根據滬昆高鐵杭州至（zhì）長沙鐵路（lù）客運專線HCHN Ⅰ標段綠豆（dòu）坡特大橋施工現場的孔道摩阻試驗（yàn），詳細闡述施工現場孔道摩阻試驗的必要性、測試方法、數據處理以及試驗過程中的注意事項。掌握這些（xiē）試驗關鍵細節，有助於（yú）試驗前的工作準備（bèi）、試（shì）驗過程的順利進行,確保試驗結果可靠（kào）。

關鍵詞：混凝（níng）土橋梁；預應力孔道；施工；摩阻試驗

本文（wén）在進行滬昆高鐵杭州至長沙鐵路（lù）客運專線HCHN Ⅰ標段綠豆坡（pō）特大橋施工現場的孔道（dào）摩阻試驗的基礎上（shàng），詳細闡述施工現場孔道摩阻試驗的必要性、測試方（fāng）法（fǎ）、數據處理以及試驗過程中的注意事項。

1 施工現場孔道摩阻試驗的必要性

采用掛籃（lán）懸臂澆築是國（guó）內建造大跨預應力混凝（níng）土（tǔ）橋梁的主要（yào）施工方法之一。為保證施工過（guò）程中結構安全、成橋以後的線形（xíng）和受力狀態合理，需要考慮多方麵因（yīn）素的（de）影響（xiǎng），其中，精確計算預應（yīng）力束的（de）有效應力是（shì）一（yī）個（gè）重要因素。為此，有必要進行施（shī）工現場孔道摩阻試驗，具體有以下三個具體原因（yīn）：

（1）雖（suī）然規範提供了孔道摩阻係數μ和偏差係數（shù）k 的使用範圍，但是範圍太大，取不同的值，會得到完全不同的孔道摩阻（zǔ）損（sǔn）失率。

（2）雖然（rán）可以根據施（shī）工采用的結構材料，在試驗室進行模型試驗，但是試驗室和施工現（xiàn）場環境相差較大。

（3）如果施工現場得到的孔道摩阻係數μ和偏（piān）差係數k ，與設計值不同，並在規範規（guī）定的範圍之內，應以實測的孔（kǒng）道摩阻（zǔ）係數μ

2 2.1 試驗布置

2.2 試驗過程

張拉控製（zhì）力可以分5級(2O%，40%，60%，80%，100%)張拉至設計張拉力。對於（yú）每一級加（jiā）載穩（wěn）定後（hòu），需要同時記錄讀數儀和電動油泵的讀數以及預應（yīng）力束（shù）伸長量。

2.3 補充試驗的說（shuō）明

圖1測（cè）得的總摩阻損失為孔道+錨頭+喇叭口摩阻損失之和，因此，需要補充錨（máo）頭摩阻試驗及（jí）喇叭口摩阻試驗。錨（máo）頭摩阻試（shì）驗及喇叭口摩（mó）阻試（shì）驗可在試件上進行。由於本文重點闡述孔道摩阻試驗，對於錨頭摩阻試（shì）驗及喇叭口摩阻試驗，不再多述。

3孔（kǒng）道摩阻係數μ和偏差係數k 的確定

在預施應力過（guò）程中，離（lí）張拉端（duān）x 處（chù），因管道摩阻而損失的預應力束內力值x F 為：

A kx A x F e F F βμθ=-=+-]1[)( （1）

式中，A F 為張拉力，β為損失率，已經扣除了（le）兩端錨頭+喇叭口摩阻損失率。

式（1）可寫為

)1ln(βμθ--=+kl （2）

式中，l 和θ分別為張拉端至固定（dìng）端預應（yīng）力束（shù）長和空間包角（jiǎo）。若該（gāi）預應力束為直線布置，即0=θ，則可由式（2）直接得到l k /)1ln(β--=；若該預應（yīng）力束為曲線布置，理（lǐ）論上可借助於兩束以上預應力束的測試結（jié）果，利用最小二乘法計（jì）算得到μ、k 。

試驗存在誤差是不可避（bì）免的。假定式（2）的（de）誤差（chà）為?，則有

?=-++)1ln(βμθkl （3）

如果有n 束預應力束（shù），則式（3）變為

i i i i C kl ?=-+μθ ),,2,1(n i = （4）

式中，i θ、i l 分別（bié）為第i 束預應力束的θ、l ，)1ln(i i C β--=，從而（ér）得（dé）到全部預（yù）應力束測（cè）試誤差的平方和為

()2

2

∑∑-+=?=i i i i C kl q μθ （5） 欲使得試驗誤差最小，應有

0=??k

q ，0=??μq （6） 由式（5）和式（6）可（kě）得

?????=+=+∑∑∑∑∑∑i

i i i i i i i i i l C l k l C l k 22θμθθθμ （7） 根據（jù）式（7），可（kě）求得μ、k 。

4試驗中的關鍵注意事項

4.1 預應力束的工作長度

在做孔道摩（mó）阻試驗時，對於預（yù）應力束的工（gōng）作長度，需要同時考慮（lǜ）傳感器、千斤頂、工具錨長度的影（yǐng）響。有時，為了使傳（chuán）感（gǎn）器能與梁體均勻接觸，需要在傳感器和（hé）梁體中間放置工作錨，此時，預應力（lì）筋的工作長度的預留還需（xū）要考慮工作錨長度的影響。

為了不浪費預應力筋，橋梁施工前（qián），需要提前確定試驗預應力束，在施工時（shí），預留好足夠的預應力束（shù）工作長度，並使同一預應力束的（de）各根鋼筋盡量對齊（qí）。對（duì）於不需要做試驗的預應力束的工作長度，可按照正常情況設計。

4.2 測試預應力束（shù）的（de）最小數

施工現場做孔道摩阻（zǔ）試驗時，為了保（bǎo）證試驗成果的精度，需要（yào）待（dài）混凝土養護完成後進行，時間上與施工（gōng）張拉預應力束相衝突。為了不影響施工進度，不宜測試（shì）過多的預應（yīng）力束。

從式（2）可以看出（chū），為了（le）得到孔道摩（mó）阻係數μ和偏差係數k ，需要兩個（gè）不相關的方程聯立求解。所以（yǐ），最少需要測試一束直線預應力束（shù）和一束曲線預應力束（shù），或（huò）者兩束線（xiàn）形不同的曲線預應力束，這樣可以得到孔道摩阻（zǔ）係數μ和偏差係數k 的唯一解。

由於試驗存在誤差，在條件允許（xǔ）的情況下（xià），可以測試更多的預應力（lì）束，從而（ér）根據最小二乘法，得到孔道摩阻係（xì）數μ和偏差係數k 的最優解。

4.3 數據記錄

施工現場（chǎng）做孔道摩阻試驗時（shí），為了精確地得到預應（yīng）力束的摩阻損失，每一級加載穩定後，需要同時（shí）讀取張拉端和錨固端的讀數（shù）儀數據，並做好記錄，同時記錄好相應的電動油泵的讀數以（yǐ）及力筋伸長量，以確保試驗結果的可靠（kào）性。

4.4 退錨（máo）

與施工過程中的張拉預應力束相比，施工現場做孔道摩（mó）阻試驗，過程相對繁瑣，其中，多出的一（yī）個重要環節

就是退錨。每一次孔道摩（mó）阻試驗完成（chéng）後，都需要（yào）將工具錨、千斤頂和傳感器退出。此時，隨著千斤頂卸（xiè）載（zǎi），預應力筋不斷回縮，夾（jiá）片仍舊嵌緊於工具錨中，給退錨（máo）帶來了麻（má）煩。可以采用（yòng）以下兩種方式來方便退錨：（1）除（chú）工具錨外，所有工作錨都不允許放置夾片，張拉端和錨固端的千斤頂做適當（dāng）空走。孔道摩阻試驗完成後，張拉端千斤頂首先卸載，取出（chū）工具錨夾片；然後，錨固端的千斤頂卸載，如果此時取工具錨夾（jiá）片仍舊困難（nán），可（kě）以使錨固端的（de）千斤頂適當加載後，再卸載。

（2）除工具錨外，如果工作錨（máo）已經放置了夾片，且取出困難，張拉端工作錨夾片可以不用取（qǔ）出（chū）（錨（máo）固端工作錨夾片必須取出，否則試（shì）驗錯誤）。加載前（qián），錨（máo）固端千斤頂空走行（háng）程必須超過預應力（lì）束的設計總伸長量。孔道摩（mó）阻試驗完成後，張拉端和錨固端的千斤頂分別先後卸載，並取（qǔ）出工具錨夾片。

可以（yǐ）看出（chū），在預應力束工作（zuò）長度不足的情況下，應該優先選（xuǎn）擇方法（1）進（jìn）行退錨。

5結語

為了合理控製預應力混凝土橋梁的施工過程，並保（bǎo）證施工質量，必須進行預應力孔道摩阻試驗。由於施工現場一般為高空（kōng）作業，場地有限，且工期緊，所以在做（zuò）施工現場的（de）孔道（dào）摩阻試（shì）驗前，必須確定試驗過程中可能遇到的各種問題及解決措施。本文根據滬昆高鐵杭州至長沙鐵路客運專線HCHNⅠ標段綠豆坡特大橋（qiáo）施工現場的（de）孔道摩阻試驗，確定了試驗要點，以（yǐ）供其（qí）它類似（sì）工程參考。由於在綠豆坡特（tè）大橋施工現場孔道摩阻試驗前，考慮了以（yǐ）上試驗要點，試驗得以順利進（jìn）行，試驗結果比較可靠。