一种预应力孔道摩擦系数精确测定方法与流程

本发明涉及一种摩擦系数精确测定方法，尤其是一种预应力孔道摩擦系数精确测定方法，属于建筑施工
技术领域：
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背景技术：
：测定预应力孔道摩擦系数是核电工程、LNG工程、大跨度桥梁及民用建筑行业中等涉及预应力的工程所需要的。据申请人了解，目前测定孔道摩擦系数的方法主要有如下两种：1）钢束两端的锚固块前各安装一个压力传感器，通过两端千斤顶的一系列的相应张拉操作，读取张拉时两端的压力传感器读数计算得出管道的摩擦系数；2）钢束两端（主动端和被动端）各安装一台千斤顶进行一系列的相应张拉操作，通过张拉时读取主动端与被动端压力表上的读数，每端读取三次压力值并取平均值计算孔道的摩阻力。上述两种现有测定孔道摩擦系数的方法存在操作过程较繁琐、需要采集处理大量数据才能得到结果、测定孔道摩擦系数与正式张拉操作不同步等一系列的缺点。技术实现要素：本发明的目的在于：针对上述现有技术存在的缺点，提出一种不仅步骤简单、数据采集处理工作量小，而且测定精准、可以与正式张拉操作同步开展的预应力孔道摩擦系数精确测定方法，从而显著提高工效，并减少人、材、机的投入。为了达到以上目的，本发明的预应力孔道摩擦系数精确测定方法包括以下步骤：第一步、穿引钢绞线——将预定数量和长度的钢绞线穿入待测定摩擦系数的预应力孔道中，并在预应力孔道两端将钢绞线形成的预应力钢束锚固；第二步、被动端安装——在作为被动端的预应力孔道一端安置其张拉缸拉住预应力钢束的被动端千斤顶，并在被动端千斤顶油路中安装被动端压力表，在被动端千斤顶主体上安置指针顶于被动端千斤顶拉张缸的千分表；第三步、主动端安装——在作为主动端的预应力孔道一端安置其张拉缸拉住预应力钢束的主动端千斤顶，并在主动端千斤顶油路中安装主动端压力表；第四步、主动端张拉——按预定增幅的2倍逐步加压主动端千斤顶，直至达到警戒压力，记录每次增压预应力钢束张拉伸长值及主动端压力表读数；第五步、被动端张拉——先按预定增幅逐步加压被动端千斤顶至接近理论脱离索力值，记录每次增压预应力钢束张拉伸长值及被动端压力表读数；再按比预定增幅小一个数量级的预定增量逐步增加被动千斤顶的压力，直至到达警戒压力，记录每次增压的压力表读数及千分表的对应张拉伸长值；第六步、求脱离索力——从千分表的对应张拉伸长值记录中确定突变点压力值作为实际脱离索力值；具体为根据对应张拉伸长值记录分别建立突变点前、后压力与对应张拉伸长值的直线回归方程，并求出两直线回归方程的交点压力值作为实际脱离索力值；第七步、计算摩擦系数——按以下公式求得预应力孔道摩擦系数Ur：Ur=-Ln(Pp/Pa)/(θ+K*L)式中Pp——被动端压力，按实际脱离索力值确定；Pa——主动端压力，按主动端的警戒压力确定；θ——预定偏向角，单位rad；K——预定摆动系数；L——预定的钢绞线总长度，单位m。采用本发明后，不仅摩擦试验过程与张拉过程基本通同步，被动端仅需安装一个千分表即可获得相应端压力值，可以在完成主动端张拉后再到被动端完成剩余张拉，十分方便，显著减少操作人员；而且由于简化了摩擦试验流程，因此明显抑制了摩擦试验的数据偏差，使测定结果更接近实际工程工况。附图说明图1是本发明一个实施例的测定安装结构示意图。图2是根据千分表读数绘制的突变点前压力与对应张拉伸长值的直线A回归方程示意图。图3是根据千分表读数绘制的突变点后压力与对应张拉伸长值的直线B回归方程示意图。图4是求解图2中直线A和图3中直线B交点示意图。具体实施方式本实施例预应力孔道摩擦系数的精确测定方法具体步骤如下:第一步、穿引钢绞线——如图1所示，将预定数量和长度141.275m的钢绞线1穿入待测定摩擦系数的预应力孔道2中，并在预应力孔道两端借助锚固块3及夹片将钢绞线1形成的预应力钢束锚固。具体操作参见申请号为201310090554.0、名称为“预应力钢绞线与锚固块同步穿装装置及方法“的中国专利。第二步、被动端安装——在作为被动端的预应力孔道一端安置其张拉缸4’拉住预应力钢束的被动端千斤顶5’，并在被动端千斤顶5’的油路中安装被动端压力表，在被动端千斤顶5’主体台阶端面边缘上分别安置指针顶于被动端千斤顶拉张缸4’端面的精度0.01mm千分表7以及标尺8-1指向被动端钢绞线的钢板尺8。关于千斤顶的具体操作参见申请号为201310489149.6、名称为“一种钢绞线张拉千斤顶“的中国专利。第三步、主动端安装——在作为主动端的预应力孔道一端安置其张拉缸4拉住预应力钢束的主动端千斤顶5，并在主动端千斤顶5的油路中安装主动端压力表；在主被动端千斤顶5主体台阶端面上安置标尺8-1指向主动端钢绞线的钢板尺8。关于千斤顶的具体操作同样参见申请号为201310489149.6、名称为“一种钢绞线张拉千斤顶“的中国专利。第四步、主动端张拉——按预定增幅50bar的2倍、即100bar逐步加压主动端千斤顶5，直至达到警戒压力465.5bar（95%的预定最终张拉压力），记录钢板尺反映的每次增压预应力钢束张拉伸长值及主动端压力表读数。第五步、被动端张拉——先按预定增幅50bar逐步加压被动端千斤顶至接近理论脱离索力值、具体为理论脱离索力值的80%，记录钢板尺反映的每次增压预应力钢束张拉伸长值及被动端压力表读数；之后再按比预定增幅小一个数量级的预定增量5bar逐步增加被动千斤顶的压力，直至到达警戒压力，记录每次增压的压力表读数及千分表的对应张拉伸长值。第六步、求脱离索力——从千分表的对应张拉伸长值记录的下表中确定突变点，根据对应张拉伸长值记录分别建立突变点前、后压力与对应张拉伸长值的直线回归方程，并求出两直线回归方程的交点压力值作为实际脱离索力值。钢束被动端千分表的读数记录表被动端压力Bar读数mm伸长值mm19526.08　20026.650.5720527.381.321028.021.9421528.832.7522029.713.6322532.055.9723035.479.39观察上表可知，在压力200bar-220bar区间每增加5bar压力对应的伸长值增量均小于1mm，说明被动端的脱离索力值还未出现，而在220bar-230bar区间伸长值的增量突然大幅度增加，达到2mm以上，说明被动端的脱离索力值已经出现。建立图2所示张拉压力在200bar-220bar区间压力与对应张拉伸长值的直线A回归方程；并建立图3所示张拉压力在220bar之后区间压力与对应张拉伸长值的直线B回归方程。再如图4所示，求出两直线回归方程的交点压力值222bar作为实际脱离索力值。第七步、计算摩擦系数——按以下公式求得预应力孔道摩擦系数Ur：Ur=-Ln(Pp/Pa)/(θ+K*L)式中Pp——被动端压力，按实际脱离索力值222bar确定；Pa——主动端压力，按主动端预定的警戒压力确定为465.5bar；θ——预定偏向角，根据被测预应力孔道具体情况本实施例预先设定为5.12040rad；K——预定摆动系数，根据被测预应力孔道具体情况本实施例预先设定为0.0091；L——预定的钢绞线总长度，141.275m；Ur=-Ln(Kr)/(θ+K×L)=-Ln(222/465.5)/(5.1204+0.0091×141.275)=0.117结果得到所需的预应力孔道摩擦系数为0.117。实践证明，相对于现有技术，采用本实施例的方法具有如下显著优点：1）优化了预应力孔道摩擦系数测定的施工工艺，显著简化了摩擦系数测定的操作步骤；2）明显减少了摩擦系数测定的数据收集与处理的工作量；3）利用液压油的压力表获得被动端的压力值，操作简易，数据准确且不易出错；4）孔道摩擦系数测定与正式张拉同步开展，钢束可连续进行施工，实现了施工工艺的优化，减少了人、材、机的投入，提高了施工效率，节约了施工成本。除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。当前第1页1 2 3