中鐵（tiě）大橋局集團第四（sì）工程有限公司
摘要：預應力混凝土結（jié）構廣（guǎng）泛應用於橋梁、岩土和（hé）建（jiàn）築（zhù）等建設領域中，針對長預應力束摩擦損失較大的情況，利用規範公式運（yùn）用最小二乘法給出了計算摩擦係數μ和偏差（chà）係數k的計算式，同時給出測試方法，過去大多按規範或設計經驗來確定摩擦係數和偏差係數，有一定偏差，以期對（duì）預應力摩擦損失（shī）的確定（dìng）提供一（yī）定的參（cān）考。
關（guān）鍵詞：預應力摩擦損失；最小二乘法；摩擦係數μ；偏差係數k

 
        引言：隨著（zhe）工程建設數量的日益增加，預應力混凝土結構越來越廣泛（fàn）地得到應用，尤其後（hòu）張法預應力（lì）結構近（jìn）年來在橋梁（liáng）、岩土、建築等領域大顯其能。後張法預應力結構中的鋼筋預應（yīng）力損失直（zhí）接關係到在正常使用（yòng）狀態下（xià）的鋼筋永存應力值的大小，預（yù）應力損失主（zhǔ）要有以下幾點：①預應力鋼筋與（yǔ）管道壁間的摩擦力；②錨具變形、鋼（gāng）筋回縮和接縫壓縮；③預應力筋（jīn）與張拉台座的溫差（chà）應力損失；④混凝（níng）土的彈性回（huí）縮；⑤預應力筋的應力鬆弛；⑥混凝土的收縮和蠕變（biàn）。在預應力（lì）損（sǔn）失值中，孔道摩（mó）擦造成的損失占比很大（dà），尤其（qí）對於超長預應力結構的連續多股曲線束（shù）的運用日益增多，影響也日（rì）益增大。目前對於後張法中孔道摩擦係（xì）數和管道偏差（chà）取值多采用規範（fàn）或按經驗取值，從而導致預（yù）應力損失計算（suàn）有較大誤差，本文著重探究實際測定孔道摩擦係數及（jí）偏差係數的原理（lǐ）和方法，以期提高（gāo）預應力損失的認識。
        一、摩擦損失原理
        摩擦損失是預應力筋與管道或周圍接觸的混凝土之間發生（shēng）相對運動產生的摩擦預應力損失。在（zài）後張法中，預應力筋受到張拉且與管道壁接觸時產生摩擦力造成預應力損失。一般認為預應力筋與孔道間摩（mó）擦力主（zhǔ）要（yào）一兩（liǎng）部分：一部分是由於孔道安設位置偏差和內壁和預應力筋粗（cū）糙引起，其值較小，主要與接（jiē）觸長度成正相關關係；二是對於曲（qǔ）線孔道，在（zài）張拉預應力筋時，對孔道壁（bì）施加（jiā）法向壓力引起的摩擦損失，與法向力、摩擦（cā）係數μ及預應力筋彎曲角度有關，摩擦損失值較大。
        二、摩擦係數μ和偏差係數k的計算公式
        後張法中，預應力（lì）筋與孔道壁之間的摩擦引（yǐn）起的預應力（lì）損失按下式計算：
                             

        三、測定方法
        測定試驗通過測定預應力筋張拉端和錨固端實測壓力值，以及預應力筋空間曲線長度和曲線包角，通（tōng）過式（9）來計算摩擦（cā）係數k和偏差係數μ。
        預應力筋采用單（dān）端張拉，在（zài）張拉時同時間記錄壓力（lì）讀數儀和（hé）電動油泵讀書，數據以壓力讀數儀為準，附（fù）以電動（dòng）油泵數據校核。張拉端與錨固端的讀數差值即為摩擦損失值。進行孔道摩擦係數測定時（shí），為保（bǎo）證隻有預應力筋與孔道壁存在（zài）摩擦，需（xū）在千斤頂與壓力傳感（gǎn）器間放置限位板，避免偏心受壓，同時在兩（liǎng）端的喇叭口（錨（máo）墊板）內放置約束環，兩端不放置工作錨具。
        孔道（dào）摩（mó）擦係數測（cè）定步驟如下：①按要求進行預應力筋穿束工作，在其兩端依次安設錨墊板、壓力傳感器、千斤頂、錨具，保證四者同心，兩端千斤頂同時充油至5MPa，檢查設備狀態是否正常；②一（yī）端固定，另一端張拉，張（zhāng）拉按每5MPa為一級（jí）升壓，直至（zhì）張拉控（kòng）製應（yīng）力（根據預應力筋（jīn）束長（zhǎng）度和千斤頂的活塞行（háng）程確定），記錄兩端各級壓力讀數，並測量鋼（gāng）絞線伸長量及夾（jiá）片外露（lù）長度。反複進行3次，取兩端壓力差（chà）的平均值；③將上述3次壓（yā）力差平均值再次取平均值，即可定（dìng）為管道摩擦力的測定值，再根據對（duì）應的預應力（lì）束空間長度 和曲線包角 ，帶入上述相（xiàng）關公式計算k和μ。
        四、注意事項
        在進行孔道摩擦係數（shù）測定時，需要注意以下幾點。
        ①需提前確定好（hǎo）試驗預應（yīng）力束；②波紋管安裝定位嚴格按照施工設計（jì）圖施工，管道在縱向和橫向偏差上均（jun1）要符合設計要求，以免影響測試精度；③在預應力（lì）束下料長（zhǎng）度上的基礎上（shàng）再增加2.5m左右的（de）長度，以免預應力束（shù）長度不（bú）夠而無法測試；④預應力筋穿引采用機械牽引，束（shù）頭用膠布纏繞以保持平順，防止戳穿管道內壁；⑤測試工（gōng）作均需要在混凝土達到（dào）設計要求齡期進行；⑥考慮到（dào）測試工作可能會與張拉預應（yīng）力筋相衝突，從式（9）可（kě）以看出至少需要兩組數據，才能得到孔道摩（mó）擦係數μ和（hé）偏差係數k,因此至少（shǎo）需要測試2束線性不同（tóng）的曲（qǔ）線預應力束或者1束直線預應力束和1束曲（qǔ）線預應力束,如果條件允許，盡可能測量更（gèng）多的預應力束。
        結束語
        預應力摩擦損失尤其在長預應力結構中占比很大，在設計（jì）時（shí）大多按規範確定不同條件下的參數取值，建（jiàn）議（yì）今後（hòu）在空間預應力曲線或長預應力結構中，對摩擦（cā）損失係數μ和k應進行實際測定，為設計和施工（gōng）提供可靠依（yī）據。
參（cān）考文獻
［1］JTG D62-2004公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規範
［2］李誌堅，張新.預應力孔道（dào）摩阻係數測定一（yī）例.鐵道建築技（jì）術，2002