力; L——管道总长度, m; θ——管道总弯起角, rad; κ——管道偏差系数; μ——钢束与管道壁之间摩擦系数。 P1、P2可由测力传感器测出,L、θ按设计值取用, 按二元线性回归即可求得μ值和κ值。在测量中同时测出预应力钢绞线的伸长量, 可以测得预应力束的弹性模量。 管道摩阻测试在云淡门特大桥第一孔箱梁上进行, 试验时采用的张拉设备与实际施工时的设备相同, 测力传感器为上海诚知自动化系统公司生产的4 000 kN穿心式压力传感器 (精度0.5%) , 钢束伸长量通过钢直尺测量张拉端油缸长度并减掉两端夹片、被动端油缸回缩量获得。 测试时不得进行其他钢束的张拉作业, 以减少测试值产生偏差。试验中管道摩阻采用一端张拉, 从10%的张拉控制拉力开始, 分8级张拉至80%的设计张拉力, 每个管道试验2次。测读内容包括:张拉端与被动测力传感器读数、张拉端油缸外露量、被动端油缸外露量、张拉端与被动端夹片回缩量。 管道摩阻试验时主、被动端不安装工作锚而首先安装约束圈, 然后依次安装测力传感器、千斤顶、工具锚、工具夹片, 试验张拉时由于约束圈的作用, 使钢绞线与锚口、喇叭口无法接触, 因而测试到主动端传感器与被动端传感器的读数之差即为被管道摩擦阻力所抵消的张拉力, 从而可分析计算出管道摩阻。 4.2 摩阻试验的方法 锚口